符長青

固定翼無人機氣動布局類型

對固定翼無人機的空氣動力展開分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，整架固定翼無人機受到的空氣動力就是外部件受到的空氣動力之和，升力主要由機翼提供，所有外部件都會產(chǎn)生阻力。

無人機氣動布局的概念與總體結構布局的概念截然不同。固定翼無人機總體空氣動力形態(tài)布局稱作氣動布局，是指機翼、尾翼等翼面如何布置在機體上而成為一個整體。氣動布局與無人機外形構造、動態(tài)特性及其所受的空氣動力密切相關，關系到無人機的飛行特征及飛行性能，尤其對無人機飛行中的平衡性、穩(wěn)定性、操縱性和機動性起到關鍵作用。而固定翼無人機的動力裝置、機載設備、外掛任務載荷等設備的布置，則稱為固定翼無人機總體結構布局。

固定翼無人機任務需求不同，其總體結構設計和飛行性能要求也不同。因此，氣動布局形態(tài)各異，別具特色?，F(xiàn)代固定翼無人機氣動布局包括很多類型，其中最常見、可作為復合無人機基礎氣動布局的類型有五種：常規(guī)氣動布局、飛翼氣動布局、鴨翼氣動布局、串列翼氣動布局和三重翼氣動布局，如圖1所示，這些氣動布局都有各自的特殊性及優(yōu)缺點。氣動布局選用是一個綜合考慮、仔細分析和折衷處理的過程。

常規(guī)氣動布局

自從萊特兄弟發(fā)明第一架固定翼飛機以來，飛機設計師們通常將固定翼飛機的水平尾翼和垂直尾翼放在機翼后面的機身尾部。這種氣動布局一直沿用到現(xiàn)在，是現(xiàn)代固定翼有人機和固定翼無人機最常用的氣動布局，被稱為常規(guī)氣動布局。它技術最成熟，理論研究已經(jīng)非常完善，生產(chǎn)技術成熟而穩(wěn)定。與采用其他類型氣動布局的飛機相比，采用常規(guī)氣動布局的飛機的各項性能比較均衡，但僅僅是均衡，沒有特別出色的地方。

飛翼氣動布局

飛翼氣動布局也稱無尾氣動布局，與常規(guī)氣動布局相比，其型阻可減小60%以上，改善了維修性。飛翼無人機只有機翼，沒有水平尾翼和垂直尾翼，其雷達反射波很弱、氣動效率高、空機重量輕、升阻比大、隱身性能好、結構簡單、全生命周期成本低，但機動性差、操縱效能低。如果無人機無垂尾，航向存在靜不穩(wěn)定問題，推力矢量技術可解決此問題。

飛翼無人機左右兩側各有一個副翼，每個副翼由上下兩片翼面組合而成。兩片翼面可以分別向上或向下偏轉，也可以合起來同時向上或向下偏轉。當無人機需要轉向時，一側副翼的兩片翼面張開，產(chǎn)生的阻力增加，無人機得到偏轉的力。如果無人機兩側副翼翼面張開相同的角度，產(chǎn)生的阻力均增加，起到減速板的作用。如果副翼上下兩片翼面一起偏轉，一側副翼的兩片翼面向上偏轉，另一側副翼的兩片翼面向下偏轉，能使無人機傾斜。如果左右兩側副翼同時向上或向下偏轉，則發(fā)揮升降舵的作用。這種多功能舵面由左右兩個副翼構成，主要保持或改變無人機的航向，所以又被稱為阻力方向舵。

鴨翼氣動布局

鴨翼氣動布局是指常規(guī)布局中的水平尾翼位于主翼前方。因此，鴨翼氣動布局沒有水平尾翼，好處是前翼的較小翼面可實現(xiàn)同樣的操縱效能。而且前翼和主翼可以同時產(chǎn)生升力，而不像水平尾翼那樣，平衡俯仰力矩時多數(shù)情況下會產(chǎn)生負升力。在大迎角狀態(tài)下，前翼只需減小產(chǎn)生的升力，即產(chǎn)生低頭力矩，從而有效保證大迎角下抑制過度抬頭。

在同等條件下，采用鴨翼氣動布局的無人機較采用常規(guī)氣動布局的無人機具有更好的機動性。當無人機需要完成上仰、小半徑盤旋等高強度機動動作時，鴨翼無人機前翼和主翼的翼面都會產(chǎn)生強大的渦流，兩股渦流相互偶合，相互增強，產(chǎn)生比固定翼無人機更強的升力。鴨翼無人機因有前翼而不易失速，有利于保證飛行安全。缺點是，起降性能不好，在大迎角下，誘導阻力較大，鴨翼無人機失速早于非鴨翼無人機。

串列翼氣動布局

串列翼氣動布局包含前后兩個固定機翼。相比于鴨翼氣動布局，串聯(lián)翼氣動布局的前翼面積較大。

采用串列翼氣動布局的無人機在合理布置兩個固定機翼相對于重心上下位置的情況下，其前后機翼的上下反角差既能有效改善前翼翼尖渦流對后翼氣動特性產(chǎn)生的不利誘導效應，又可以改善雙翼面布局的整體氣動特性，使得串列翼無人機的升阻比超過常規(guī)單翼面布局的無人機，提高了無人機氣動效率。

串列翼構型的最大優(yōu)點是，機翼翼展小，剛度好，誘導阻力小，機翼結構也因升力均攤和機翼整體結構高度、寬度的增加而更易于設計。缺點是，前后兩個機翼之間會出現(xiàn)相互干擾，如前翼下洗氣流的作用會對后翼氣動特性產(chǎn)生影響，后翼同樣會對前翼氣動特性產(chǎn)生影響。前后兩個機翼之間的相互干擾作用因兩翼之間的水平距離、垂直距離，兩翼之間的翼差角度不同而不同。

三重翼氣動布局

在常規(guī)氣動布局的基礎上，三重翼氣動布局增加了一個水平前翼，即擁有前翼、主翼和水平尾翼。與鴨翼氣動布局不同的是，三重翼氣動布局的前翼不能轉動，只能產(chǎn)生渦流。三重翼氣動布局綜合了常規(guī)和鴨翼兩種氣動布局的優(yōu)點，不僅能得到更好的氣動特性，還可進一步提高飛行性能。三重翼無人機與具有相同外形尺寸的固定翼無人機、鴨翼無人機相比，其最大起飛重量大幅增加，增加了約50%，操縱效能高，配平阻力小，迎角特性佳，可以提高飛行安全性，以及大大改善無人機起降性能。缺點在于增加的前翼會使零升阻力和空機重量增加，高速和小迎角下的阻力比固定翼無人機大，穩(wěn)定性變化幅度較大。

復合無人機總體結構組成

復合無人機是固定翼無人機加裝升力旋翼系統(tǒng)后構成的一種復合結構體。它能夠以旋翼無人機模式垂直起降，又能以固定翼無人機具有的較高飛行速度進行巡航。

固定翼無人機是復合無人機的基礎，當其常規(guī)氣動布局、飛翼氣動布局、鴨翼氣動布局、串列翼氣動布局和三重翼氣動布局增加旋翼系統(tǒng)后，將形成多種不同的構型。比較常見的構型有五種：固定翼旋翼構型、傾轉旋翼構型、傾轉機翼構型、單旋翼構型和傾轉電動涵道噴氣發(fā)動機構型。這些構型所使用的升力旋翼系統(tǒng)也有多種類型，如開放螺旋槳、涵道風扇、開放螺旋槳加涵道風扇、傾轉電動涵道噴氣發(fā)動機。而涵道風扇包括全涵道、半涵道和自適應涵道風扇等多種結構型式。其中，半涵道分為上半涵道和下半涵道兩種不同類型。如此多的氣動布局排列組合所形成的構型與燃油發(fā)動機、電動機、氫動力系統(tǒng)、油電混合發(fā)動機等不同動力裝置組合，必然會形成一個龐大的復合無人機家族。由此可見，復合無人機的各種總體結構類型必然會如春天里一個巨大花園中的鮮花一樣，百花盛開、爭奇斗艷、萬紫千紅。

現(xiàn)以固定翼無人機加裝多個固定旋翼系統(tǒng)所構成的復合無人機（見圖7）為例，闡述復合無人機的總體結構。本例復合無人機總體結構由機翼、機身、尾翼、起降裝置、發(fā)動機、電動機、推力螺旋槳和升力螺旋槳等部件組成。其中，推力螺旋槳安裝在機身尾部，其位置固定不變。除了加裝的4副升力螺旋槳和4臺電動機以外，復合無人機的其余主要部件與固定翼無人機相同。換言之，復合無人機就是固定翼無人機加裝旋翼系統(tǒng)或傾轉電動涵道噴氣發(fā)動機系統(tǒng)后，才具有垂直起降和懸停能力。

空氣螺旋槳有開放螺旋槳、涵道風扇兩種類型。升力螺旋槳和推力螺旋槳都是空氣螺旋槳，兩者的工作原理、整體結構和氣動特性等要素均相同。唯一區(qū)別是，當兩種螺旋槳旋轉工作時，旋轉平面與地平面之間的相對角度不同。升力螺旋槳的作用是為無人機提供升力，以克服無人機受到的重力，確保無人機能夠向上飛行或在空中懸停，升力螺旋槳的旋轉平面基本上是水平的。推力螺旋槳安裝在無人機機身尾部，拉力螺旋槳安裝在無人機機身最前端，兩者分別為無人機提供前飛的推力和拉力，以克服無人機向前飛行的空氣阻力，確保無人機向前飛行，兩者的旋轉平面基本是垂直的。

復合無人機飛行原理

復合無人機的飛行過程分為垂直起飛、上升過渡、巡航飛行，下降過渡、緩速下降、地效懸停降落六個階段，如圖8所示。

垂直起飛

全部升力螺旋槳和電動機啟動，為復合無人機垂直起飛提供升力。此時，推力螺旋槳不工作，復合無人機具有旋翼無人機的飛行特性。

上升過渡

復合無人機依靠升力旋翼系統(tǒng)產(chǎn)生的升力，穩(wěn)定懸停在特定高度，同時推力旋翼系統(tǒng)啟動，產(chǎn)生前飛的推力。該階段的飛行特性較為復雜，在開始前飛時，升力旋翼系統(tǒng)和固定翼共同為無人機提供升力。隨著前飛速度的增加，升力螺旋槳逐步降低轉速，減小升力負擔比例，使升力負擔逐步轉移到固定機翼上。無人機前飛速度越快，固定機翼產(chǎn)生的升力越大，當前飛速度達到固定機翼可以產(chǎn)生前飛所需的全部升力時，即升力與重力平衡時，所有升力旋翼系統(tǒng)中的電動機關機，停止工作。復合無人機進入巡航階段。

巡航

在巡航階段，復合無人機具有固定翼無人機的主要特性，獲得了固定翼無人機的優(yōu)異飛行性能。固定機翼為復合無人機水平飛行提供全部升力，并承擔全部最大起飛重量。

下降過渡

復合無人機逐漸降低前飛速度，同時升力旋翼系統(tǒng)中的所有電動機啟動，升力螺旋槳為無人機提供向上的升力。隨著前飛速度的降低，固定機翼產(chǎn)生的升力減小，升力螺旋槳增加轉速，增大升力負擔比例，使升力負擔逐步轉移到所有升力螺旋槳上。

緩速下降

在該階段，推力螺旋槳停止工作，升力螺旋槳為無人機提供全部向上的升力。此時，復合無人機的垂直下降方式與典型多旋翼無人機垂直下降方式相同。

地效懸停著陸

地面效應是一種使飛行器誘導阻力減小的流體力學效應。相比于巡航階段，復合無人機在地效懸停降落階段能獲得更高的升阻比。當復合無人機下降到距離地面很近（1～2m）懸停時，地面效應出現(xiàn)，升力會陡然增加。復合無人機利用地面效應，著陸前短暫懸停后再降落到地面，提高了著陸安全性。

從復合翼無人機飛行過程可知，在巡航階段時，復合翼無人機最大起飛重量由固定翼全部承擔。而多旋翼無人機在整個飛行過程中，旋翼系統(tǒng)承擔全部或大部分最大起飛重量。

復合無人機氣動布局的特點

為了設計出一種既具有固定翼無人機優(yōu)異飛行特性，又能垂直起降的無人機，人們進行一系列理論研究與分析后，開始在實踐中采取多種氣動布局組合使用的方案，以融合固定翼無人機和旋翼無人機這兩種不同構型的優(yōu)點，使復合無人機既具有無人直升機的飛行特性，又具有固定翼無人機的飛行特性。

當旋翼軸處于垂直位置時，復合無人機類似于無人直升機，具有垂直起降、空中懸停、原地回轉、側飛、后飛和低空樹梢高度飛行等能力，此時它的單位功率起飛重量接近典型無人直升機。當旋翼軸處于水平位置時，復合無人機相當于固定翼無人機，在巡航階段實現(xiàn)高速飛行。

當然，任何事物并非完美無缺，都要一分為二。雖然復合無人機兼具了旋翼無人機和固定翼無人機的眾多優(yōu)點，但是其技術復雜度大于旋翼無人機技術與固定翼無人機技術之和。升力旋翼系統(tǒng)對復合無人機性能產(chǎn)生的影響主要有以下幾方面。

1.復合無人機的載重能力取決于升力旋翼系統(tǒng)所產(chǎn)生的升力大小。

2.升力旋翼系統(tǒng)的可靠性決定了復合無人機起降階段的安全性。

3.在巡航階段，升力旋翼系統(tǒng)的部件會增加飛行阻力。

4.與固定翼無人機相比，復合無人機具有飛行速度低、耗油量較大、航程較短等缺點。

5.與旋翼無人機相比，復合無人機的垂直起降、空中懸停性能，穩(wěn)定性和安全性往往會略遜一籌，特別是由于受到固定翼系統(tǒng)結構尺寸的限制，升力旋翼直徑比較小，影響氣動效率和飛行效率。

6.傾轉機翼會導致復合無人機的迎風面積增加，造成升力旋翼系統(tǒng)在工作時產(chǎn)生較大的阻力，導致結構重量增加。

7.在巡航階段，升力旋翼系統(tǒng)的死重會降低復合無人機的飛行速度、續(xù)航能力和載重能力。

8.復合無人機的旋翼與固定翼、旋翼與機身、旋翼與尾翼、旋翼與動力裝置等主要部件之間存在很強的非線性氣動干擾，會對飛行穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生較大影響。在設計研制過程中，技術人員需要采取措施減小這類干擾。

9.為了實現(xiàn)不同飛行階段的功能，傾轉旋翼無人機必須控制旋翼軸傾轉，在過渡飛行階段時，具有明顯的張力矢量控制特性。各個通道之間存在強耦合，使傾轉旋翼飛行控制技術成為一個關鍵難點。

現(xiàn)在，復合無人機獲得了很多突破性進展，較無人直升機具有更高的飛行效率、更低的噪聲水平、更快的飛行速度、更遠的航程、更長的續(xù)航時間，而且克服了固定翼無人機不能垂直起降、懸停，以及需要機場跑道進行一定距離滑跑才能起降等缺點。

復合無人機發(fā)展速度之快是人們無法想象的，其應用已深入到社會諸多領域。值得一提的是，為了解決現(xiàn)代大城市地面交通擁堵越來越嚴重的問題，近年來人們非常重視諸如電動垂直起降（eVTOL）復合無人機方案設計、開發(fā)實踐、應用拓展等工作，從而促進了復合無人機智能化水平不斷提升，優(yōu)勢越來越明顯，發(fā)展速度越來越快，應用范圍越來越廣。

傾轉旋翼和傾轉機翼兩種構型的結構與性能對比

只要某種方式或機械裝置改變了空氣螺旋槳的旋轉平面與地平面之間的夾角，那么，同一個空氣螺旋槳既能在無人機垂直起降和懸停時扮演升力螺旋槳的角色，又能在無人機前飛時扮演推力或拉力螺旋槳的角色。基于這種構思，傾轉旋翼和傾轉機翼兩種不同構型的設計方案應運而生。

實際上，在人類航空技術發(fā)展史上，傾轉旋翼構型設計方案早已成功應用到基于固定翼有人機和直升機的復合有人機上。例如，美國貝爾公司和波音公司聯(lián)合設計制造的V-22“魚鷹”有人機采用了傾轉旋翼構型設計方案。該機機翼固定不動，在起降和懸停時，安裝在機翼兩端的兩副螺旋槳及發(fā)動機同時向上傾轉，此時螺旋槳旋轉平面與地面平行，作為升力螺旋槳。隨著V-22“魚鷹”進入平飛狀態(tài)，安裝在機翼兩端的兩副螺旋槳及發(fā)動機又逐步向下傾轉，恢復原位，此時螺旋槳旋轉平面與地面垂直，變成拉力螺旋槳。

V-22具備直升機的垂直升降能力，也擁有固定翼飛機飛行速度較快、航程較遠、耗油量較低的優(yōu)點。在圖9中，V-22自動完成了從垂直起飛到水平飛行的姿態(tài)轉換。巡航過程中， V-22在超過70%的時間里采用固定翼飛機模式飛行，最大飛行速度可達650km/h。

相較于傾轉旋翼構型設計方案，傾轉機翼構型設計方案是螺旋槳安裝在機翼上，當螺旋槳需要傾轉時，整個機翼連同螺旋槳一起傾轉。

在V-22問世之前，美國已經(jīng)研制出傾轉機翼有人運輸機XC-142，詳見圖10。該型運輸機于1964年9月首飛，安裝了4臺T64-GE-1型發(fā)動機，機組人員為2名，最大起飛重量20t。它的主翼和水平尾翼均能傾轉，一副旋翼安裝在機尾，以保證機身的整體平衡。

為實現(xiàn)垂直起降，復合無人機經(jīng)常選用傾轉旋翼和傾轉機翼兩種構型。相比于傾轉旋翼構型，傾轉機翼構型具有以下優(yōu)勢和劣勢。

優(yōu)勢

1.在垂直起降、空中懸停時，傾轉機翼構型的旋翼下洗氣流不會被處于水平狀態(tài)的機翼所攔截，減小了升力損失。

2.在飛行過渡階段，傾轉機翼無人機的飛行過程比傾轉旋翼無人機短。

3.傾轉機翼無人機只需一套傾轉機構即可完成全部旋翼的傾轉，而傾轉旋翼無人機的每個旋翼系統(tǒng)分別需要一套獨立的傾轉機構。由此可見，傾轉機翼無人機傾轉機構的復雜度低于傾轉旋翼無人機。

劣勢

1.由于機翼面積大，在懸停時，傾轉機翼無人機對氣流具有較高敏感性。

2.傾轉機翼構型安裝有多個旋翼系統(tǒng)，需要承載尺寸更大的傾轉機構才能完成傾轉。

3.傾轉機翼無人機的懸停效率、升力效率比傾轉旋翼無人機低，因此傾轉機翼無人機的單位功率有效載重小。

4.傾轉機翼構型的噪聲比傾轉旋翼構型大。

電動垂直起降飛行器常規(guī)氣動布局分析

為了得到一種飛行速度更快、飛行高度更高、任務載荷重量更重、節(jié)能省電的電動垂直起降飛行器，人們絞盡腦汁，在不同氣動布局的固定翼無人機上，加裝多個旋翼系統(tǒng)，設計出多種不同構型的電動垂直起降飛行器。

電動垂直起降飛行器常規(guī)氣動布局的定義是：具有常規(guī)氣動布局的固定翼無人機加裝了多個由電動機驅動的升力旋翼系統(tǒng)，以及適合人員乘坐的座艙、座椅和相關設備。

在目前全世界開發(fā)的幾百種電動垂直起降飛行器設計方案中，大多數(shù)設計方案（約占設計方案總數(shù)的60%）采用了常規(guī)氣動布局。主要原因是，在航空器發(fā)展史上，固定翼有人機和固定翼無人機的常規(guī)氣動布局是一種久經(jīng)歷史考驗的布局。幾代人的充分研究和大量實踐給現(xiàn)在的電動垂直起降飛行器常規(guī)氣動布局設計奠定了堅實基礎。論文和書籍分享了大量有關固定翼無人機，無人機空氣動力、操縱品質、總體結構設計和負載特性的研究和討論。因此，在采用常規(guī)氣動布局的電動垂直起降飛行器設計和研制過程中，人們可以借鑒較多的歷史實踐經(jīng)驗和理論著作。這是一個非常難得的有利條件，值得珍惜和利用。

電動垂直起降飛行器采用常規(guī)氣動布局時，需要考慮升力旋翼系統(tǒng)尾流對固定翼氣動特性的影響及其電動機對周圍氣流的加速作用。采用常規(guī)氣動布局的電動垂直起降飛行器有固定翼旋翼、傾轉旋翼、傾轉機翼和單旋翼四種構型。其中，固定翼旋翼構型采用了兩種相互獨立的旋翼系統(tǒng)即升力旋翼系統(tǒng)和推力旋翼系統(tǒng)，向上的升力與向前的推力基本解耦，因此在姿態(tài)轉換階段具有較好的穩(wěn)定性和操縱性。傾轉旋翼和傾轉機翼兩種構型需要考慮機翼與旋翼之間、旋翼與旋翼之間互相產(chǎn)生影響等眾多因素。因為非線型更強，所以配平難度更大的單旋翼構型與直升機相比，既沒有解決單點失效的安全性問題，也沒有解決旋翼帶來的噪聲問題，因此在行業(yè)中頗為受冷。

總之，與采用非常規(guī)氣動布局的電動垂直起降飛行器相比，采用常規(guī)氣動布局的電動垂直起降飛行器具有較高的氣動效率，良好的穩(wěn)定性和操縱性，可以提高安全性和可靠性。缺點是其重心布置的靈活性較低，乘客和貨物在電動垂直起降飛行器機身內的移動會受到限制，而且機載設備布置的自由度較低。

采用常規(guī)氣動布局的電動垂直起降飛行器案例

S4電動垂直起降飛行器

喬比航空公司（Joby Aviation）是一家由美國風險資本投資的初創(chuàng)企業(yè)，成立于2009年，總部位于美國加利福尼亞州圣克魯斯市，擁有扎實的技術實力和非凡的產(chǎn)品開發(fā)策略。2018年，喬比航空公司自主研制的S4電動垂直起降飛行器進行了第一次試飛，飛行時間為15min。在起飛和降落時，S4電動垂直起降飛行器的噪聲比直升機低很多，是目前能滿足城市空中交通噪聲水平低于88dB的電動垂直起降飛行器之一。

歷經(jīng)十多年研發(fā)和多次重大技術迭代，S4電動垂直起降飛行器計劃在大規(guī)模生產(chǎn)時，最終實現(xiàn)機上無駕駛員飛行，即全自主飛行，未來有可能在城市空中交通（UAM）領域率先實現(xiàn)商業(yè)化運營。

1.設計特點

S4電動垂直起降飛行器采用常規(guī)氣動布局設計，是一種傾轉旋翼飛行器，不過它的固定翼有一個與大多數(shù)后掠翼設計方案不同的顯著特點，即采用了前掠翼設計方案。這種前掠翼設計方案可解決電動垂直起降飛行器推力中心與重心之間不重合而產(chǎn)生的小扭矩問題。

該機裝配了6副可傾轉高強度螺旋槳，因此可以像多旋翼無人機那樣進行垂直起降和空中懸停。4副可傾轉螺旋槳安裝在固定翼上，其中，2副位于機翼中部，當螺旋槳傾轉時，電動機艙固定不動，一個連桿機構帶動螺旋槳傾轉；另外2副位于機翼翼尖，螺旋槳及整個電動機艙一起傾轉。機身尾部的V形尾翼頂端安裝了2副可傾轉螺旋槳，螺旋槳及整個電動機艙一起傾轉。每副螺旋槳槳距都是可變的，其直徑達2.9m，擁有5片槳葉，每片槳葉的槳尖均向下內翻一個角度，構成反面翼尖。研究顯示，采用反面翼尖后，S4電動垂直起降飛行器具有更好的懸停性能，在巡航階段也具有更高的飛行效率，同時能顯著降低噪聲。每副螺旋槳由兩臺額定功率為70kW/臺的電動機驅動，為螺旋槳工作提供一層冗余。

S4電動垂直起降飛行器能夠在儀表或可視飛行規(guī)則下飛行，采用了前三點輪式可伸縮起落架，擁有一個可供乘客觀賞壯觀景色的大窗戶，機身使用了大量復合材料。

2.技術數(shù)據(jù)

S4電動垂直起降飛行器機長6.4m，翼展11.6m，最大起飛重量 2171kg，乘員5人（4名乘客和1名駕駛員），最大航程278km，巡航速度242km/h。動力裝置為分布式電推進（DEP）系統(tǒng)，使用鋰鎳鈷錳氧化物電池，該電池占最大起飛重量的35%，即電池組重量達到760kg，動力系統(tǒng)占最大起飛重量的19%，負載占最大起飛重量的21%，其他所有部件重量占最大起飛重量費25%。目前，世界上質量最好的動力電池能量密度為170Wh/kg左右。而喬比航空公司電池組的能量密度為235Wh/kg，這是該公司取得的一個非同尋常的巨大成就。

波音公司研制的電動垂直起降飛行器

波音公司總部設在美國華盛頓州西雅圖市，是世界著名的飛機制造商之一。極光飛行科學公司（Aurora）是波音公司的子公司，成功開發(fā)了一種新型雙座電動垂直起降飛行器，名為PAV，如圖12所示。

PAV電動垂直起降飛行器于2019年在美國弗吉尼亞州成功完成第一次試飛，試飛科目包含起飛、空中懸停、降落，試驗全程不到1min。首飛測試了該機在起降全過程中的自動或自主飛行能力。未來，PAV電動垂直起降飛行器將繼續(xù)進行測試，以實現(xiàn)自主客運貨運服務。

1.設計特點

PAV雙座電動垂直起降飛行器采用常規(guī)氣動布局設計，是一種固定翼旋翼構型。固定安裝在機身兩邊支架上的8副升力螺旋槳為PAV垂直起降提供升力，固定安裝在機身尾部的1副推進螺旋槳為前飛和巡航提供推力。動力能源全部采用電池，所有螺旋槳由電動機驅動，以減少污染排放和降低噪聲，達到綠色靜音飛行的目的。先進的機身整合了動力系統(tǒng)和機翼系統(tǒng)，可實現(xiàn)高效懸停及前向飛行。

2.技術數(shù)據(jù)

該機機長約8.53m，固定翼翼展9.14m，航程約80km，乘客為2人。

（未完待續(xù)）