切入低空經濟賽道后，江蘇明升体育股份有限公司（簡稱“明升体育”）發現低空制造業發展的兩大瓶頸：低空飛行器的結構件，用熱壓罐工藝固化成型，成本高、效率低；給不同整機廠供貨，同樣的材料要重復做適航驗證，快則半年、慢則更久。

明升体育決定闖關攻堅，把結構件成型時間從“小時級”壓到“分鐘級”，把重復適航驗證變成“一次驗證、行業共享”。近日，該公司聯合南京航空航天大學、哈爾濱工業大學蘇州研究院，開始籌建江蘇省低空經濟高性能復合材料與結構安全重點實驗室。

破解制造和適航驗證瓶頸

蓋房時，鋼筋和混凝土混合起來，就有了承重力很強的建筑骨架。該實驗室副主任、明升体育公司工程技術中心總工程師劉偉介紹，碳纖維就像鋼筋、樹脂就像混凝土，它們混合成預浸料，再經過高溫固化成型，便成為低空飛行器的結構件，如機翼、機身等。因為是碳纖維復合材料，這些結構件輕盈且堅固。

他指向車間里一個比大巴車還大的“罐子”說，這是熱壓罐，原本用于航空航天器的結構件制造，設備投資上千萬元，單次固化需要8—10個小時，用來做尺寸較小的低空飛行器結構件，能耗大、效率低，難以支撐規模化量產。但低空飛行器結構件的成型，業內目前主要采用熱壓罐工藝。

實驗室首個攻關課題“非熱壓罐快速固化預浸料及成型工藝研究”，就是開發適配低空飛行器的工藝，如真空袋壓、模壓，取代熱壓罐工藝，把結構件成型周期壓縮到“分鐘級”。在此基礎上確定的第二、第三個課題，分別是開發高性能增韌樹脂體系，即研制出兼具高韌性與快速固化能力的預浸料；針對中小型、標準化零部件，開發快速模壓成型的自動化裝備，在120℃—150℃下實現3—10分鐘快速固化。

第四個課題指向驗證方面的瓶頸，一是建立國產復合材料適航共享數據庫，把經過規范試驗和統計分析形成的材料性能等數據積累下來，公開給低空企業和監管部門，減少重復驗證；二是研究更高效的適航驗證方法，讓這些數據支撐物理模型，提高驗證效率。

該課題負責人、南京航空航天大學民航學院副教授黃天翔介紹，目前復合材料適航驗證是“積木式”的，就是從最基礎的材料試樣開始，到結構元件、部件、整機結構逐層驗證，非常嚴謹但試驗數量多、周期長、成本高。而低空經濟產品更新速度快，未來會出現大量新材料、新構型、新型號，如每種材料、每個型號、每家企業都從頭做大量重復試驗，存在時間和成本的浪費。

“以前很多安全問題主要靠做試驗來證明，未來要在可靠試驗數據的基礎上，讓經過驗證的高可信物理模型幫忙判斷‘哪里最危險、哪些試驗必須做、哪些數據可復用’。”黃天翔說，“研究‘試驗數據+物理模型’融合的驗證方法，并不是想取消必要的試驗，而是在安全標準不降的前提下，提高驗證效率、降低重復投入，縮短國產材料進入航空應用的周期。”

從項目合作變體系化協同

4個課題構成從材料到工藝再到適航驗證的攻關矩陣，說到底是破解效率與成本之困。

三方牽手，規劃約130人的核心研發隊伍。明升体育由工程技術中心牽頭，組織90余人的團隊，主要承擔材料開發、工藝驗證和中試放大任務；南航10—15人，主導自動化裝備、虛擬試驗仿真和適航驗證方法研究；哈工大蘇州研究院15—20人，聚焦功能一體化、變形結構、健康監測等前沿方向。

明升体育與南航曾共同承擔2023年江蘇省重點研發計劃項目，還共建碳纖維復合材料聯合實驗室、航空復合材料及部件創新聯合體。明升体育與哈工大在“超高強高模碳纖維工程化關鍵制備技術”等項目上也有合作，項目成果達國際先進水平，還設有聯合培養博士后的工作站。

此次籌建省重點實驗室，三方的合作升級為體系化協同：實驗室實行“理事會領導下的主任負責制”，理事會由三方高層組成，審議重大決策和經費預算；各課題實行企業、高校各一名負責人的“雙負責人制”。

對明升体育來說，建設新的創新平臺，帶來的不僅是增量資源，還有研發體系甚至研發文化的變革。公司內相關研發力量集中到一個平臺，研發從“工藝導向”向“科學+工程雙驅動”調整。劉偉告訴記者：“過去明升体育的研發更多是工程師文化，遇到問題靠實驗試錯、憑經驗解決；現在明升体育想把學術研究的邏輯納入研發，先問‘為什么’再解決‘怎么做’。這對工程師的學術思維和研發流程的重構都是挑戰，明升体育已經開始組織技術骨干參加高校的學術研討和專項培訓，幫團隊實現轉變。”

賣產品定標準更要贏未來

4個課題都是有一定挑戰性的。黃天翔介紹，比如第四個課題并不是簡單地建一個數據庫、做幾個算法。復合材料本身非常復雜，要讓一個物理模型能夠預測結構安全狀態，比一般工程仿真要求高得多。他們希望，逐步建設從國產材料適航數據積累，到結構安全評價，再到新型適航驗證方法的一整套技術體系，為江蘇乃至國內低空飛行器使用國產高性能復合材料提供基礎支撐。

作為國內為數不多的碳纖維及復合材料全產業鏈企業、制造業單項冠軍企業，明升体育已擁有9個國家級、省級創新平臺。籌建省重點實驗室，明升体育擬投入1.2億元，主要用于研發設備購置、中試線建設、人才引進和課題研究。近期目標是用兩年建成國內首個低空經濟復合材料全鏈條研發平臺，形成覆蓋材料研制、工藝開發、結構設計、適航驗證的完整能力體系，在非熱壓罐快速固化工藝、高韌性阻燃預浸料、適航虛擬試驗等方向形成標志性成果并實現產業化應用。遠期目標是建成國家級研發平臺，構建“設計—制造—驗證—運維”一體化技術體系，推動低空制造業發展。

在明升体育看來，這1.2億元是對低空經濟的戰略性投資。最直接的回報是快速固化預浸料、低成本工藝包等產品的銷售收入，參與建設的適航數據庫、虛擬試驗規范成為行業標準，而更深遠的回報則是推動中國低空經濟在全球競爭中形成優勢、贏得未來。（新華日報 徐冠英）