异军突起

XC-142倾转机翼货运飞机

谈电动垂直起落飞机的发展

20年前，即1997年，垂直起落飞机著名专家、现美国直升机学会（AHS）执行理事迈克· 赫希伯格（Mike Hirschberg）在该学会刊物《垂直飞行》3/4月号上发表了名为“垂直与短距起落飞行头半个世纪”的文章。该文最突出的贡献就是将直升机的垂直起落能力与固定翼飞机的高速前飞能力相结合的飞行器进行了清楚详细的分类。在文章选用的45种已制造和试验的垂直与短距起落（V/STOL）飞行器中，那时只有3种被认为是成功的。它们是：英国航空航天公司的“鹞”式战斗机、原苏联雅克夫列夫设计局的雅克-38和美国贝尔-波音联合研制小组的V-22“鱼鹰”倾转旋翼机。从那时起经过10年，V-22“鱼鹰”飞机才投入部队使用，经过20年才只有另一种V/STOL飞机进入服役，它就是F-35B。

材料定子，定子嵌入电磁导体以获得最佳功率重量比。原V-22倾转旋翼机用的一台罗·罗AE1107C渦轴发动机为安装在减速器上的3台霍尼韦尔公司1兆瓦发电机提供动力，通过极光公司设计的输电网输送电力。印第安纳州印第安纳波利斯的罗·罗“自由”工厂设计和研制了“雷击”飞机用发电系统和电力分布控制系统。电力分布系统在整个飞行包线内同步协调24台机翼和鸭式翼上的风扇运转，由于不需要传统的功率调节和控制硬件而减少了重量。霍尼韦尔公司在普通绕组磁场航空发电机的基础上研制兆瓦级发电机，这种重127千克的发电机具有机械和电转换特点，效率达98%。

“雷擊”飞机的“铜鸟”试验台将对整个发电系统和全机三分之一的推进系统的分布控制装置进行地面试验。如果验证的技术将来转移到另一种飞机平台，则可以得到附加的功率。额外的功率储备能使发电系统产生3兆瓦电力，飞机飞行高度可达4600米。这种电力分布系统不需要减速器和复杂的传动轴。由于多风扇整合能自由安排各个螺旋桨的位置和对机翼附面层的吹除效应，可以提高飞机的气动效率，因而能提高飞机的悬停效率和高速巡航能力。

前景广阔

科技型企业家正在推进电动飞机设想，这可能导致VTOL飞机新时代的到来。最新的参与者是优步技术公司，它宣布将投资和推进“随意航空”（On-demand aviation）设想。优步的设想也是越来越多航空专家们的想法，即利用电动VTOL飞机作为出租飞机彻底改变大城市及周围地区的交通拥挤情况。

2016年10月27日，优步公司发表了97页题目为“优步提升：快速推进城市随意空中运输的未来”白皮书，这给予出租电动VTOL飞机研制热潮很大的促进。白皮书解释了优步公司为什么和如何建立一个小型垂直起落飞机网络，使城市与郊区间、最后在城市内的快速可靠运输成为可能。现在，特别是随着电推进、电池技术与电动机技术以及控制这种系统所需的计算机与电传操纵能力的发展，使这种方案很可能成为现实。优步公司希望营运能载运2～4名乘客的有人驾驶或无人驾驶电动VTOL飞机机队。

致力于VTOL电动推进方案用于随意空中机动市场的公司有法国空中客车集团公司 “硅谷前哨”A3子公司、谷歌创立者拉里·佩奇的Zee.Aero公司和小鹰公司，与NASA合作研究分布电推进方案的加利福尼亚州乔比飞机制造公司和在美国与其他地区的公司。

传统的垂直起落飞行公司诸如法国空中客车公司、美国极光飞行科学公司和莱昂纳多公司已制造了或正在研制全尺寸电动或油电混合动力VTOL验证机。而且，至少有十几家非传统的航空工业新公司也正在积极地探索这个新兴市场空间，如谷歌、优步和网络电话等公司。它们财大气粗，把部分财力投入电动VTOL飞机项目之中，来势汹汹。这使传统航空企业感受到不小的压力和危机。

空中客车集团公司执行总裁托马斯·恩德斯在2017年1月的一次讨论会上警告说：“如果我们忽视了这些研制工作，我们将被排挤出业务的重要部分。”空客公司除了硅谷的A3子公司外，在2016年还成立了城市空中机动分部，专门研究电动VTOL飞机的发展。

2016年3月，麦道直升机公司执行总裁林恩·蒂尔顿向旋翼机业界发出警告说：“我们生活在一个变化的世界之中，我们需要改变作为一个产业的我们的工作。我们不能舒服地躺在让我们比其他行业能行动迟缓和以较慢的步伐创新的高进入壁垒上。”

至今，电动VTOL飞机取得的进展确实令人印象深刻。垂直飞行工业界的命运将在今后10年中真正发生变化。技术团体必须欢迎这种改变，并充分利用这种改变所提供的机会。可能有一天，电动VTOL飞机由于通过采用新型推进与能源结构而出现的创新与革新的飞行方案使其普遍使用起来。

（编辑/栀子）