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全尺寸鋰硫電動垂直升降驗(yàn)證機(jī)開始飛行測試。該機(jī)是一種五座電動起降飛行器,配備36個(gè)電動涵道螺旋槳,其目標(biāo)是一次性充電飛行1h,飛行器最高時(shí)速300km。
隨著電動垂直升降概念的不斷涌現(xiàn),總部位于德國該項(xiàng)技術(shù)潮流的前沿,開始了全尺寸五座位成品重量原型機(jī)的試飛。
鋰硫Jet飛行汽車的設(shè)計(jì)飛行速度可達(dá)每小時(shí)300km,飛行距離可達(dá)300km,速度和航程均高于大多數(shù)正在開發(fā)的其他城市空中交通電動垂直升降飛行器,該飛行汽車正在為城際和城市任務(wù)提供服務(wù)。為了達(dá)到這一性能,這款電池驅(qū)動的飛行器采用了一種不同尋常的組合,包括鴨翼和帶有一排電動涵道螺旋槳的固定機(jī)翼。
鋰硫 Jet在5月4日全尺寸飛機(jī)第一次飛行前不久公布了新細(xì)節(jié),該公司首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人丹尼爾·維甘德表示,其他“像貝爾和優(yōu)步這樣的公司正在探討大都市地區(qū)配備本地航班的城市交通,航程可能達(dá)到50km?!彼赋?,“我們想要的是一個(gè)更大的區(qū)域范圍和服務(wù)兩個(gè)市場的能力——都市圈和城際市場?!?/p>
該飛行汽車上的主要?jiǎng)?chuàng)新是一個(gè)綜合推進(jìn)和提升系統(tǒng),包括安裝在12個(gè)傾斜襟翼上的36個(gè)電動涵道螺旋槳。在鴨翼的機(jī)翼后緣,每個(gè)襟翼上有3個(gè)螺旋槳組成,共12個(gè)螺旋槳,機(jī)翼上有24個(gè)螺旋槳。襟翼向下傾斜,為垂直升降提供向前飛行的推力,使飛行汽車能夠依靠由固定機(jī)翼產(chǎn)生的提升力進(jìn)行飛行,因此,在巡航飛行中使用的動能不到其最大2000hp的10%。
飛行控制是通過一個(gè)三冗余飛行控制系統(tǒng)(FCC)來改變襟翼螺旋槳組的推力角和轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)的。推力角由制動器驅(qū)動,每組螺旋槳都配備一個(gè)制動器和變速箱?!八械闹苿悠鞫际峭耆?dú)立的,所以它們都有自己的總線、電源電路和變速箱,當(dāng)一切正常時(shí),控制律就會以標(biāo)準(zhǔn)方式運(yùn)行。”丹尼爾·維甘德說,“如果制動器發(fā)生故障被關(guān)閉,飛行控制系統(tǒng)將更改為另一種控制律,這種控制律可在沒有制動器的情況下對飛機(jī)進(jìn)行優(yōu)化控制?!?/p>
他說:“我們研究了所有的傾斜機(jī)翼,但我們發(fā)現(xiàn)的最好的配置是我們在過去三年里開發(fā)出來的。”
維甘德補(bǔ)充說,2017年一架最初的雙座演示飛機(jī)的飛行測試很快顯示了這種設(shè)計(jì)的優(yōu)勢?!袄?,我們花了大約3個(gè)月的時(shí)間讓飛機(jī)進(jìn)行完全轉(zhuǎn)換飛行(先是將涵道螺旋槳完全向后,然后又回到垂直升降模式),以及在轉(zhuǎn)換狀態(tài)下繞圈飛行,45°角傾斜飛行等等。其他公司花了大約兩年時(shí)間才做到這一點(diǎn)。這并不是因?yàn)樗麄儾粔蚵斆鳎恢皇且驗(yàn)樗麄兊囊恍┰O(shè)計(jì)可能對于這些飛行測試不夠理想。
圖1 鋰硫電動飛行器依靠低阻力、無尾機(jī)身和小直徑涵道螺旋槳,比大多數(shù)其他電動垂直起降概念機(jī)具有更快的速度和更長的航程。(圖片來源:鋰硫公司)
圖2 鋰硫 Jet飛機(jī)由36個(gè)電動涵道螺旋槳驅(qū)動,能夠進(jìn)行無人飛行。(圖片來源:鋰硫公司)
圖3 鋰硫公司希望在2024年對這架飛機(jī)進(jìn)行認(rèn)證,并在2025年之前在全球多個(gè)城市開始商業(yè)服務(wù)。(圖片來源:鋰硫公司)
“高盤涵道螺旋槳的裝載意味著懸停飛行需要更大的功率消耗,但我們有意以此來制造一架完全適合巡航飛行的飛機(jī),這就是我們高巡航范圍的來源?!钡つ釥枴ぞS甘德補(bǔ)充說,“這種配置還設(shè)法避免了通常由較小涵道螺旋槳產(chǎn)生的較高噪音?!彼麤]有透露細(xì)節(jié):“我們已經(jīng)設(shè)計(jì)出一種電動噴氣發(fā)動機(jī),或涵道螺旋槳,可以解決噪聲問題,并保持巡航飛行的優(yōu)勢。因此,這一小型的具有代表性的發(fā)動機(jī)具有更快的速度和更遠(yuǎn)的航程,并且仍然達(dá)到了極具競爭力的低噪音水平?!?/p>
這架飛機(jī)的電池總功率超過1MW,使用鋰硫公司開發(fā)的輕質(zhì)電池組中的標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池,單次充電的設(shè)計(jì)飛行速度可達(dá)300km/h。維甘德表示,在給電池充電之前,這種飛行器可以進(jìn)行7~8次城市飛行。在登機(jī)或下機(jī)的過程中,可以充電4~5min,續(xù)航60~70km。“如果進(jìn)行長途旅行,你需要花更多的時(shí)間在地面充電。不幸的是,用現(xiàn)在的電池充電5min是不可能的,所以一次充電達(dá)到80%~90%需要20min左右的時(shí)間。”他補(bǔ)充道。
到目前為止,飛行測試包括前后轉(zhuǎn)換、左右轉(zhuǎn)彎和原地轉(zhuǎn)彎,以及地面和空中反應(yīng)。測試將建立在兩座飛機(jī)版本第一次演示的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)上。丹尼爾·維甘德說:“該演示飛行器證明了它在推力矢量控制和機(jī)動性等方面的價(jià)值。它還發(fā)現(xiàn)了傳感器和制動器之間的意外交互,同時(shí)提供了控制系統(tǒng)耦合和動力學(xué)的數(shù)據(jù)?!?/p>
新的原型機(jī)有數(shù)千個(gè)傳感器和一個(gè)復(fù)雜的測試設(shè)備系統(tǒng)?!暗谝粋€(gè)原型機(jī)我們只能看到有限的控制權(quán)限和區(qū)域。我們可以預(yù)見推力矢量操縱系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的控制權(quán)限,在這架原型機(jī)上可以看到更多?!钡つ釥枴ぞS甘德說。飛行測試項(xiàng)目將包括100多架次,涉及幾架原型機(jī),這些原型機(jī)將與最初的飛機(jī)類似,但不完全相同。
該公司計(jì)劃制造并運(yùn)營鋰硫Jet空中汽車,作為按需空中出租車服務(wù)的一部分。丹尼爾·維甘德強(qiáng)調(diào):“我們將在交通運(yùn)輸服務(wù)中運(yùn)營這款車,因此我們的商業(yè)模式是銷售機(jī)動性,而不是飛機(jī)?!痹摴緦⒉粫峁㎜ilypads——鋰硫公司的工作人員給直升飛機(jī)起降場起的別稱?!拔覀儾淮蛩憬ㄔ旎蜻\(yùn)營我們自己的基礎(chǔ)設(shè)施——我們只提供服務(wù),包括飛機(jī)運(yùn)營、飛行員,同時(shí)我們設(shè)計(jì)飛機(jī)、運(yùn)營預(yù)訂服務(wù)等等。”
鋰硫公司已經(jīng)在為基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展合作伙伴。丹尼爾·維甘德解釋說:“我們的愿景是建立一個(gè)中立的基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn),允許各種飛行器降落,但這也意味著這里有一個(gè)自我發(fā)展的市場,任何人都可以建立一個(gè)獨(dú)立的著陸平臺或一些入口,并將此融合到我們的服務(wù)中?!?/p>
鋰硫公司希望在2024年之前對該飛機(jī)進(jìn)行認(rèn)證,并在2025年之前在世界各地的多個(gè)城市開始商業(yè)服務(wù),不過在某些地區(qū)的試驗(yàn)服務(wù)將會提前開始。 ■