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[心得交流] EVTOL 产品技术进展跟踪(2)

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发表于 2021-8-11 06:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 有容乃大 于 2021-8-12 06:27 编辑

EVTOL 产品技术进展跟踪(2)
有容乃大

引言
   自2019年开始撰写发表的“垂直起降飞行器设计方案盘点(一至六)“以及随后的”补(1—7)“系列文章,至今共计盘点国内外可垂直起降飞行器产品设计方案23例。其中包括个别无固定翼全旋翼产品,重点关注的大多是各国创业公司的电驱动载人产品,即EVTOL轻型客运机。作为对照,也曾介绍了贝尔V系列军用大功率较重型燃油驱动产品,以及个别小型电动无人机产品。
  2020年开始续补盘点前,曾通过对各设计特点分析对比,得出提高VTOL飞行器能效的“四点技术实施要点”,当时尚未有一种设计能全部实施。
  数年来,不少曾盘点过的产品有了各种进展最新报道:其中有的公司获得大额投资,有的开辟了海外市场获的大数量订单。而作者更关心的是关于设计方案技术方面的进展,最近从网上发现有的公司产品公布了更多技术数据,值得补充报道分析;有的公司在产品设计上有重大改变,与以前介绍相比似脱胎换骨。遂决定开始撰写本跟踪系列。这次集中于可垂直起降的电动飞机,把已经盘点过的相关EVTOL轻型客运机技术进展跟踪结果介绍给感兴趣读者,每篇集中与一家公司产品。本篇跟踪对象是JobyAviation(原盘点二,编号4)

有关JobyAviation技术进展新报道
  据7月27日Yahoo网: 总部位于加利福尼亚州圣克鲁斯的 Joby Aviation 已经完成了迄今为止最长的 eVTOL 试飞:其未命名的全尺寸原型飞机一次充电完成了超过 150 英里的行程。原型机在空中飞行了一个小时 17 分钟,一次电池充电可行驶 154.6 英里,沿着预定的环形路径行驶。试飞由其首席试飞员远程驾驶完成,但今后产品载客时将由驾驶员驾驶。在 JoeBen Bevirt 的带领下,Joby Aviation 在过去 12 年里一直在设计 eVTOL——一种电动垂直起降飞行器,它可以像直升机一样上升,但像飞机一样飞行,并且比两者都要安静。
  随后该文报道了该公司已获得大笔投资,将于2024年上市。但关于该原型机其它技术数据无具体信息。
  在同日Yahoo网 还有一篇Michael Verdon专题介绍Joby公司技术带头人JoeBen Bevirt的文章,没有透露关于他的四人电动飞机的任何新细节(如总起飞重量,电机功率等等)。提到Joby新eVTOL的技术数据仅为:时速200英里,航程150英里。强调其噪声水平比传统直升机低100倍。
  根据该文所附图片,看到Joby新eVTOL与盘点2编号4所述设计有了巨大改变。

附图1:JoeBen Bevirt和Joby新eVTOL(地面起飞前)局部照片



附图2:Joby新eVTOL起飞照片


附图3:Joby新eVTOL水平飞行照片


Joby新eVTOL与2017原设计的主要改变
  由照片可以看出,与Joby2017原型机图片比较,除了保持了流线型机身,大展弦比固定翼,V型尾翼,多个电机直驱5翼片旋翼外,有了如下几点重大改变:
   座舱由2座改为4座;
   升力旋翼由12套改为6套(在相近翼展下,旋翼半径显著增大),均由可转轴收褶翼片改为可倾斜升力旋翼/螺旋桨;(翼间的旋翼仅电机头部倾斜,翼端的旋翼连同电机整流罩一起倾转)
   尾翼端及机翼端4套专用电动螺旋桨被取消。
   巡航速度提高到200英里/时,最大航程150英里。

讨论:
  用升力旋翼解决垂直起降,用大展弦比固定翼平飞节省能耗,这些技术要点,Joby是始终坚持了。
  尽管Joby原来的电机直驱5翼片升力旋翼,水平飞行时转90度收褶翼片机构设计曾经很时髦,曾被NASA搞垂直起降电动飞机示范的工程师采用,被其它公司借鉴。经过多年试验最终还是被可倾斜旋翼/螺旋桨设计取代。看来减少旋翼轴数量,增大旋翼半径,确实是提高旋翼能效的重要措施。既然已经有电机轴转角机构,顺便把旋翼改为驱动螺旋桨,就避免了为减少水平飞行阻力收褶翼片的麻烦,原来安装在机翼尾翼端的可收褶专用电动螺旋桨自然就被放弃了。
   从机构简化,旋翼能效提高看,是技术进步。
   但从旋翼/螺旋桨驱动效率看,可倾斜旋翼/螺旋桨设计终究无法调和两者的不同设计要求。把专用高效升力旋翼与高效水平驱动螺旋桨合二为一导致其中一种功能效率降低,则是一种技术退步。
   缺乏有关总起飞重量,能耗,功率的具体数据,我们还很难对Joby新旧机型的最终能效做出对比分析,也很难与其它公司EVTOL产品作能效比较。
P.S.从最新报道的一个小时 17 分钟,一次电池充电行驶 154.6 英里数据分析,实际试飞的全尺寸原型机起飞重量,肯定远低于所声称产品的4乘客实际起飞重量。所以导致试飞巡航速度也只有约120英里/时(忽略垂直起飞降落时间,按154.6英里/小时 17 分钟平均),而不是声称产品200英里/时。
(完)2021/8/11 发表于发表于“新浪博客”和“中国滑翔网/论坛/硬翼飞行”
发表于 2021-8-12 07:07 | 显示全部楼层
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