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作品名称：“长飞”-低空载人飞行器的飞行安全系统
学校名称：吉林铁道职业技术大学
参赛队伍：“长飞”低空研究组
队伍编号：224436
参赛学生：崔洪鸣陈泰宇刘洋胡文卓
指导老师：马天作
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

“长飞”-低空载人飞行器的飞行安全系统

一团队成员

总负责人：崔洪鸣
学生成员：刘洋陈泰宇

指导教师：马天作

二项目前言

各位专家，老师们，同学们，大家好我们“长飞”团队之所以研究此项目，是因为2025年9月两架eVTOL坠落起火事故原因为飞行器之间距离不足而发生碰撞，而低空经济作为新质生产力，不能因为一次事故而停止研发，因此如何进一步保证低空载人飞行器的安全成为一大问题。

三项目主体

项目主体概述

“ 长飞”低空安全保障系统，主要包括机体的主动安全防护系统、核心冗余保障系统、应急逃生与避险系统，主要负责给予载人飞行器安全保障。

（一）主动安全保障系统-防患于未然

1 环境感知与路径规划模块：

搭载激光雷达+毫米波雷达+多光谱摄像头的融合感知单元，实时监测500米内障碍物（含电线、飞鸟）、气象（风速＞6级/能见度＜500米报警）、空域限制区，结合GIS地图自动规避危险路径。

2 健康状态监测系统：

对动力系统（电机、电池）、飞控、螺旋桨等关键部件进行毫秒级数据采集，监测电压/电流/温度/振动异常，提前30秒预警潜在故障（如电池鼓包、电机老化），并同步推送维护建议。

3 飞行员状态监测：

座舱内置心率、血氧传感器及面部识别模块，实时判断飞行员疲劳、突发疾病或操作失误，触发声光报警，严重时自动接管飞行控制权。

（二）核心冗余保障系统-容错兜底

1 动力冗余设计：

采用N+1冗余动力架构（如4轴飞行器配5个电机），单个动力单元故障时，剩余单元300毫秒内自动补能，维持飞行姿态；电池采用双组热备份，切换时间＜10毫秒，续航冗余≥20%。

2 飞控与导航冗余：

三余度飞控系统（主/备/应急），数据交叉验证，任意一套故障时无缝切换；融合GPS+北斗+惯性导航，无卫星信号时惯性导航可维持精准定位≥10分钟。

3 结构安全冗余

机身采用碳纤维蜂窝结构，关键部位（座舱、动力舱）加敷防撞吸能层；螺旋桨配备防缠绕保护罩，同时设计快速脱离机构，避免故障桨叶影响飞行。

（三）应急逃生与避险系统-最后一道防线

1. 分级应急着陆机制：

轻度故障：自动调整至最近安全起降点（如空旷场地、应急停机坪）平稳着陆

严重故障（如多动力失效）：1秒内启动弹道式降落伞（载重适配飞行器总质量），同时座舱底部缓冲气囊充气，着陆冲击力降低至人体耐受范围（＜15G）。

2. 座舱安全防护：

全封闭防滚座舱，配备四点式安全带+头部防撞垫；内置氧气供应系统（应对高空缺氧）和火灾抑制器（针对电池起火），舱门设计紧急爆破开启功能。

3. 求救与定位模块：

应急状态下自动发送GPS坐标至地面管控中心，启动高分贝警报器和闪光灯，同时座舱内置应急通讯电台（无信号区可通过卫星传输求救信息）。

四吉林省对低空经济的支持

1 政策支持

吉林市作为国家首批低空空域开放试点区域和通航产业综合示范区试点城市，积极推进“低空经济应用场景示范工程”，构建低空经济产业生态圈，这在一定程度上反映了省级层面的支持与引导。

2 产业优势：

吉林省拥有丰富的碳纤维资源，吉林化纤集团是全球最大的碳纤维原丝生产基地、全国最大的碳纤维生产基地，其产品广泛应用于无人机部件制备，为低空经济发展提供了关键材料支持。

3 人才培养：

省内有多所交通类院校，既注重知识理论，又注重创新教育，如吉林铁道职业技术大学，这所学校不仅为铁路输送大量人才，还为其他交通行业输送大量新鲜血液，且部分专业与产业挂钩，正有团队所需要的双创型技术人才

4 促进科技创新：

长春市与中国科学院自动化所产业化公司中科紫东太初联合打造了国内首个低空行业大模型“紫东长空”，将人工智能大模型技术应用于低空经济领域，在农业、基础设施巡检等方面发挥作用。

五结语

低空载人飞行器虽然目前技术存在缺陷，但依然是新质生产力的一部分，社会舆论没有给予相关企业一些容错空间，相信的不久的将来“长飞”将会实现进一步的理论突破。