全球10大eVTOL整机项目最新进展,致敬Joby功勋员工Alex stoll
全球10大eVTOL整机项目最新进展,致敬Joby功勋员工Alex stoll
本文选取的10大eVTOL整机项目主要是依据航空周刊的排名进行选择的,并将亿航替换为沃飞长空,总共是美国4家:Joby、Archer、Beta和Wisk,欧洲3家:空客、Volocopter和Lilium,中国1家:沃飞长空,英国1家:Vertical航空航天,巴西1家:EVE空中交通。
此表由Mark Moore制作,包含了3个排名
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不断重新定义eVTOL的Joby
随着Joby在2022年末取证路径的基本确认,工程上,Joby在计划今年完成最终定型版的eVTOL整机下线,并在年底尝试开展机载飞行员的测试,预计最新的eVTOL整机处于全机装配和地面调试阶段。除了推动FAA的适航取证工作,Joby也在配合NASA推进最新的美国国家竞赛活动,这些工作对于FAA制定合理的性能要求会产生直接的作用。
随着第一季度财报的公布,Joby在2022年总共支出了2.91亿美元,到年末Joby拥有11.5亿美元的现金和短期投资仍然是最富有的eVTOL整机公司。
近期对于Joby最不友好的消息是,2012年加入Joby的功勋员工Alex stoll由于车祸去世;Alex Stoll是一名航空工程师,在Joby Aviation的S4电动垂直起降(eVTOL)飞机的设计中发挥了重要作用,但是近期在一场车祸中去世,享年37岁。Alex stoll被公认为电动飞行的先驱之一,于2012年从斯坦福大学毕业后加入Joby(斯坦福之前Alex stoll曾在NASA和企业有短暂经历),成为Joby这家初创公司的第一位全职员工。Alex stoll通过建立一个全面的系统优化模型帮助改变了Joby公司的eVTOL设计方法,目标是将每乘客英里的成本降至最低。这个模型使Joby能够优化飞机的每个参数,这导致设计从单座倾转翼概念演变为带有八个倾转和折叠螺旋桨的双座S2,再到现在正在进行飞行测试的带有六个倾转螺旋桨的有人驾驶、四名乘客的S4构型。
Alex stoll在Joby工作了十多年,在Joby飞机的设计和公司文化的定义中发挥了巨大作用,并且将继续为Joby的成功做出贡献。出生于得克萨斯州的Alex stoll在斯坦福大学完成了eVTOL飞机低噪声螺旋桨的研究,正是Alex stoll的工作激励了对整机噪音的聚焦关注,不可否认的是,Alex Stoll绝对是一位富有创造力的天才。Alex stoll除了在Joby负责概念飞机设计、任务分析、螺旋桨设计和空气动力学等工作,还具有真正的奉献精神,他连续多年基于NASA项目和Joby自身项目发表多篇工程研究论文,同样对于行业的发展起到了关键推动作用。
作为Alex stoll相近的同龄人,我最喜欢看的工程论文就是Alex stoll缩写,相信除了我还还有很多中国的工程师都曾受到Alex stoll所做工作的激励,参与到eVTOL变革的这项事业中来。
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两条腿走路的Beta
最近,BETA公开采用并行项目开发路线,即同时推动Alia 250 eVTOL项目和CX-300 eCTOL项目,目标是2025年完成eCTOL项目的适航取证,在2026年完成eVTOL项目的取证。由于固定翼CX300是根据新西兰航空公司、布里斯托集团和联合治疗公司的订单而推出的,尽管根据FAA第23部的认证和飞机的首次交付公开目标是2025年,预计将项目有望在12-18个月后获得认证,而不是原计划2025年。
因为Beta自2020年以来一直在以eCTOL的配置对其首个Alia工程原型机SN1开展飞行测试,并累计飞行里程超过22000英里,一次充电的续航里程为386英里,连续的越野飞行超过3500英里,正是这些试飞激发了客户的兴趣。
做出这一改变的很大原因是,2022年FAA将eVTOL认证方向从第23部改为第21.17(b)部,将其视为一种特殊级别的动力升降机,需要制定新的操作法规和试点许可证。Beta于2022年申请了CX300的FAA认证,并正在根据第23部最终确定G-1认证基础。此外,根据第21.17(b)部对复合翼构型Alia-250的认证将与eCTOL同时进行。相当于Beta给自己做了个双保险,显然对eCTOL项目的投入资源会更聚焦。
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规划6架取证样机的Archer
Archer在2022年11月推出的第一架午夜预生产机型的总装工作即将完成,所有主要的航空结构(即机翼、尾翼和机身)都已完成装配,同时一部分布线、电子设备、致动器和其他系统也完成了组装。Archer的目标是在2023年年中开始对该架飞机进行飞行测试,最终目标是在2023年第四季度完成其首款符合要求的午夜飞机。
作为在适航取证程序和Joby最为接近的Archer计划制造至少六架合格的午夜飞机,以支持型号认证,预计这6架样机的最后两架将用于交付客户。第一架合格的飞机将于2024年初开始有人驾驶的飞行测试操作,这一目标显然是受到Joby的影响,工程进展如此激进的Archer最终能实现对Joby的反超吗,实现当年贝尔在第一架民用直升机取证对西科斯基的超越。
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持续被拒绝的Wisk
在Archer高歌猛进的同时,Wisk Aero仍然深陷于Archer的专利侵权官司,目前的状态仍然是调解,在一名员工删除了声称与知识产权诉讼有关的数据后,一名法官驳回了Wisk Aero因涉嫌故意销毁证据而制裁Archer Aviation的提议。该员工Scott Furman是Archer的首席航空电子架构师,之前在Wisk工作。
这起侵权纠纷让我想起了莱特兄弟曾因为过度保护自己的专利,最终落得淡出历史舞台的命运,国外目前也有类似的事件发生,只有持续新技术的突破才是生存之道。Wisk作为eVTOL的先驱之一希望不会重蹈历史的覆辙。
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艰难的Volocopter
Volocopter只有两件事情,一件是找钱,另一件是取证,关于适航取证的进展EASA没有FAA更加透明,看他的信息就是稀里糊涂的,日本国土交通部(MLIT)接受了Volocopter正在开发的eVTOL机型型号认证申请,作为认证过程的一部分,MLIT的JCAB将加入EASA的同时认证过程,并根据现有法规开展与飞机安全和适航兼容性相关的活动。
Volocopter目前正在接受EASA对其VoloCity飞机的型式认证程序,旨在证明该型号符合最新的SC-VTOL法规,以及补充的符合性法规手段(MoC)。
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持续打造供应链的Lilium
和柯林斯航空航天公司合作,设计、开发和制造飞行员用来控制飞机的创新侧杆系统。Lilium支持电池公司Ionblox融资3200万美元,Ionblox目前正在其中试生产线上生产高达50Ah的大尺寸袋状电池。Lilium与GKN Aerospace合作开发Lilium Jet的电气布线互连系统(EWIS)。Aeronamic为Lilium Jet制造涵道风扇。在此之前,Lilium已经就航空结构、航空电子设备、电池、能源管理系统、电动马达、推进系统、飞机内部和起落架等达成了合作协议。
其中在这供应链合作中,Lilium选择将其有限的财政资源投资于其电池供应商Ionblox,引起了很多人的质疑,关于这一场赌注,Lilium会赢吗?
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空客确定电气化供应商
空客选择了伊顿和Crouzet分别提供城市空中客车NextGen的EPDS和人机界面。供应商在电力管理和驾驶舱控制方面的宝贵经验将确保这两个子系统无缝集成到原型的架构中。对于eVTOL全球的电气化资源都是稀缺的,对国内更是罕见了。
作为城市空中客车NextGen配电系统的供应商,伊顿将空中客车设计的电池提供给城市空中客车Next Gen的八个动力单元,配电系统通过补偿飞行中电池性能的任何降低确保eVTOL安全飞行。Crouzet将为城市空中客车NextGen的驾驶舱配备飞行员控制装置,通过一种全新的人机界面概念,飞行员只管理飞行器的轨迹,而不是直接控制姿态先进的飞行控制系统。
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扎实推进的Vertical
最近,Vertical开放了其能源中心,该中心主要目的是支持设计、测试和制造VX4 eVTOL空中出租车的电池组,在工程推进上,Vertical显然没有受到美国内卷文化的影响,虽然宣传了很多订单,但是工作做扎实仍然是第一位的。
同时,在Leonardo的支持下Vertical引入了新的人才,David作为总工程师将于2023年2月加入,负责垂直公司VX4电动飞机的技术开发和整体性能,监督项目从开始到完成的每个阶段,David之前在Leonardo开发的AW609机型上担任了七年的总工程师。
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逐渐开始发力的EVE
在Eve成功实现上市之后,才正式开始了其项目的工程推进,最明显的标志就是团队人数得到了快速的扩充,以及对整机构型重新作出了调整,这也是算是先拿钱后干活的杰出代表。EVE源于Uber Elevate时代,不过该团队对于eVTOL一直处于观望的状态,实质性的工程进展非常少,之所以能够排进前10,得益于其强大的资源背景支持,2700架订单和来自民航和军方资源的背书是最大的优势。
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后起之秀沃飞长空
尽管吉利入局eVTOL很早,包括有投资Volocopter和太力飞车,但是对于吉利而言步入正轨则是从沃飞长空团队(原傲视无人机)的组建开始,在不谈工程水平的前提下,沃飞长空在极短的时间内实现全尺寸原型机的首飞,还是让行业内眼前一亮。