科技日报记者 王延斌 通讯员 郭传义 姜乾
4月28日，在山东省烟台市栖霞通用机场，一架通体白色的小型飞机在38分钟内相继完成了“起飞爬升—巡航飞行—下滑降落”三个阶段的动作，最终平稳着陆。这是国内首款严格按照中国民航适航审定规章及程序、全程正向自主研发制造的载人自转旋翼机的首飞。
“整机姿态平稳、操控精准，动力、旋翼、航电及飞控系统运行稳定，各项性能指标全面达到设计与适航审定预期。”该自转旋翼机的研发者、翼凯来（烟台）航空装备有限公司董事长张竞元告诉科技日报记者，“首飞成功，标志着我国突破了机身共固化一体成型、全碳纤维承载式机身等行业关键技术瓶颈，补齐了我国轻型自转旋翼机正向设计、适航验证与整机制造体系短板，终结了核心技术受制于人的局面。”
它最大的亮点是“正向研制”
自转旋翼机是一种介于直升机与固定翼飞机之间的航空器，它依靠前进时的气流吹动旋翼旋转产生升力，发动机停机时可无动力自转下滑，具有安全性高、操纵简单、超短距起降、低空低速飞行稳定等优点。
“它最大的亮点就是‘正向研制’。”张竞元说，所谓飞机“正向研制”是从原始需求出发，自顶向下进行系统设计、分析与验证，设计者完全掌握气动外形、载荷方案、结构拓扑、系统逻辑全链路设计权与原始数据源，即全流程自主掌握核心技术，而非基于现有产品进行逆向科研或仿制。
“目前国内使用的自转旋翼机多为国外代理或授权产品。”该企业技术人员介绍，该项目团队历经两年攻坚，突破了自转旋翼气动与动力学设计、轻量化复合材料结构、适航符合性验证、多场景挂载集成等关键技术，拥有小型飞行器自动驾驶、数控全舱旋翼机等多项自主知识产权，搭建了“设计—试制—试验—适航取证”完整能力体系。
“当初在研发时，我们需要直面三大技术壁垒。”张竞元说，分别是全碳纤维承载式机身设计难题，共固化一体成型工艺难关，旋翼气动及算法。
她以“共固化一体成型工艺”为例，“这是国内首次在载人自转旋翼机上应用该工艺，而传统旋翼机一般采用的都是非承载式结构，而非碳纤维一体成形，基于旋翼机的特性进行对碳纤维传力路径的分析，包括铺层结构的设计。”张竞元说，“自转旋翼机的旋翼无直接动力驱动，完全依靠迎面气流自转产生升力，需精准构建气动—结构耦合模型，解决气动弹性发散、旋翼振动抑制、低空抗湍流、无动力平稳着陆等核心问题，保障9级强风与复杂乱流环境下的飞行安全。”
上千次实验只为轻型自转旋翼机的“中国首架”
据透露，本次攻关由“国内航空航天领域精英+海外创业资深团队”协同，工程师团队多出自国内航空航天权威机构；工艺制造团队参与过国内多型航空航天器研制，具备深厚技术积淀。
谈到这款自转旋翼机的创新点，张竞元说，在结构上，采用全碳纤维复合材料替代传统材料，经过力学仿真与强度试验，实现机身减重与高刚性兼顾；在工艺上，攻克一体化制造难题，实现机身轻量化、少拼接、高可靠性。
在航空领域，自转旋翼机最大的优势是在发动机停机时，可实现无动力自转下滑平稳着陆，安全性强。张竞元说：“我们以安全性为核心设计理念，同时具备短距起降能力，场地适应性强等核心优势，可以在田间地头、乡镇道路、山区林地、近海平台等复杂场景快速起降，因此能广泛应用于航空运动、救援、电力巡检、农林植保、低空观光等多个领域，为低空经济提供轻量化、安全性强、性价比高的解决方案。”
“此次完成首飞后，我们将持续开展验证飞行，今年下半年将转入适航取证试飞阶段，预计年内取得型号合格证，争取2027年完成生产许可证审定。”张竞元说。
据了解，翼凯来（烟台）航空装备有限公司所处的烟台黄渤海新区近年来在低空经济领域发展迅速，形成了以壹通无人机系统有限公司、翼凯来（烟台）航空装备有限公司和烟台云都海鹰无人机应用技术有限公司为代表的骨干企业集群。同时，烟台当地万华化学集团、泰和新材集团等高端化工及新材料企业可以配套机身聚氨酯材料、芳纶蜂窝芯材；正海磁材等企业也具备强大的航空动力和航空光电载荷方面配套能力，这种产业协同效应，推动了该区域低空经济高质量发展。
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