随着我国低空经济产业加速规模化发展，低空飞行器逐步向产业化、常态化、普及化方向迈进，但传统飞行器研发生产长期采用“积木式”分体结构设计模式，存在连接件冗余、装配应力集中、材料与载荷适配度低等行业痛点，不仅大幅压缩机身轻量化空间，推高制造成本，还导致国产固定翼飞行器普遍存在自重偏大、续航不足的短板，制约产业高质量升级。针对这一核心难题，哈尔滨工业大学航天学院博士生吴世宝领衔的学生团队深耕低空飞行器结构创新，依托人工智能算法与新型复合材料技术，成功构建材料-设计-工艺一体化服务体系，为国产低空通航装备提质降本提供全新技术方案。
据了解，传统分体式研发模式将材料选型、结构设计、加工工艺割裂开展，极易出现材料性能与机身载荷需求不匹配、结构布局不合理等问题，减重效率低下，同时大量金属连接配件的使用，进一步增加机身自重与故障隐患，成为低空飞行器性能迭代的关键瓶颈。为彻底颠覆传统研发思路，团队立足航天工程专业积淀，创新融合物理信息深度学习算法与低维碳材料微观排布规律，自主研发基于CNN-LSTM注意力机制的材料-结构一体化协同设计技术。
该技术打通了从微观材料精准设计到宏观机身拓扑优化的全技术链条，可通过智能算法实现增强体铺放、载荷动态分配、机身重心精准校核的一体化智能输出，彻底摒弃传统冗余的金属连接配件，从设计源头优化飞行器整体结构性能。相较于传统设计模式，这套一体化技术体系有效解决了装配应力集中、材料利用率低、减重效果有限等行业共性难题，补齐了国产低空飞行器研发的技术短板。
多款真机实测数据充分验证了该技术的落地价值，依托全新一体化设计方案制造的低空飞行器机身，结构生产成本大幅下降33%，同时精准实现机身高效减重，彻底破解了长期困扰国产飞行器“自重偏大、续航不足”的核心痛点，在提升飞行器作业稳定性、续航能力与荷载性能的同时，极大降低了企业量产与运维成本，适配低空飞行器规模化量产需求。
目前，这项创新设计技术已实现产业化落地，成功配套多款量产固定翼机型的结构优化项目，技术成熟度与实用性得到市场充分认可。在深耕技术研发、助力产业升级的同时，团队积极践行青年科研团队的社会责任，主动延伸服务边界。面向中小学生开设航空科普讲堂，普及低空经济与航空结构知识，播种科创种子；面向中小通航企业推出轻量化优化普惠服务，助力中小企业突破技术壁垒，赋能行业整体协同发展。
业内人士表示，材料、设计、工艺的一体化融合是低空飞行器研发的主流发展趋势。哈工大学生团队此次技术创新，打破了传统研发模式的局限，构建了全链条创新服务体系，为低空经济新赛道注入青春动能，也为国产通航装备国产化、高端化、规模化发展提供了坚实的技术支撑。