电动垂直起降飞行器(eVTOL)企业数量持续减少!!

文摘   2025-01-29 00:20   湖南  

在城市空中出行幻想的死胡同领域,不可避免的事情正在发生。随着 Volocopter 消失以及空客放弃相关项目,又有两款 “折纸” 旋翼飞行器离开垂直起降机场,驶向了天空中那座巨大的飞机墓地。

Volocopter 于 2011 年在德国布吕克萨尔成立。最初名为 e - Volo,该公司在 2011 年凭借 Volocopter VC1 的首次试飞获得关注,VC1 是世界上第一架载人多旋翼飞行器。多年来,Volocopter 将其愿景拓展到了颠覆城市交通这一异想天开的概念上。该公司研发了多款机型,包括用于客运的 VoloCity 和用于货运的 VoloDrone。在戴姆勒和英特尔等投资者的大力支持下,Volocopter 取得了一些里程碑式进展,但成果并不多。

Volocopter 原本计划在 2024 年巴黎奥运会期间推出客运空中出租车服务,在全球舞台上展示其 eVTOL 技术。该公司计划运营其旗舰机型 VoloCity,每次搭载一名乘客,或许还能携带一件随身行李,从塞纳河上的一艘驳船飞往戴高乐机场。且不说 RER B 线列车连接着巴黎戴高乐机场(CDG)和巴黎市中心,为旅客提供了快速高效的交通选择。RER B 线从 2 号和 3 号航站楼每 10 - 15 分钟发车一趟,大约 30 - 40 分钟就能抵达巴黎的主要车站,如巴黎北站和夏特莱 - 莱阿莱斯站。在高峰时段,每小时大约能运送 4 万名乘客及其所有行李,既服务机场旅客,也服务当地通勤者。

由于未能及时获得必要的发动机认证,该计划失败了。该公司称,一家美国供应商未能按时交付零部件,这阻碍了认证进程。此外,该项目还因噪音污染问题以及被认为服务对象仅为富人而受到巴黎市政府官员的批评,这种看法完全合理。

当然,这还发生在美国联邦航空管理局(FAA)公布对类似多旋翼 eVTOL 的下洗气流测试结果之前,测试发现其产生的风力相当于 2 级飓风,于是 FAA 更改了垂直起降机场要求,规定要有更大的退让距离和更严格的飞行路径。如果巴黎的计划飞行真的实施,这肯定不会让任何人满意。

对于 eVTOL 来说,无法获得认证是常有的事。正如我去年年底 Lilium 失败时所指出的,由于该领域存在诸多创新之处,在欧洲或北美,每种飞机型号通过认证大约需要 15 亿美元。Volocopter 可能是成本较低的企业之一,因为它除了想成为一架直升机(尽管是多旋翼的)外,没有其他复杂追求,避免了向水平飞行过渡(通常通过倾斜旋翼、机翼或其他部件实现)所带来的巨大复杂性和风险。

几年前我首次关注这个领域时,就清楚这是一场安全噩梦。从垂直飞行转换到水平飞行的飞机只有军用飞机在服役,这是有原因的。军用飞机的任务特点和军方对风险的接受程度与民用飞机截然不同。我当时提到的是贝尔波音 V - 22 “鱼鹰”,这种倾转旋翼机总是从空中坠落,现在依然如此。

2023 年 8 月,一架 MV - 22B “鱼鹰” 在澳大利亚梅尔维尔岛的一次训练演习中坠毁,造成三名美国海军陆战队员死亡。随后,2023 年 11 月,一架 CV - 22B “鱼鹰” 在日本附近的东海坠毁,左侧螺旋桨变速箱发生灾难性故障,导致飞机失控坠毁,造成八名飞行员死亡。最近,2024 年 12 月,在新墨西哥州发生一起险些坠毁的事件后,五角大楼将整个 “鱼鹰” 机队停飞,该事件暴露出关键部件存在广泛的金属疲劳问题。

与此同时,旗舰喷气式垂直起降战斗机 F - 35B “闪电 II” 也不断坠毁,地勤人员未移除发动机罩是主要原因之一。2021 年 11 月,一架从英国皇家海军 “伊丽莎白女王” 号航母上起飞的 F - 35B 因未移除发动机进气口罩坠入地中海,飞行员安全弹射。同月,不久之后,另一架来自美国海军 “卡尔・文森” 号航母的 F - 35B 在降落时发生事故坠入南海,引发了一场复杂的打捞行动以获取敏感技术。最近,2022 年 12 月,一架 F - 35B 在得克萨斯州的一次试飞中,在悬停时失去稳定性坠毁,据报道与飞行前检查疏忽有关。

值得庆幸的是,与 “鱼鹰” 不同,F - 35B 尚未造成人员死亡。需要注意的是,这些坠毁事故都不是因为飞机被击落,甚至也不在战区。垂直起降飞行就是难度很大。

正如我几个月前指出的,罗尔斯・罗伊斯已经离开垂直起降飞行器领域,关闭了其先进空中出行部门,因为没有人购买他们的产品。这使得原本有 eVTOL 项目的三家大型制造商,只剩下空客的 CityAirbus NextGen、波音与谷歌创始人拉里・佩奇的 Kitty Hawk 合资的 Wisk Aero,以及巴西航空工业公司的 Eve Air Mobility 子公司。但现在随着空客放弃其 CityBus 项目,就只剩下一家了。

首架 CityAirbus 验证机配备四个涵道风扇,设计可搭载四名乘客,于 2019 年 5 月进行了首次无人驾驶飞行。借鉴该项目以及早期单座 Vahana 原型机的经验教训,空客于 2021 年 9 月推出了 CityAirbus NextGen。这个升级版采用了固定翼设计,配备八个螺旋桨,航程 80 公里,巡航速度 120 公里 / 小时。2024 年 3 月,空客在德国多瑙沃特的工厂展示了 NextGen 原型机,为其首次飞行做准备,重申了其推进城市空中出行解决方案的承诺。

承诺也就到此为止了。空客宣布暂停 CityAirbus 的研发,理由是对当前电池技术的成熟度表示担忧。据空客直升机公司首席执行官布鲁诺・埃文称,这一决定是在进行战略评估后做出的,结论是现有电池性能无法满足该飞机预期任务的要求。该公司计划在 2025 年底停止进一步研发之前,完成正在进行的飞行测试。

即便有宁德时代针对航空领域推出的新型 500 瓦时 / 千克电池,电池能量密度不足这一情况,对于任何关注此事的人来说都毫不意外。虽然电池能量密度正在迅速提高,但对于在城市上空飞行、要求在最高建筑物上方 1000 英尺飞行,从而导致长时间大功率爬升和下降耗电的载人旋翼飞行器的极端需求而言,显然是不够的。这在几年前就很明显了,虽然我对电池技术很乐观,但很明显这个问题在十年内无法解决。

这对 eVTOL 来说尤其成问题,因为下降阶段电池电量可能处于较低水平,因此应对紧急情况的电力不足,改航能力也会大幅降低。顺便说一下,这对固定翼电动飞机来说并不是特别大的问题,因为它们不是要强行征服气流,而是通过极具空气动力学性能且通常高展弦比的机翼来巧妙利用气流。

说到这,2024 年 12 月底,中国民航局(CAAC)根据通用航空飞机标准,向 RX4E 颁发了型号合格证,这标志着世界上第一架全电动通用航空飞机获得此类批准。RX4E 由辽宁通用航空研究院研制,是一款四座轻型螺旋桨飞机,由锂电池系统提供动力。该飞机翼展 13.5 米,机长 8.4 米,最大起飞重量 1260 千克,最大飞行时间 1.5 小时。相比之下,双座的 Pipistrel 是根据轻型运动飞机标准获得认证的。

这使得亿航的客户(这里 Cuisinart 疑为表述有误,可能是指亿航相关产品)成为唯一获得认证的电动旋翼飞行器。和 Volocopter 一样,它不会扭转、弯曲或折叠,大大简化了情况。它也没有飞行员,在地面监督下实现一定程度的自主操作。似乎它现在已开始在上海沿江河进行观光飞行,因此已经从乡村游乐场项目认证进入城市游乐场项目范畴。飞行价格尚未公布,但可以推测其服务对象仅为富人,上海官员对此的担忧比巴黎官员要少。

如今剩下的参与者不多了。波音和巴西航空工业公司仍有其市场推广项目,但随着罗尔斯・罗伊斯和空客离开垂直起降飞行器领域,我预计这两家公司很快也会将其项目推进飞机墓地。

Joby 刚刚又追加投入了 8400 万美元,所以它还能再撑一段时间。它已经完成了认证五个阶段中的前三个阶段,但接下来的路会更艰难。FAA 型号认证过程的第四和第五阶段对飞机制造商来说是最耗时、最昂贵的。第四阶段涉及广泛的测试和合规演示,包括在 FAA 监督下进行飞行测试和系统评估,以确保飞机符合严格的安全和性能标准。第五阶段确定运营批准,要求生产流程、培训计划和运营手册符合监管要求。这些阶段需要大量资源、专业设施以及与监管机构的密切合作,任何延误或修改都可能大幅增加成本。尽管这些阶段很复杂,但对于获得认证和实现商业运营至关重要。

与此同时,2025 年 1 月,行业专家表示,在一次 FAA 阐述其工作重点的重要会议后,FAA 不太可能在 2027 年之前为 eVTOL 飞机颁发型号合格证。这一预测源于正在进行的测试和数据收集工作,关键评估预计将持续到 2026 年。因此,建立全面标准和法规所需的结果可能要到 2027 年年中才能得出。

这意味着 Joby 要实际投入运营还有好几年时间,前提是它真的能通过认证过程,并且建造出符合 FAA 新要求(更大的退让距离和更严格的飞行路径)的垂直起降机场。它资金充足,可能至少能撑到 2025 年,但它在为一个不存在的商业案例烧钱,所以最终它也会和其他公司一样走向失败。

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