eVTOL在实现城市空运前仍需解决一些技术难题

据外媒报道，多年以来，电动垂直起降（eVTOL）飞机一直是徘徊在遥远的未来新概念技术。如今，开发人员正在对具有明确认证时限的真实原型机进行飞行测试。BAE系统和霍尼韦尔等主要供应商都希望在2025年之前实现商业飞行。两家公司都投入巨资开发用于先进航空交通的多样化组件和系统。BAE系统公司的工程经理鲍勃·塞斯认为，分布式电力推进方案正在创造各种各样的新型飞机和应用场景，涉及到救援、医疗、货运、石油和农业等领域。

设计方向

专家预测，随着eVTOL自动化程度的提高，飞行员将花费更少的时间飞行并花费更多的时间监视系统。霍尼韦尔航空航天公司预计市场将围绕3种主要设计类型开展研究。霍尼韦尔城市空运副总裁斯蒂芬·费马特称：“第一种是多旋翼直升机，通常有两名乘客进行短途旅行。第二种是升降+巡航配置，配备专用的推进器进行垂直飞行，专用的推进器进行水平飞行。第三种是矢量推力配置，其中螺旋桨从垂直方向开始，然后旋转至水平方向”。对于更长的航程，升降—巡航没有旋转机构，但需要在飞行中承载无效的螺旋桨重量，要权衡的是效率与复杂性。Volocopter的VoloCity就是多旋翼直升机的一个例子，专为EASA的SC-VTOL认证而设计，并将于2024年投入商业运营。

电传飞行

Jaunt Journey是一款升降—巡航飞机，利用其专有的ROSA（减速旋翼工作速度飞机）技术在机翼的前向飞行中减慢其主旋翼的速度。到目前为止，Jaunt Journey已完成了300小时的飞行测试。Jaunt Journey的电池和控制系统都是电传操纵。费马特认为，对于eVTOL，电传操纵是绝对必要的。

该公司正在调整现有的电传操纵系统，以满足eVTOL飞机的需求。BAE系统公司战略发展工程主任布莱恩·赫尔称：“飞行控制和推进将更加紧密地结合在一起。”处理器和电源组件的持续小型化将决定控制系统的极限。他补充说：“从历史上看，我们在不损害功能的情况下，使系统逐渐变得更轻、更小、更实惠。”

电气需求

此外，eVTOL 需要大功率的高压电气系统。当传统的飞控与推进技术相结合时，电力不仅会驱动电动机和螺旋桨，航空电子设备、飞控执行器和每个飞机子系统都使用电力。电能管理系统不仅仅是输电和配电，电池系统需要特别小心以避免过热或产生电磁干扰。Wisk公司研制的Cora eVTOL组合了12个升降风扇和一个推进螺旋桨。Cora已完成1500小时的飞行，Wisk正在与NASA和FAA合作进行自主航空、导航和防撞方面的工作。

Wisk公司正在开发摄像头和雷达障碍物检测系统，使飞机能够采取躲避动作，将小型且价格合理的航空电子设备用于小型飞机。飞行员成为监视系统并提供基本命令的驾驶舱管理员，这将使招募经验不足的飞行员变得更容易。Volocopter公司正在与EASA合作，以制定基于新需求的飞行员培训课程。该公司认证主管莱因哈特对此表示赞同，“即使在发生故障的情况下，与传统飞机相比，飞行员的任务需求也更少”，“但是，飞行员仍是飞行任务的现场指挥官”。

矢量视觉Lilium Jet采用第三种矢量推力配置。机翼襟翼上装有约36台电动风管涡扇发动机。在起飞过程中，它们指向下方，将飞机向上推。一旦升空，襟翼就会向水平方向偏转，从而提供向前的推进力。Lilium公司已与汉莎航空培训公司合作开发了一项飞行员培训计划，该计划利用了虚拟现实和增强现实技术。

霍尼韦尔航空航天公司在其位于亚利桑那州凤凰城的总部创建了一个城市空运研究实验室。费马特称：“这是一个完整的模拟环境和带有实际电传操纵系统的驾驶舱，可以用它来评估航空电子软件和新的人机界面。”霍尼韦尔称之为简化飞机操作的重点。费马特解释说：“简化归结为两点：用户界面和如何控制飞机。”

在可预见的未来，eVTOL在建立足够的垂直通道以提供高级服务和飞机适航认证方面仍面临挑战。但可以肯定的是，eVTOL即将面世并融入城市生活。