遠(yuǎn)景怎么就自己研發(fā)葉片了呢？

要知道，遠(yuǎn)景設(shè)立在美國(guó)科羅拉多的全球葉片創(chuàng)新中心匯聚了全球葉片領(lǐng)域的頂尖人才，當(dāng)空氣動(dòng)力學(xué)的資深科學(xué)家遇上復(fù)合材料結(jié)構(gòu)學(xué)的頂尖工程師，下一代更輕更具捕風(fēng)效率的葉片就出現(xiàn)在人們的眼前——射陽風(fēng)場(chǎng)就運(yùn)行了這樣的葉片。

“這款葉片采用了全三維葉片設(shè)計(jì)技術(shù)，”遠(yuǎn)景美國(guó)科羅拉多全球葉片創(chuàng)新中心葉片氣動(dòng)專家、前波音飛機(jī)高級(jí)氣動(dòng)工程師孫毓平博士說，“從借鑒V22魚鷹機(jī)翼設(shè)計(jì)理論到下一代風(fēng)機(jī)葉片技術(shù)突破，遠(yuǎn)景付出了3年的艱苦努力。”

在遠(yuǎn)景，葉片領(lǐng)域的全球頂尖專家可不只是孫毓平博士，中國(guó)葉片工程集成中心研發(fā)總監(jiān)、前LM研發(fā)總監(jiān)Peter Grabau先生曾經(jīng)主導(dǎo)開發(fā)了LM近 1/3的專利，美國(guó)全球葉片創(chuàng)新中心負(fù)責(zé)人、前西門子葉片研發(fā)中心首席工程師Kevin Standish先生在葉片設(shè)計(jì)上的獨(dú)特建樹也為遠(yuǎn)景最新的葉片技術(shù)注入了全球最新的研發(fā)思想。一份內(nèi)部文件顯示，遠(yuǎn)景自研葉片團(tuán)隊(duì)的全球頂級(jí)專家已達(dá)55人，涉及葉片氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及載荷、材料及工藝、測(cè)試與驗(yàn)證等多個(gè)領(lǐng)域。

在這些行業(yè)大牛看來，下一代葉片是一個(gè)既有技術(shù)門檻又有夢(mèng)想的平臺(tái)——這源于遠(yuǎn)景自研葉片的內(nèi)在邏輯。這是一個(gè)關(guān)乎風(fēng)電整機(jī)開發(fā)的本質(zhì)問題。

風(fēng)電整機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)，本質(zhì)上是一個(gè)基于葉片空氣動(dòng)力學(xué)應(yīng)用的流體和結(jié)構(gòu)反復(fù)迭代尋優(yōu)的過程，其中機(jī)組結(jié)構(gòu)載荷、葉片氣動(dòng)性能和核心控制手段是風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)尋優(yōu)的三大變量，也就是設(shè)計(jì)工程師所說的LAC風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)尋優(yōu)。

關(guān)鍵在于，風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)工程師要真正掌控這些變量，而不是面對(duì)僅能輸出或輸入設(shè)計(jì)參數(shù)的黑匣子。也正因此，遠(yuǎn)景執(zhí)意要打開葉片設(shè)計(jì)的黑匣子，讓葉片氣動(dòng)成為一個(gè)可尋優(yōu)的變量。葉片是把風(fēng)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的核心部件，成本約占風(fēng)機(jī)成本的30%，其氣動(dòng)載荷主導(dǎo)了風(fēng)機(jī)另外70%的主要成本。這意味著，如果葉片通過自身的氣動(dòng)外形卸掉某些風(fēng)況帶來的有害載荷，就會(huì)相應(yīng)降低傳動(dòng)鏈上其他部件的載荷，那么降低整機(jī)用材成本也就水到渠成。

但這取決于遠(yuǎn)景葉片研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)葉片空氣動(dòng)力學(xué)未知的認(rèn)知程度。在遠(yuǎn)景全球葉片創(chuàng)新中心負(fù)責(zé)人Kevin先生看來，“這幾乎就是向葉片的基礎(chǔ)理論發(fā)起挑戰(zhàn)！”

專業(yè)人士知道，直到目前，對(duì)葉片的氣動(dòng)性能分析還是基于格朗特在1935年為研究旋翼直升機(jī)應(yīng)用所提出的葉素動(dòng)量理論，可很多科技文獻(xiàn)和驗(yàn)證結(jié)果已表明，在模擬葉尖速比較低的短葉片時(shí),格朗特理論模型尚能近似符合風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而當(dāng)葉片越來越長(zhǎng)時(shí)卻不能真實(shí)地體現(xiàn)風(fēng)輪在流場(chǎng)中的氣流形態(tài)。

作為低風(fēng)速市場(chǎng)最早的實(shí)踐者和領(lǐng)導(dǎo)者，遠(yuǎn)景注意到的一個(gè)變化是，隨著低風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)的開發(fā)，葉輪直徑不斷加大，最優(yōu)葉尖速比已高達(dá)10甚至12。這表明建立在較低葉尖速比假設(shè)基礎(chǔ)上的傳統(tǒng)葉素動(dòng)量理論，已不再能準(zhǔn)確模擬大葉片的實(shí)際氣動(dòng)載荷，也不再適用對(duì)較高葉尖速比的大葉片進(jìn)行氣動(dòng)效率分析。

這樣的發(fā)現(xiàn)令遠(yuǎn)景全球葉片研發(fā)團(tuán)隊(duì)既興奮又焦慮：我們能否更接近認(rèn)知物理世界中氣流和葉片之間產(chǎn)生的真實(shí)相互作用？如果不能還原風(fēng)能在流場(chǎng)中的氣流形態(tài)，葉片未被認(rèn)知的氣動(dòng)效率豈不是永遠(yuǎn)無法被喚醒？

這些問題，遠(yuǎn)景全球葉片創(chuàng)新中心有了答案。Kevin 透露，他的團(tuán)隊(duì)以航空領(lǐng)域先進(jìn)的氣動(dòng)分析理論為先導(dǎo)，在葉片設(shè)計(jì)中引入自行開發(fā)的葉片氣動(dòng)設(shè)計(jì)和仿真工具，從本質(zhì)上更深入、更充分地挖掘出了葉片在傳統(tǒng)葉素動(dòng)量理論下無法被認(rèn)知的潛力——下一代的葉片技術(shù)就誕生于此。