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飞机制造商转向重点提高eVTOL推进技术
2018-09-14

[据美国航空周刊和空间技术网站2018年8月6日报道]VerdeGo Aero公司意识到新兴的电动垂直起降(EVTOL)市场对推进技术发展的迫切需要,决定放弃对飞机的研发,转而专注于向其他制造商提供混合动力系统。

VerdeGo Aero公司创立于2017年12月,位于安柏瑞德航空大学佛罗里达州代托纳的MicaPlex孵化器上,由查理•林德伯格(Charles Lindbergh)的孙子埃里克•林德伯格(Erik Lindbergh)成立,长期支持清洁,安静的电动飞机研制。该公司的联合创始人还有安柏瑞德航空大学(ERAU)鹰飞行研究中心主任帕特•安德森(Pat Anderson)和埃里克•巴奇(Eric Bartsch)。该公司计划研发一款双座eVTOL的PAT200飞机,采用混合电推进来驱动倾转翼上的8个旋翼。

1、基于活塞和涡轮的推进系统,分别适用于2-3座和5-7座的飞机

目前全球有超过100家公司在研制电动垂直起降飞行器(eVTOL),但这些项目设计存在真正缺陷,或是基于无法扩展的飞行缩比模型或是依赖电池技术的设计。林德伯格认为,基于全电池推进系统的项目风险非常高。

VerdeGo Aero公司正在开发集成分布式电推进系统(IDEP),一种端到端的混合动力电推进系统,与当今的技术发展水平相匹配,可给其他飞机制造商提供合适的动力装置。公司目前重点研究两种规模的混合IDEP:基于内燃机的2-3座飞机和基于涡轮发动机的5-7座飞机。

该系统具有多个推进器,既可提供推进也可用于控制。较小的IDEP-H2基于一个或两个活塞发动机,产生200-325马力,驱动一个或两个发电机和4-8个螺旋桨。较大的IDEP-H7具有500-800马力的涡轮发动机。VerdeGo公司表示,他们在努力为2023年的城市空中交通的商业应用做好准备。

推进系统和控制系统涵盖了电动飞机的大部分竞争,因此可以为整个行业提供支持,公司主要负责研发和营销IDEP系统,其eVTOL项目可以长期由另一家公司研究。

VerdeGo已经为PAT200制造了一架铁鸟试验台,现在用作IDEP系统的测试平台,研制工作按照以前的方式进行,并已经面向所有制造商开放推进系统。

越来越多公司加入供应商名单,专注于eVTOL的推进系统研制,其中包括赛峰,西门子和电机开发商MagniX公司。也包括由太阳动力公司(SolarImpulse)联合创始人安德烈•博什伯格(Andre Borschberg)组建的瑞士公司H55,以及耶茨电业公司。

2、基于铰接式旋翼的系统可增强飞行控制

Verde Go的方法基于使用铰接式旋翼而不是固定螺距螺旋桨,如多旋翼无人机所使用的那样。为了有效地解决飞机改进升级时的控制问题,需要使用全铰接式旋翼而不是固定螺距螺旋桨。

林德伯格指出,改变简单的固定螺距螺旋桨的速度对于小型无人机的飞行控制效果很好,但对于较大的飞机则不然。当增加(多旋翼)的尺寸时,就会出现严重的控制滞后问题,具有可变螺距螺旋桨的直升机铰接式旋翼能提供更好的控制。

Verde Go公司已开发出该系统,并在垂直和水平飞行模式下飞了大约一年半。为了匹配电动机的扭矩曲线和噪声,旋翼设计有很大的优化空间。

VerdeGo已经为小型和大型混合IDEP系统选择了经过认证的飞机发动机。林德伯格表示,他们认为混合动力是电动飞机的第一步,先进入市场将具有优势。考虑到城市交通的短途运输需求,研究电池推进很有必要,城市交通主要任务需要在20-40分钟内完成,并快速完成中转,这意味着没有时间给电池充电。

VerdeGo的混合动力推进系统还包括储能的备用电池。当电池技术进一步成熟以后,IDEP系统将配备纯电动系统,可以轻松替换活塞或涡轮发动机。

该公司正在与ERAU的鹰飞行研究中心密切合作,鹰飞行研究中心正在研发混合动力电推进技术。ERAU还在建造圣路易斯的eSpirit,一种基于钻石HK36动力滑翔机改装的全电动飞机,以Charles Lindbergh的飞机命名。

VerdeGo计划在2019年初进行A轮融资活动。目前他们对自己的市场定位非常满意,既作为推进系统供应商一起工作,又与飞机制造商合作,林德伯格表示,拥有降噪技术的知识产权,是他们最大的优势之一。(中国航空工业发展研究中心 王妙香)


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