eVTOL的轮式起落架一览

文摘   科技   2023-04-08 16:08   江西  
eVTOL采用非轮式起落架可以节省很多重量,降低阻力;但是在地面移动时并不方便,需要借助机场的地面移动小车等设施,在一些临时场地使用也不方便。拥有轮式起落架,也具备了短距起降以加大航程的能力。有些飞行器在前期测试时采用的是非轮式的,降低前期系统复杂度和风险,后期再增加轮式起落架。本文选取了一些eVTOL的轮式起落架进行简要介绍,希望能有所帮助。
Air One
Air One采用的4点轮式起落架,带有较好的着陆缓冲,均可向后收起,贴近机身腹部,降低巡航时的阻力。由于乘员是从正前方进入,如果采用前三点起落架,由于防侧翻能力较弱,飞机空重也较小,遇到体重较大的乘员登机时,有可能会侧翻,故前起落架采用两个支柱,并向前延伸。

图↑ 停机状态前起落架和登机踏板(均可收放)

图↑ 巡航状态起落架贴近机身收起

由于起落架根部要承受较大的冲击力和扭矩,该处的机身机构得特别加强。Air One的机体并不大,设计师在客舱之外的两侧下方,增加了强度刚度很大的裙板,一方面满足了前旋翼支臂和起落架的结构传力需求,另一方面为巡航起落架提供外部整流,降低阻力。

飞机在起飞和降落的时候,机身向后倾斜,乘员处于半躺状态,会存在一个两前轮离地、两后轮支撑的状态,此时的主起落架依然保持在重心之后,不会出现突然断电时导致飞机倒翻情况。

图↑ 前轮离地状态

Air One目前的测试飞机还没采用最终设计,只是简化的不可收放撑杆结构,而且前起落架进一步外趴,加大了间距以提高防侧翻能力。

图↑ 测试飞机起落架间距加大

Archer Midnight
Midnight由于飞机重量大幅增加,并且不想飞机离地太高,没再继续采用Maker的简易起落架,3个均为支柱式起落架,前轮具备转弯能力 ,主起落架支柱整流形成了飞机的一个标志性的特征点。

图↑ 前三点支柱式起落架

图↑ 支柱的整流和机轮整流

图↑ 正前方可看到粗壮的主起落架支柱特征

为了减小巡航阻力,起落架系统进行了较大的整流,只露出了部分机轮,从外观上具有很大的辨识度。从前轮整流罩与机身外形分离面来看,其前轮转弯时将带着整流罩一起转动。

图↑ 前轮整流罩

ASX Sigma-6

Sigma-6采用的尾坐式设计,4个机轮位于尾坐电机撑杆底部,没有设计缓冲系统,只是可以在地面移动。

图↑ 巡航状态

图↑ 停机状态

在运输时,4个电机尾坐撑杆(兼起落架)还需要进行折叠,折叠后依然可以利用机轮进行移动。

图↑ 运输状态


Beta Alia 250

Alia最早是只有滑撬起落架的,没有机轮,后来公司改变策略,要优先推滑跑起降,于是Alia加上了机轮,先后有多种模式。

图↑  无机轮

图↑  4个独立整流的小轮

图↑  一体化整流的起落架

图↑  去掉起落架整流后可看到缓冲和刹车设计

在上图的起落架系统中,机轮包含了适合滑跑起飞的缓冲和刹车系统,该整流布局也出现在Beta后续的多种型号宣传图中。

图↑  UPS货运无人机

图↑  X-PLANE 模拟飞行游戏

Beta公司在2023年3月推出了完全滑跑起降的型号CX300,去掉了升力动力组件,撑杆前部也取消,其起落架也可能会有新的变化。

图↑  滑跑起降的CX300

Emotion

采用后三点式起落架,前轮为主轮,位于前翼端面的整流罩中(基本没有侧翻可能了),巡航时尾轮可收起到机身。

图↑  后三点式起落架

Joby S4

S4采用的不可收放前三点轮式起落架,前轮为支柱式带转弯,主轮为摇臂式。目前还未采用整流,不过其模拟器和其他效果图里面,起落架是有整流的。

图↑  S4起落架

图↑  带整流的模拟器

Lilium Jet

Lilium Jet由于已经确定把短距滑跑起降作为其重要的一种起飞方式,其起落架相比之前进行了改进。目前依然采用前三点式,并对机身、支柱和机轮进行融合,但是增加了起落架缓冲行程,机轮进行独立整流。

主起落架整流侧面积较大,向后延伸,能起到腹鳍的稳定作用。

图↑  前期效果图机轮半埋

图↑  机轮露出并单独整流

Limosa Limoconnect

可收放起落架,主起落架收放到机身后下方短翼式整流罩中。

图↑ 主起落架短翼整流

Skyfly Axe

跟Air One不同的是,Axe乘员是从侧面登机的,座椅非常靠近主轮位置,主轮间距大,登机时不会翻倒。飞机有短距滑跑起降模式,采用前三点合适。主起落架靠支柱变形吸收着陆冲击,前轮具有缓冲行程,可转向,三个轮子均有整流罩。

图↑  Axe侧面图

Vertical VX4

VX4采用的是可收放前三点起落架,这样起落架的巡航阻力变为0,只是需要付出相应的重量、空间及成本代价。

图↑ 可收放起落架

目前测试阶段,VX4还是采用的固定架构起落架。

图↑ 测试用起落架

Volocopter VoloRegion

也是采用的可收放起落架,不过从结构形式上看,其收放比较复杂 。

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