“城市空中客车”梦想再近一步
2020-01-11shawn
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“空中出租车”的空客之道
2019年9月9日,Helihub网站在线发布的“世界电动垂直起降(eVTOL)飞行器目录”显示,该目录收录了第200项条目,其标志着目前全球范围内处于开发中的eVTOL项目已超过200项。
该目录于2017年推出,是世界上最全面的全电动和混合电推进VTOL飞机概要,由全球的航空航天公司、企业和研究者共同完成。
垂直飞行协会(VFS)执行董事Mike Hirschberg表示,早在2013年该机构已经发现电动垂直起降技术的革命即将来临,电动机、电池、电源管理、电传飞控、轻型复合材料结构等关键技术得到了快速发展。“电动垂直起降技术是自75年前直升机诞生以来航空业最令人兴奋的发展之一,有望比涡轮发动机的出现更具变革性。”
目前eVTOL飞行器开发吸引了包括航空航天企业、汽车行业、运输行业、政府、军方以及学术界的广泛的关注,未来eVTOL可能应用于多种任务模式,包括城市客运(UAM)、区域空运(RAM)、货运、个人飞行器、紧急医疗服务,以及尚未开发的新场景。
2017年3月7日,空客公司公布了一个可以用无人机调运的汽车-无人机组合概念方案Pop.Up系统,并在同年3月9日举行的日内瓦车展上对公众展示。
空客提供的资料显示,Pop.Up系统旨在通过灵活、共享并且适应性较强的城市交通新方式,引入以用户为中心的全新交通系统概念,节约城市通勤者的时间。Pop.Up系统中的交通工具结合了地面小型双座车辆的灵活性与垂直起落飞行器(VTOL)的自由性和速度,同时连接了汽车与航空领域。
Pop.Up系统的关键组件是一个2.5米长、1.4米宽的载人舱,可附着在一个电池驱动的底盘上成为一个双座电动车,载人舱非常容易与底盘脱离,乘客可以通过手机应用召唤一架8旋翼的自主无人机,无人机可从空中吊起载人舱组成成为客运无人机。
后来这个项目被空客保留下来,并将此项目命名为CityAirBus(城市空中客车),同时给出了项目的推进时间表。
City Airbus是专为城市空中交通而设计的多乘员、自主无人驾驶的电动垂直起降车。它的研制目的是在不带飞行员的情况下按固定路线运送最多4位乘客,例如,将他们从市中心带到机场。需要指出的是,它不是真正的出租车,因为乘客不能自由选择飞行路线。
2019年3月11日,City Airbus在德国巴伐利亚州因戈施塔特公开亮相。5月4日,空客宣布,其與西门子公司合作完成的CityAirbus可垂直起降无人驾驶验证机,已经成功完成了首次起飞测试。
验证机成功完成首次全自动飞行
空客负责城市空中机动(UAM)的负责人马吕斯·贝塞尔在2019年2月19日,曾对外展示了2200千克的原型机。
全电的CityAirbus采用简约的结构设计。转速控制使用8个100千瓦的西门子SP100D电动机,每个电机驱动一个固定桨距的螺旋桨。它们以对转的方式安装在位于飞机四个角的涵道短舱中。其中,一个螺旋桨位于涵道内,而另一个位于其上部涵道外。
CityAirbus有4对共8个同轴安装的螺旋桨,每对螺旋桨中的一个位于涵道中心,另一个在其上方,每对螺旋桨由安装在桨榖中的电动机直接驱动。
贝塞尔表示,这四个涵道可提供400千克的额外升力,直径为2.8米的木质螺旋桨与涵道耐磨内衬的间隙仅为3毫米。当时已经开发出来碳纤维螺旋桨,并正在试验台上对其进行测试。
8台电动机由空中客车防务和航天公司内部开发的四组电池供电。还有4个用于冗余的配电系统。贝塞尔指出,该飞机远未达到优化设计,而且电机尺寸过大,许多机载系统包括冷却系统也是这样。尽管如此,该飞机仍将具有200~250千克的有效载荷能力。
此外,空客曾表示,CityAirbus最初将安排驾驶员,等技术成熟之后即向全自动操作的无人驾驶运输工具转换。
CityAirbus在固定航线上的最高时速将达到每小时120公里。与传统直升机相比,其产生的噪音“非常令人愉快”。叶尖速度明显较低,约为120~140米/秒。相比之下,传统直升机的叶尖速度达200米/秒甚至更高。
2020年1月份,空客首次公布City Airbus试飞视频。
报道显示,该飞行器采用全电动驱动方式,以满足低噪音、零排放的环保要求,储能系统为4枚电压为800伏的电池,总容量为110kWh,为固定在机身上的4组同轴反转涵道风扇提供动力,风扇直径为2.8米,距离地面的高度达5英尺,其电机、电力电子设备则是由西门子公司提供。
7月20日, City Airbus多旋翼eVTOL验证机进行了首次公开展示飞行,虽然只是在离地两三米的高度持续了几分钟,但在当时已经让来参观的德国巴伐利亚州州长Markus S der赞叹不已。
到2020年8月3日,空客又一次对外公布,CityAirbus电动垂直起降(eVTOL)验证机成功完成首次全自动飞行,包括起飞、稳定飞行和降落。之后,将于8月底前往德国曼辛进行向前飞行测试,进一步拓展其飞行包线。如果该项目接下来进展顺利,那么“空中飞行出租车”距离出现在我们的生活里就真的不远了。