未来产业 赢领明天丨倾转旋翼电动飞机E20 eVTOL首飞,时的科技抢占未来空间赛道

倾转旋翼电动飞机E20 eVTOL首飞,时的科技抢占未来空间赛道

在电影《第五元素》中,空中出租车穿梭于高耸入云的摩天楼之间;《西部世界》中,随处可见载人飞行器和便利的起降平台……在电影中频频出现的飞行器,如今已从科幻场景变成了令人惊叹的现实。

时的科技E20 eVTOL原型机发布

“未来,在出行APP上输入起点和终点,然后走到附近的起降场,顺利完成登机流程,电动飞机就能以260KM的时速,安全地将你送达目的地。也许开车穿过城市需要一个小时,但乘坐飞行器只需要几分钟。”上海时的科技有限公司(以下简称“时的科技”)创始人兼首席执行官黄雍威描绘了未来城市立体交通出行的蓝图。“将来可以根据个人喜好规划出行路线。乘坐电动飞机可能就和坐地铁、坐出租车一样,成为日常交通出行的一种方式。”

eVTOL(electric Vertical Take-off and Landing,即电动垂直起降飞行器),比较通俗的理解就是电动化且不需要跑道就可垂直起降的飞机。2023年8月,时的科技E20 eVTOL框架机完成了从系统联调到试验试飞的所有科目。这也意味着时的科技E20 eVTOL跨入了整机测试及验证阶段。

2021年5月,聚焦于倾转旋翼eVTOL研发的时的科技成立。谈起公司成立的契机,黄雍威解释到,一方面,2020年电动汽车在市场渗透率上有了较大的突破,电池等产业链原材料基本实现了量产。整体能量比、工艺比、价格等各方面都到了飞机可用的环节。另一方面,海外民航局发布了相关支持政策。“闭环形成,也就代表着这件事更有成功的可能。”因此,瞅准时机,看中航空资源丰富的上海,时的科技在闵行区落地。

“‘时的’意为时间的士,是希望提供更高效快捷的智能立体出行。”时的科技成立时间不长,但团队成员进行电动航空垂直起降飞行器研发时间都相对较早,黄雍威就有着20多年的航空业从业经验。

时的科技E20 eVTOL框架机完成试飞试验

今年3月,时的科技荣获国家高新技术企业认证;6月,时的科技原型机亮相,备受业内关注。这一架由中国民航局签发注册号为“B-0EEW”的国产电动飞机,将助力立体交通生态圈的建设进程。8月,时的科技框架机顺利完成试飞试验。10月,时的科技完成航前试验,获取特许飞行证,并成功完成首轮飞行试验。看似飞速的研发进程,每一步走来都极其艰辛。从前期倾转旋翼控制验证到后期动力验证,再到今天的顺利试飞,时的科技研发团队历经了两年多的磨砺。

有人质疑,为何要做框架机,而不是直接用原型机完成试飞试验?对此,黄雍威回应,框架机设计了与全尺寸原型机一致的起飞重量、动力布置和系统设备,是动力系统验证和飞控航电联调验证的重要平台。框架机的试验加快了技术问题的迭代解决,有效降低原型机试飞风险,推进了E20 eVTOL项目的顺利进行,为下一阶段原型机的安全试飞建立了良好的基础。

10月26日,时的科技自主研发的E20 eVTOL完成首轮飞行测试,首飞采取的无人驾驶模式。这是中国首个倾旋旋翼载人电动飞机的首轮试飞,首飞成功标志着E20 eVTOL的设计、研发、制造、飞行的全面贯通。

时的科技E20 eVTOL完成首轮飞行测试

作为国内首家突破eVTOL倾转旋翼技术的企业,这款国产电动飞机重约2.4吨,更像是空中巴士一样在AB点穿梭,时速上趋同于高铁,比出租车要快五倍,但是人均每公里价格几乎可以与出租车持平,其成本和终端票价能得到大幅度下降。

E20 eVTOL使用绿色无污染的纯电能源、5座载人设计(1名飞行员+4名乘客)、有效载荷450公斤、可高效飞行200公里、航巡时速达到每小时260公里,最快时速每小时320公里,未来主要解决的是城市内、城市间的短途空中出行需求。

当前,电动垂直起降飞行器有三种主要的构型。包括多旋翼,即没有机翼,整个飞行阶段完全依赖多个旋翼的动力输出来提供升力和前行动力,飞行速度低,飞行航程有限,巡航时速也较低,商业应用场景主要停留在特定场景和低空旅游。复合翼,从升到推有两套动力系统,垂起时一部分旋翼提供升力,巡航时另一部分旋翼提供拉力,垂直升力系统在巡航阶段会闲置,使用的电机数量较多,载重比低,相对成本也较高。倾转旋翼,则结合了多旋翼和复合翼的功能,旋翼既提供升力也提供巡航推力,飞行速度快、载重比高、整机性价比高、而且适航条款比较清晰,具有较好的运营经济性,在未来商业场景中更有优势。

“和前两者相比,倾转旋翼的技术难度更大。”黄雍威指出,基本是要把前两种飞行模态都学会了,最后的耦合模态叫倾转模态。“最难的就是整体的集成耦合,必须做到相对极致,才能达到理想的效果。”

时的科技的倾转旋翼构型,配备大直径低转速五叶桨和高功重比赛峰智能电机,通过降噪设计,飞行中不对周边环境造成噪音污染;采用800V高压架构,充电更快,能耗更低;独创的CTW(Cell-to-Wing)电池和机翼结构融合设计,有效的提高了安全性,提升结构效率,整机更加轻量化。

“你可以看到,旋翼在起降时是垂直90度的垂起状态,巡航飞行时是固定翼状态,也就是整个倾转过来的动力系统可以重复被利用,这样飞行器的时速更快。”E20拥有传统飞机的固定机翼,同时配有6个旋翼,其中4个旋翼可倾转,2个旋翼在起飞后锁桨,降低阻力。黄雍威指着视频中的试飞画面解说到:“动力单元是飞行器中最昂贵的零部件,可以重复利用就意味着不需要过多的动力单元。电动化带来的倾转设计,就像电车去做0-100加速,相对比传统油车更简单。”

“倾转旋翼是全球大多数国家在航空器研发上的普遍选择。” 黄雍威表示,与海外趋同,时的科技同样认同倾转旋翼技术,这也是真正实现“空中的士”的配方。“我们要把价格调整到适合老百姓出行,至少在商务上率先出行才有意义。”

从2021年成立至今,短短2年,时的科技已经先后完成了从分析论证到产品设计,从功能开发到系统集成,从零件生产到整机装配,从系统联调到试验试飞。

“目前,我们更多的是完成了它们的功能,而不是完成了它所有的可靠性,接下来,我们还有三年的时间要去研发、完成功能和安全可靠性的确认。”黄雍威说。

时的科技是一个复合型的团队,研发人员占比高达85%,拥有海外留学或工作经历的高达40%,涵盖了航空、电动化、智能化等多个方向。在黄雍威看来,研发过程就是在“摸着石头过河”和“踩在巨人的肩膀”的基础上实现迭代。

E20 eVTOL设计迭代过程

“我们的目标是想把这款飞行器进行商业化,因为我们创业至今,一路走来,都是希望为社会提供安全便捷的空中出行服务,这也是我们的发展使命。”根据企业的未来规划,时的科技希望和通航公司、政府部门共同合作,推动起降场的建设、短途航线的规划等,助力未来立体交通生态建设。

2022年9月,上海发布了《上海打造未来产业创新高地 发展壮大未来产业集群行动方案》。《方案》中提出,要突破倾转旋翼、复合翼、智能飞行等技术,研制载人电动垂直起降飞行器,探索空中交通新模式。

“我们今年顺利完成原型机的首飞,就意味着时的科技将代表国内技术的领先性,与国外技术来到同一梯队。”黄雍威表示,作为上海市未来空间的头部企业,时的科技将着力城市空间资源的开发和利用,未来代表上海乃至中国参与全球航空技术角逐。

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页面更新:2024-03-08

标签:升力   飞机   未来   飞行器   科技   赛道   时速   上海   框架   明天   动力   产业   技术   空间

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