核心提示:在低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域,繼文章《5G-A如何賦能低空經(jīng)濟(jì)?》《低空經(jīng)濟(jì)“大腦”——空管系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)》之后,本次介紹低空經(jīng)濟(jì)的重要物理載體——eVTOL的優(yōu)勢(shì)、技術(shù)路線、核心系統(tǒng)構(gòu)成、應(yīng)用場(chǎng)景及發(fā)展現(xiàn)狀。
低空經(jīng)濟(jì)是以多場(chǎng)景低空飛行活動(dòng)為牽引,輻射帶動(dòng)低空制造、低空飛行、低空保障和綜合服務(wù)等產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的綜合性產(chǎn)業(yè)形態(tài)。發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)不僅可以緩解城市交通,更好的平衡發(fā)展與安全,還可以拓展經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新空間,將低空空域轉(zhuǎn)變?yōu)榭衫每臻g。
無人機(jī)、直升機(jī)和eVTOL(electric Vertical Take-off and Landing,電動(dòng)垂直起降飛行器)是實(shí)現(xiàn)低空經(jīng)濟(jì)的三大物理載體。其中,eVTOL一般指使用儲(chǔ)能電池、電機(jī)和螺旋槳推進(jìn),同時(shí)具備垂直起降能力的新穎獨(dú)特設(shè)計(jì)航空器。
eVTOL在安全性、高效性、經(jīng)濟(jì)性上優(yōu)勢(shì)突出。與傳統(tǒng)航空器相比,由于eVTOL采用電力驅(qū)動(dòng),不受傳統(tǒng)燃油飛機(jī)機(jī)械故障的影響,且起降無需依賴機(jī)場(chǎng)跑道,因此表現(xiàn)出更加安全、更高效的特點(diǎn)。可使人和貨物以無縫、經(jīng)濟(jì)的方式在城市低空快速流動(dòng)與靈活作業(yè),能高效開發(fā)城市低空空域資源。相比于無人機(jī),eVTOL在實(shí)現(xiàn)了載人載物的基礎(chǔ)上,功能更加廣泛,相比直升機(jī),eVTOL則有低碳環(huán)保、噪聲低、成本低、無需跑道、穩(wěn)定性好等優(yōu)勢(shì)。
從技術(shù)路線來看,eVTOL常見的構(gòu)型主要有多旋翼、復(fù)合翼、傾旋翼三種技術(shù)路線:
多旋翼:較容易實(shí)現(xiàn),飛行距離有限。沒有機(jī)翼或者只有短機(jī)翼,有多個(gè)旋翼。整個(gè)飛行階段完全依賴多個(gè)旋翼的動(dòng)力輸出來提供升力和前行動(dòng)力。從控制角度和飛機(jī)設(shè)計(jì)角度是最簡(jiǎn)單的一個(gè)構(gòu)型,技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和研制難度較低。平飛時(shí)空氣阻力較大,飛行速度較低,商業(yè)應(yīng)用主要停留在特定場(chǎng)景和低空旅游。
復(fù)合翼:兩套系統(tǒng)分立運(yùn)作,利用率不高。有機(jī)翼,也有獨(dú)立的螺旋槳來分別提供升力和巡航推力。但也正因?yàn)閮商转?dú)立的系統(tǒng),導(dǎo)致垂直升力在巡航階段會(huì)閑置,效率達(dá)不到最大化利用。技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和難度中等。
傾旋翼(也被稱為矢量推力型):設(shè)計(jì)難度高,飛行動(dòng)力更大、距離更長(zhǎng)。結(jié)合了多旋翼和復(fù)合翼的功能。旋翼既提供升力,也提供巡航動(dòng)力。起飛階段,旋翼像直升機(jī)螺旋槳那樣提供升力,到了平飛階段,旋翼可以向前傾轉(zhuǎn),提供向前的推力。優(yōu)點(diǎn)在于重量較輕,動(dòng)力較大,飛行速度快、載重比高,缺點(diǎn)在于機(jī)械設(shè)計(jì)復(fù)雜、控制難度高。
從巡航速度、航程、有效載荷來看三種構(gòu)型的性能對(duì)比,傾旋翼>復(fù)合翼>多旋翼。從eVTOL的具體參數(shù)指標(biāo)來看:多旋翼構(gòu)型的eVTOL的航程和巡航速度均要小于另外兩類,其巡航速度通常在150km/h以內(nèi),航程小于100km,億航EH216-S為多旋翼的典型。傾旋翼(矢量推力)的巡航速度、有效載荷三者之最,巡航速度最快的Joby S4可達(dá)322km/h。
圖1 三種eVTOL技術(shù)路線的產(chǎn)品圖
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