全尺寸锂硫电动垂直起降验证机开始飞行测试

王楠/唐山骏楠贸易有限公司，河北省 唐山市 063000

全尺寸锂硫电动垂直升降验证机开始飞行测试。该机是一种五座电动起降飞行器，配备36个电动涵道螺旋桨，其目标是一次性充电飞行1h，飞行器最高时速300km。

随着电动垂直升降概念的不断涌现，总部位于德国该项技术潮流的前沿，开始了全尺寸五座位成品重量原型机的试飞。

锂硫Jet飞行汽车的设计飞行速度可达每小时300km，飞行距离可达300km，速度和航程均高于大多数正在开发的其他城市空中交通电动垂直升降飞行器，该飞行汽车正在为城际和城市任务提供服务。为了达到这一性能，这款电池驱动的飞行器采用了一种不同寻常的组合，包括鸭翼和带有一排电动涵道螺旋桨的固定机翼。

锂硫 Jet在5月4日全尺寸飞机第一次飞行前不久公布了新细节，该公司首席执行官兼联合创始人丹尼尔·维甘德表示，其他“像贝尔和优步这样的公司正在探讨大都市地区配备本地航班的城市交通，航程可能达到50km。”他指出，“我们想要的是一个更大的区域范围和服务两个市场的能力——都市圈和城际市场。”

该飞行汽车上的主要创新是一个综合推进和提升系统，包括安装在12个倾斜襟翼上的36个电动涵道螺旋桨。在鸭翼的机翼后缘，每个襟翼上有3个螺旋桨组成，共12个螺旋桨，机翼上有24个螺旋桨。襟翼向下倾斜，为垂直升降提供向前飞行的推力，使飞行汽车能够依靠由固定机翼产生的提升力进行飞行，因此，在巡航飞行中使用的动能不到其最大2000hp的10%。

飞行控制是通过一个三冗余飞行控制系统(FCC)来改变襟翼螺旋桨组的推力角和转速来实现的。推力角由制动器驱动，每组螺旋桨都配备一个制动器和变速箱。“所有的制动器都是完全独立的，所以它们都有自己的总线、电源电路和变速箱，当一切正常时，控制律就会以标准方式运行。”丹尼尔·维甘德说，“如果制动器发生故障被关闭，飞行控制系统将更改为另一种控制律，这种控制律可在没有制动器的情况下对飞机进行优化控制。”

他说：“我们研究了所有的倾斜机翼，但我们发现的最好的配置是我们在过去三年里开发出来的。”

维甘德补充说，2017年一架最初的双座演示飞机的飞行测试很快显示了这种设计的优势。“例如，我们花了大约3个月的时间让飞机进行完全转换飞行(先是将涵道螺旋桨完全向后，然后又回到垂直升降模式)，以及在转换状态下绕圈飞行，45°角倾斜飞行等等。其他公司花了大约两年时间才做到这一点。这并不是因为他们不够聪明；只是因为他们的一些设计可能对于这些飞行测试不够理想。

图1 锂硫电动飞行器依靠低阻力、无尾机身和小直径涵道螺旋桨，比大多数其他电动垂直起降概念机具有更快的速度和更长的航程。(图片来源：锂硫公司)

图2 锂硫 Jet飞机由36个电动涵道螺旋桨驱动，能够进行无人飞行。(图片来源：锂硫公司)

图3 锂硫公司希望在2024年对这架飞机进行认证，并在2025年之前在全球多个城市开始商业服务。(图片来源：锂硫公司)

“高盘涵道螺旋桨的装载意味着悬停飞行需要更大的功率消耗，但我们有意以此来制造一架完全适合巡航飞行的飞机，这就是我们高巡航范围的来源。”丹尼尔·维甘德补充说，“这种配置还设法避免了通常由较小涵道螺旋桨产生的较高噪音。”他没有透露细节：“我们已经设计出一种电动喷气发动机，或涵道螺旋桨，可以解决噪声问题，并保持巡航飞行的优势。因此，这一小型的具有代表性的发动机具有更快的速度和更远的航程，并且仍然达到了极具竞争力的低噪音水平。”

这架飞机的电池总功率超过1MW，使用锂硫公司开发的轻质电池组中的标准锂离子电池，单次充电的设计飞行速度可达300km/h。维甘德表示，在给电池充电之前，这种飞行器可以进行7～8次城市飞行。在登机或下机的过程中，可以充电4～5min，续航60～70km。“如果进行长途旅行，你需要花更多的时间在地面充电。不幸的是，用现在的电池充电5min是不可能的，所以一次充电达到80%～90%需要20min左右的时间。”他补充道。

到目前为止，飞行测试包括前后转换、左右转弯和原地转弯，以及地面和空中反应。测试将建立在两座飞机版本第一次演示的经验教训上。丹尼尔·维甘德说：“该演示飞行器证明了它在推力矢量控制和机动性等方面的价值。它还发现了传感器和制动器之间的意外交互，同时提供了控制系统耦合和动力学的数据。”

新的原型机有数千个传感器和一个复杂的测试设备系统。“第一个原型机我们只能看到有限的控制权限和区域。我们可以预见推力矢量操纵系统提供了强大的控制权限，在这架原型机上可以看到更多。”丹尼尔·维甘德说。飞行测试项目将包括100多架次，涉及几架原型机，这些原型机将与最初的飞机类似，但不完全相同。

该公司计划制造并运营锂硫Jet空中汽车，作为按需空中出租车服务的一部分。丹尼尔·维甘德强调：“我们将在交通运输服务中运营这款车，因此我们的商业模式是销售机动性，而不是飞机。”该公司将不会提供Lilypads——锂硫公司的工作人员给直升飞机起降场起的别称。“我们不打算建造或运营我们自己的基础设施——我们只提供服务，包括飞机运营、飞行员，同时我们设计飞机、运营预订服务等等。”

锂硫公司已经在为基础设施发展合作伙伴。丹尼尔·维甘德解释说：“我们的愿景是建立一个中立的基础设施标准，允许各种飞行器降落，但这也意味着这里有一个自我发展的市场，任何人都可以建立一个独立的着陆平台或一些入口，并将此融合到我们的服务中。”

锂硫公司希望在2024年之前对该飞机进行认证，并在2025年之前在世界各地的多个城市开始商业服务，不过在某些地区的试验服务将会提前开始。 ■