2023巴黎航展上的eVTOL

文摘   科技   2023-06-26 13:49   江苏  

第54届巴黎航展于2023年6月25日已经落幕,本届航展距离上一届已经4年,展出了众多的新机型和新的技术进展,其中就有很多的eVTOL。由于一些机型较老或此前专门介绍过,本文重点选择了部分新发布或新进展的电动垂直起降飞行器相关动态做简要介绍。

Airbus
空客公司展出Cityairbus NextGen模型,该机是2021年发布的,8个旋翼,尾部两个兼做推进,无舵面。


ARC Linx P3
这个严格来说不能算eVTOL,顺带介绍下。

英国的ARC航空系统公司(原SAMAD)在航展上推出了Linx P3电动自转旋翼机,1飞行员和2乘客。推进螺旋桨增加了涵道,内部有舵面。该机可以跳跃式起飞,跑道要求极短,着陆的时候几乎可以垂直降落。ARC公司在过去几年中发布了很多个脑洞大开的eVTOL方案,但最多也只是做个方案或止步于缩比验证机阶段,最近收拢聚焦到常规布局设计方案了。
ARC公司收购了此前FAA认证过的“飞马座”自转旋翼机的知识产权,在此基础上改为电动,期望能加快认证过程。

图↑ Pegasus(飞马座) 自转旋翼机

该公司的一些概念设计和验证机:


Archer Midnight

展示的是最早的样机,此前有做过设计分析,此处不再说明。

参见:Archer Midnight设计简析


Ascendence Atea

展示了一个小比例模型,还是2021年的构型。Atea采用混合动力,8个涵道,一前一后两个推进螺旋桨,设计难度是很大的,机翼的固定涵道巡航阻力不小。


AutoFlight Prosperity I

AutoFlight展出了新的Prosperity I,翼展14.5m,长11.6m,高2.6m,相比之前飞行250.3km的创纪录飞机,又有了几个明显的变化。一个是前方的鸭翼,外部的翼梢加上了,鸭翼有效展弦比增加。一个是机身重新设计,侧面不再是凹进去的造型,起落架也改成了前三点式,将来是可以在底部加轮子的。

图↑ 登机梯风格一致

从细节上看,全机各处的处理都做得非常严谨,尤其是电机的散热与减重和减阻的矛盾。其电机为自主研发,10个升力旋翼直径约3m,每个旋翼下方有2个60kW电机(1000转/min),每个推进螺旋桨则是配备80kW的双电机(2000转/min)。AutoFlight采用了JOBY的思路,除了机体制造、电机电调、飞控、航电自己开发外,飞机的电池系统也是自行开发,未来Prosperity使用的固态电池能量密度有望达到400Wh/kg。

升力电机和旋翼:

参见:AutoFlight第4代eVTOL设计简析

EHANG 216

大家都很熟悉了~


EVE Air Mobility
之前觉得EVE的飞机一直没命名很奇怪,现在想想,原来是方案都没定型啊!

EVE毫不意外的又一次对方案进行了重大改动,取消了此前两个低效的尾部涵道推进器,改为了机身末端单个推进螺旋桨。飞机机翼的展弦比明显加大,此前不合理的电机座等设计也更改了,至少,新的方案没有前一个那么丑了。

图↑ EVE前一方案

过去的5年多来,EVE始终没有研制1:1的样机,制造过缩比样机试飞,股市上还算得意,主方案却一直在变。

其他一些历史方案:


Lilium

展示的是座舱样机,相关分析文章较多,此处不再说明。Lilium已经与深圳宝安区签订相关协议,将开设中国和亚太地区总部,功能类似汽车4S店。


Renault AIR4

这个“飞行汽车”其实是雷诺4(车型名称为Volante,法语中飞行的意思)诞生60周年的纪念品,由设计公司TheArsenales在2021年制造,只是来凑热闹的。他采用了雷诺4的汽车车身,不过改成了碳纤维复材的,以降低重量,单座,在2021年11月完成了首飞。


Skydrive

日本电动垂直起降公司Skydrive宣布与铃木建立制造合作伙伴关系,生产新的飞行器。原来的SD-05机型,现在命名为SKYDRIVE,与公司同名。飞行器从2座变为3座,全机尺寸为13m X13m X3m,最大起飞重量1400kg,最大速度100km/h。由于当前电池水平所限,该机续航里程暂定为15km。

全机气动布局等进行了重新设计,整机的结构受力尤其是抗扭能力更好,从而减弱振动问题,并且增加了巡航时机翼升力的比例(有多个展向连杆变成了翼型截面,并且配置有大的安装角),全机结构重量系数降低,这些也使得乘坐3人变为可能,运营经济性也提升了。

从旋翼的布局来看,外侧的顶部旋翼是外倾的,可以设置为更强抗风和机头指向能力。同时,新的旋翼中心与重心距离更近,利于操控,这样的设计可以提高操纵灵敏度。

垂尾和平尾的布置也发生了变化,垂尾布置到中央,不再受后部旋翼下洗气流的强干扰,尾翼也有较大安装角度,全机的不少新改动深受VoloCity的影响。

之前的SD-05是这个样子:

图↑ SD-05(前方案)


Volocopter VoloCity

Volocopter公司的2X(无尾翼)进行了飞行表演,VoloCity有一架模型在室内展出(黑色电机),一架试飞实机(白色电机)在室外展出。

参见:VoloCity升力系统的设计:远不止是多旋翼


Wisk 6th

Wisk已经是波音的全资子公司了,走无驾驶员的全自动飞行路线,展示的是最早的样机,此前有做过介绍,参见:Wisk的设计变革:从第1代到第6代





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