背景

2023 年末召开的中央经济工作会议，将低空经济纳入战略性新兴产业范畴；2024 年，“低空经济” 首次写入全国《政府工作报告》，各地随即密集落地配套扶持政策。截至 2026 年，全国近 30 个省份已把低空经济纳入区域发展总体规划，广东、安徽、四川、湖南等省份先行出台专项落地实施方案，从空域精细化管理、低空基础设施布局、产业资金与政策扶持等维度构建完整制度保障体系。

电动垂直起降飞行器（eVTOL）作为低空经济产业落地的核心运载载体，当前行业发展已迈入关键阶段：2025 至 2026 年成为国内 eVTOL 机型适航取证的核心窗口期。受制于试飞场地、安全风险与试验成本约束，单纯依靠实体样机试飞，难以全覆盖各类极限环境工况、突发故障边界场景，行业亟须依托实验室实物在环测试平台，完成全系统层级的充分验证。

由此行业直面多个核心验证拷问：

1. 飞控系统在各类极限环境工况下，是否拥有完备的半实物仿真闭环测试数据作为设计支撑？
2. 动力系统覆盖全飞行剖面区间时，多源功率耦合特性是否通过真实控制器硬件在环完成充分验证？
3. 整机综合系统是否依托 “半实物仿真 - 铁鸟 - 铜鸟” 三鸟集成台架，完成等效功能、极限性能与全寿命周期系统性考核？

破解上述验证痛点，亟须搭建一套半实物仿真 — 铁鸟集成台架 — 铜鸟试飞验证逐级递进、闭环覆盖的全流程测试验证体系。

痛点解剖：为什么eVTOL整机测试这么"要命"？

图 1  eVTOL整机核心系统

1. 多系统深度协同验证痛点（飞控、动力、机载子系统交联耦合）

• 飞控与电推进机电耦合缺陷难以通过纯数字仿真提前识别；
• 混动动力链路多部件链式耦合，单部件测试存在系统性验证盲区；
• 整机多子系统交联故障排查效率极低；
• 全流程验证平台碎片化，多设备协同联调壁垒突出。

2. 人、机、环境多维耦合仿真与试验落地痛点

• 极限环境与复杂气流工况真机试飞覆盖能力不足
• 人 - 机交互耦合工况缺少实验室复现手段
• 危险故障场景真机试验存在重大人员与财产安全风险
• 真实物理干扰无法在纯数字环境等效复现

3. 适航取证体系带来的严苛验证痛点

• 适航规章要求全工况、可溯源、全覆盖测试数据集，传统手段难以达标
• 故障模式与影响分析（FMEA）缺少批量复现验证载体
• 试验可复现性、数据一致性难以保障

4. 整机耐久与等效全寿命周期考核痛点

• 真机开展全寿命耐久试验成本极高、周期漫长
• 单部件台架无法实现整机等效耐久应力模拟
• 缺少加速耐久仿真验证能力
• 迭代机型耐久测试重复投入严重

综上，当前 eVTOL 整机测试存在四大核心矛盾：多系统强耦合导致分立测试验证不充分、人机环境复杂工况难以真机复现、适航严苛的数据要求与传统试飞手段不匹配、整机寿命耐久考核成本高且等效性差。行业亟须构建半实物仿真→铁鸟台架→铜鸟试飞逐级递进的一体化测试体系，系统性解决全维度验证痛点。

方案：从"信号级"到"功率级"到"三鸟台架级"，三步走通适航之路

熠速 eVTOL 全栈测试方案，打通整机控制信号、功率能量两大交联链路，测试场景覆盖航电、飞控、动力等各大机载系统，可完成飞控、航电、电机、电池、发动机、燃料电池、能量管理等细分部件级测试；同时具备铁鸟集成台架、铜鸟试飞配套台架成套交付能力，构建 “半实物仿真 - 铁鸟 - 铜鸟” 三级递进验证体系，一站式解决多系统耦合、极限工况复现、适航数据支撑、整机耐久考核等行业测试痛点。以下是典型整机测试解决方案：

方案一：飞控半实物仿真——让飞控"所见即所得"

系统级验证，以真实飞控计算机在环的方式复现全飞行工况，完成控制律与故障逻辑验证。

图 2  飞控半实物仿真架构图

架构描述：飞控半实物仿真系统以搭载实时操作系统、飞行仿真模型与环境模型的实时仿真平台为核心，搭配供配电单元、信号调理与故障注入单元构成半实物仿真测试设备，经由综合配线单元统一交联飞控计算机被测件、操作杆组件、转台舵机等物理真件、视景单元及动力/航电等外部交联系统，借助以太网、航空航天专用总线、CAN、RS422/485、模拟量 ANA、离散量 DIO 等多类信号与总线通道，构建完整闭环半实物仿真试验链路。

验证内容：

1. 飞控算法闭环试验：开展姿态控制、飞行模态切换等算法闭环测试，满足适航 MOC4 验证要求，可输出完整试验数据包，支撑适航符合性报告编制；
2. 人机操纵试验：验证操纵杆指令解析与飞控响应匹配效果；
3. 机载接口总线试验：检测 CAN、RS422、模拟 / 离散量通道通信可靠性；
4. 传感器、执行机构实物试验：支持接入 IMU 惯导、舵机等机载真实部件，支持仿真模型与实物硬件灵活切换测试；
5. 机载供电模拟试验：复现各类供电工况，验证飞控电气适配能力；
6. 故障容错试验：注入线路、总线、供电、传感器、执行器故障，考核飞控故障处置重构能力；
7. 多系统交联试验：联动动力、航电，测试整机多设备协同交互逻辑。

方案二：动力系统半实物仿真——从"单部件HIL"到"整机动力联调"

系统级验证，将真实EMS、整流、DC/DC、逆变四类控制器同时接入仿真回路，验证油电/全电动力耦合全链路。

图 3  混动动力系统半实物仿真架构图

架构描述：飞行器动力系统半实物仿真系统采用三层分层架构：第一层为上位机管控层，搭载配套仿真、ICD 配置与自动化测试软件，统一完成模型管理编译、参数配置、在线监控、数据存储及自动化测试流程管控；第二层为实时仿真主机层，由多台可级联扩展的实时仿真机构成，分功能域承载发电机、功率变换器、电机及飞行动力学负载等主电路拓扑仿真模型；第三层为控制器接入层，通过标准化 IO 与通信接口，分别对接真实 EMS 能量管理控制器、DC/DC 控制器、AC/DC 整流控制器、DC/AC 逆变控制器，搭建起 “上层管控调度 — 中层电气实时仿真 — 下层实物控制器闭环交互” 的完整动力系统半实物仿真试验链路。

验证内容：

1. 动力拓扑全工况仿真验证：分设备仿真发电机、变换器、电机、飞行负载，覆盖发电、储能、电驱动全电气工况；
2. EMS 能量管理策略验证：闭环测试实物 EMS，验证能量分配、充放电、混动切换等控制逻辑；
3. 功率变换器控制器单机验证：分别测试 DC/DC、AC/DC、DC/AC 实物控制器调压、整流、逆变控制性能；
4. 多控制器协同交联验证：验证 EMS 与各功率控制器通信交互、功率协同、时序联动逻辑；
5. 全飞行剖面动态性能验证：模拟起飞、巡航、着陆等飞行工况，测试动力系统动态带载响应；
6. 电气极限工况稳定性验证：复现过载、功率骤变、电压波动边界工况，校验系统调节裕度；
7. 故障注入与容错保护验证：注入线路、总线电气故障，考核控制器故障检测、保护、冗余切换能力；
8. 软硬件接口通信验证：校验 IO、总线时序、ICD 协议，保证仿真主机与实物控制器信号交互可靠。

方案四：铜鸟综合试验平台——动力系统1：1地面验证场

在实验室条件下，建立航空器机载能源与动力系统的1：1模拟件，实现被试系统的地面模拟试验，为设备验收和系统在机载环境下的运行提供拟真环境，支撑适航试验验证和目击工作。

图 4  纯电动动力系统铜鸟台架

架构描述：铜鸟试验台架采用上下两层分层架构，上层部署试验主控系统，集成试验管理、自动化测试、ICD 管理、能量流融合展示多款软件，统一负责全台架试验流程调度、实时数据监测、试验指令下发以及试验状态可视化呈现；下层搭载动力电池包、高低压配电单元等机载动力实件组成台架及动力设备，配套测功机对拖台架复现飞行剖面负载工况，并配置故障注入、电源切换、电压电流采集功能模块，依托以太网与线束完成各系统数据、电气信号交互，可全面开展飞行器动力电池、高低压配电、驱动电机等动力电气系统的交联匹配、负载特性、电气故障模拟、能量流仿真等全维度地面集成验证试验。

验证内容：

1. 动力电池、高低压配电、驱动电机各部件间交联接口匹配验证
2. 测功机模拟飞行负载，开展电机全工况输出特性测试
3. 整机能量流采集、仿真与能量分配特性分析
4. 高低压电气故障注入，验证系统故障检测、告警与处置功能
5. 多工况电源切换，考核全系统供电稳定性与供电余度
6. 动力电气系统充放电、带载、模态切换等综合性能摸底

方案四：铁鸟综合试验平台——整机终极验证场

飞控、航电、动力、电气、作动器全系统在环，架起从部件/子系统验证到真机试飞的桥梁。

图 5  铁鸟台架

架构描述：铁鸟试验台架采用分层互联、多系统协同的一体化架构，依托以太网、反射内存网、线束三层传输链路搭建全平台互联互通通信枢纽，整体划分为机载实物模拟、飞行环境模拟、综合试验测试三大功能板块：机载实物模拟包含铁鸟台架、机载设备与模拟座舱，复现整机机械结构与机载硬件；飞行环境模拟由视景显示系统、声音系统组成，构建逼真飞行视听仿真环境；综合试验测试系统集成实时飞仿系统、综合配电、信号交联、试验主控等分系统，全平台以试验主控系统为总调度核心，统一下发试验指令、采集交互全量数据，完整支撑飞控、综合航电、机载供配电等机载分系统的地面集成交联、动态仿真与故障注入验证试验。同时其可与铜鸟试验台架交联，实现整机全系统地面测试验证。

试验内容：

1. 接口与交联验证：分别完成各系统内部、跨系统间机械 / 电气 / 总线接口、信号传输及逻辑匹配校验，核对全部接口符合设计定义；
2. 性能与控制特性验证：测试操纵通道人工 / 自动操纵的时频域性能、系统动静态指标、控制律与软件实现精度，校核整机飞行品质；
3. 供电、信号与余度验证：考核各系统正常 / 备份工况下供电、传感器信号品质、安全余度指标；
4. 系统功能验证：覆盖 BIT 自检、余度切换、模态转换、故障告警存储、人机显控工效等设计功能；
5. 飞行员相关辅助验证：辅助开展机组操纵特性、故障处置评估及座舱操作技能培训；
6. 与铜鸟台架交联测试：可与铜鸟试验平台无缝对接，实现飞控+航电+动力总成的全系统联合试验；
7. 适航与可靠性试验：承担对应机型机载系统 MOC4 试验室适航符合性验证，同时开展系统功能可靠性、故障诊断能力试验。

熠速eVTOL全栈测试方案通过“半实物仿真-铁鸟集成台架-铜鸟试飞验证”三级递进体系，系统性破解了eVTOL整机测试的四大核心痛点，构建出覆盖全系统、全工况、全寿命周期的闭环验证能力，其核心优势体现在：

1. 多系统深度协同验证：通过飞控与动力系统的半实物仿真，实现飞控、航电、动力等多系统硬件在环交联测试，提前识别并解决复杂耦合故障，打破传统分立测试的验证盲区。

2. 极限工况与风险可控：在实验室环境下复现极端环境与危险故障场景，避免真机试飞的安全风险与高昂成本，同时确保测试数据的充分性与可追溯性，满足严苛适航要求。

3. 全流程一体化平台：从信号级仿真到功率级联调，再到整机级铁鸟/铜鸟台架验证，逐级递进、闭环覆盖，提供从部件到整机的全维度测试能力，大幅缩短验证周期与迭代成本。

4. 适航合规与数据支撑：基于真实物理硬件的闭环测试，生成可溯源、全覆盖的高质量数据集，全面支撑FMEA分析、故障模式验证及适航符合性报告编制。

5. 耐久与寿命等效验证：通过铁鸟-铜鸟台架实现整机等效耐久应力模拟，突破真机全寿命测试的周期与成本瓶颈，加速技术成熟与产品可靠性验证。

6. 灵活拓展与高效迭代：模块化架构支持测试场景灵活配置与硬件快速替换，适配不同机型迭代需求，降低重复投入，提升研发与验证效率。

该方案以技术创新与工程实践深度融合，为eVTOL的规模化商用提供坚实的技术底座与安全保障，推动低空经济产业从“技术验证”迈向“安全落地”与“高效运营”的新阶段。