全球首款浮筒式双座水上电动飞机成功首飞，仿真有限元分析赋能绿色航空新突破

全球首款浮筒式双座水上电动飞机成功首飞，仿真有限元分析赋能绿色航空新突破

2025年5月11日，全球首款浮筒式双座水上电动飞机RX1E - S在北京地区完成首飞，标志着我国在新能源航空领域实现重大技术跨越。该机型由中国工程院院士杨凤田团队历时多年研发，凭借其独特的设计与零排放特性，为水上交通、应急救援等领域带来全新解决方案。

RX1E - S水上电动飞机采用双浮筒式布局，翼展达10.69米，机身长6.69米，最大起飞重量1260千克，续航里程可达300公里。其搭载的永磁同步电机系统峰值功率达100千瓦，配合高能量密度锂电池组，可实现全程零碳排放。飞机独特的浮筒设计使其具备在200米狭窄水域的起降能力，配合高精度航电系统，能在复杂水文条件下完成码头精准停靠。相比传统燃油飞机，其巡航噪音降低40%，极大减少对环境的影响，适用于生态保护区、旅游景区等对噪音敏感的区域。

在实际应用中，该机型可广泛应用于水上观光旅游、岛屿间短途运输、沿海地区应急救援等场景。凭借零排放、低噪音的特性，将为沿海城市打造绿色航空交通网络提供重要支撑；在应急救援领域，其灵活的水上起降能力能够快速抵达事故海域，执行人员搜救、物资投送等任务。

若在研发设计环节引入流体仿真分析、结构仿真分析、有限元分析（FEA）及计算机辅助工程（CAE）等先进技术，将为产品性能提升带来显著价值。在流体仿真分析方面，通过构建三维计算流体动力学（CFD）模型，可模拟飞机在飞行过程中的空气流场及水面滑行时的水流特性。工程师能够分析机翼表面的压力分布，优化翼型设计以提升升力系数；同时模拟浮筒与水面接触时的波浪形态和水动力特性，调整浮筒外形和排水设计，降低滑行阻力，提高水上起降稳定性。

结构仿真分析与有限元分析则可对飞机关键部件进行精细化力学评估。将机身、机翼、浮筒等结构离散为微小单元，模拟飞机在起飞、降落、高速飞行等工况下的应力应变分布，提前发现潜在的结构薄弱点。例如，在分析浮筒与机身连接部位时，通过有限元分析计算不同海况下的动态载荷，优化连接结构设计，确保在极端条件下的结构安全性；针对机翼与机身结合处的疲劳寿命问题，通过循环载荷模拟预测材料疲劳损伤，延长飞机整体使用寿命。

CAE分析技术则可实现多物理场耦合模拟，整合流体力学、结构力学、热学等多个学科的仿真结果。在电动飞机动力系统设计中，通过CAE技术模拟电池和电机在运行过程中的产热及散热情况，结合流体仿真优化散热风道设计，确保动力系统在高温环境下的稳定运行；同时分析电机振动对机身结构的影响，通过结构动力学仿真提出减振方案，提升乘客乘坐舒适性。

此次RX1E - S的成功首飞，不仅展现了我国在新能源航空领域的创新实力，也为仿真分析、有限元分析等前沿技术在航空装备研发中的应用提供了广阔空间。随着技术的不断发展与完善，未来有望通过仿真技术进一步优化设计，推动水上电动飞机向更高性能、更安全可靠的方向迈进，为全球绿色航空事业发展注入新动能。