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联合创始人 James Dorris 解释了 Odys Aviation 独特的 VTOL 设计

联合创始人 James Dorris 解释了 Odys Aviation 独特的 VTOL 设计
2022-02-16 10:29:27 来源:搜狐号

Odys 正在将具有独特升降系统的九座菱形箱翼 VTOL 推向市场奥德斯航空

去年 9 月,当我们第一次报道 Odys Aviation(前身为 Craft Aerospace)时,我们不仅被它所附的令人印象深刻的数字所震撼,而且被它完全独特的设计所震撼。在绝大多数 eVTOL 设计是针对城市空中出租车空间的 2 到 5 座飞机的情况下,Odys 提出了一种 9 座混合动力概念,旨在取代远程区域航线上的化石燃烧器,将直升机停机坪飞到停机坪通过尽可能从等式中删除机场来大大减少总旅行时间。

增程混合动力系统可实现长达 200 英里(322 公里)的完全无排放飞行,或使用燃气涡轮发电机实现 1,000 英里(1,600 公里)的减排飞行。其独特的菱形箱翼机身将以 30,000 英尺的速度巡航,最高时速可达 345 英里/小时(556 公里/小时),比大多数其他设计要快得多。

我们很高兴得知它不会使用多余的升力和巡航螺旋桨,或倾斜机翼或道具来实现垂直起降。取而代之的是,沿其机翼间隔开的 16 个支柱刚性地面向前方安装,并且飞机将通过从每个机翼后部伸出大襟翼来产生垂直升力,从而将气流和推力从这些支柱向下引导。

扩展襟翼在需要时将推力向下引导奥德斯航空

AY Combinator 毕业生 Odys 最近宣布了一轮 1240 万美元的种子轮融资,使其总资金达到 1370 万美元。它飞行的是小型原型机,目前正在建造一个更大的原型机,翼展为 18 英尺(5.5 米),约为最终设计预期运行宽度的三分之一。

我们采访了 Odys 的联合创始人 James Dorris,以了解更多关于这架飞机、公司的进展以及独特的襟翼“偏转滑流”VTOL 系统的信息。以下是经过编辑的成绩单。

Loz:你能告诉我们导致钻石箱翼机身的过程吗?

James Dorris:这架飞机真的是从全系统的角度开发的。如果您考虑制造 VTOL 飞机,并考虑使用倾斜旋翼或倾斜机翼,这些机制的大小和质量以及您将故障模式置于何处......我们想看看并考虑:是否存在更好的方法?对于 VTOL 飞机来说,飞行中最具挑战性的一点是悬停到飞行之间的过渡。当你倾斜东西时,你会得到一些影响,这会导致一些非常具有挑战性的空气动力学。我们想制造一架更简单的飞机。

这就是偏转的滑流的来源。一旦您决定将偏转的滑流视为主要的提升机构,那么,为了真正使其智能并适合紧凑的占地面积,您真的需要串联机翼、前机翼和后机翼,这样您就可以获得在悬停模式下非常好的俯仰权威和俯仰稳定性。它还使我们对重心运动具有很大的弹性。

因此,一旦你有了串联机翼、前翼和后翼,并且你正在研究如何最大限度地增加螺旋桨盘的数量,从而尽可能减少盘负载以优化动力,那么,你想要拥有那些翅膀是倾斜的,所以向后掠过,向前掠过。您希望将其保持在良好的占地面积内,以便它可以降落在传统的直升机停机坪上,因此您很快就会得到这种机翼形状。连接机翼会带来一些复杂性,而这都是设计的一部分。

闭合机翼的交错菱形形状保持下方气流清洁奥德斯航空

您是在谈论颤振问题吗?我知道这正是AMSL Aero 的 Vertiia box-wing 所专注的。

部分原因是颤振问题,部分原因是某些机翼可以承受压缩和拉伸,您需要担心压缩时可能发生的一些结构性问题。我们认为飞机拓扑结构确实具有强大的优势,因为它能够同时进行 VTOL 并尽快从 VTOL 过渡出来,以便尽快在这些机翼上起飞。

我们的架构确实允许在 VTOL 悬停和飞行之间进行非常高效和平稳的过渡,这是限制您在悬停状态中花费的时间量及其对整体飞机效率的影响的真正好方法。

因此,如果倾斜螺旋桨和倾斜翼设计在空气动力学上更加复杂和具有挑战性,您是说让风扇朝一个恒定方向吹气并仅使用这些襟翼来改变气流和推力的复杂性吗?

您可以考虑我们的架构的一种方法是采用具有延伸到 35 或 40 度的襟翼的传统飞机。它有那个襟翼,因此它可以以较慢的速度保持在高空。当这些襟翼收起时,从略高于失速速度的起飞到完全飞行的过渡与我们的飞机从悬停到固定翼飞行的过渡相同。除了我们的襟翼,它们没有延伸到大约 35 或 40 度,而是进一步向下缠绕到大约 85 度。因此,您可以将我们的飞机视为失速速度接近于零的传统飞机的延伸。

在当前原型机上,襟翼将气流向下引导约 75 度,这意味着飞机需要起飞并以 15 度左右的机头向上角悬停奥德斯航空

我知道这些东西不会在悬停上花费很多时间,但是当我看到这个设计时,我首先想到的是“对于 VTOL 来说,肯定不能像将道具指向下方那样高效。”

是的,所以我们使用几个关键指标来查看偏转滑流的效率。一个是转角——所以,不是那些螺旋桨的射流水平向后,而是我们将它弯曲多远?所以 90 度的转角意味着你正在产生纯升力。另一个是转向效率:从喷气机后部出来的总推力相对于螺旋桨盘处的总推力。

当气流沿着偏转的滑流襟翼系统的路径移动时,您将受到阻力。所以真正的问题是,它们之间的最佳平衡在哪里?因为转弯角度越大,通常对转弯效率的影响就越大。

所以我们有一些设计,我们已经在我们的测试台上展示了一个基线设计,我们可以从 75 度的转角开始。七十五度是指飞机以大约 15 度的机头上仰角稳定悬停在原地。顺便说一句,起飞时,一架 737 的撞击温度约为 14 到 17 度。因此,起飞时鼻子翘起是人类非常习惯和舒适的事情。这是一个非常好的平衡。我们可以解决效率低下的问题,当然这不是 100%。但是,考虑到复杂性的降低和过渡的简单性,这项技术已经足够高了,非常值得。

好的,你不准备分享任何相关数据吗?

不是这个时候。

你能告诉我们它可能位于像百合喷气机这样的东西之间吗高效的?

当您谈论悬停效率时,您是在询问在 VTOL 中提升飞机需要多少动力?这很难说是一种效率。这些单位类似于每次推力的功率。改变的最大旋钮是盘加载或螺旋桨盘总面积。这就是为什么像 Joby 这样的东西——有六个非常大的转子——比 Lilium 这样的东西具有更低的悬停能力。它与管道、螺旋桨和偏转的滑流无关。它主要与磁盘区域有关。我们的飞机在装盘方面与 Joby 非常相似。我们用螺旋桨排列两组机翼。螺旋桨的设计和布局有一些方法可以帮助我们有效地增加圆盘面积,减少圆盘负载,并保持低悬停功率。

当道具保持指向前方时,机翼后部的襟翼迫使气流和推力向下,以实现垂直起飞和着陆奥德斯航空

当涉及到这些类型细节时,我们还没有披露这些细节,一旦我们的概念设计完全成熟并完全完成,我很乐意为您提供这些细节。

对。所以你们在这个阶段要使用混合动力系统来进行长距离行驶?

是的,我们认为它是一个天然气储备。任何电池电动飞机都必须携带一定数量的电池才能完成后备任务。根据它是固定翼还是 VTOL,您执行该预备任务所需的确切能量可能会有所不同。无论哪种方式,该电池的质量或用于备用的总电池的比例都非常大。我们的基准电池不小也不大,大约是几个 Model Y 电池的大小!

我们的混合动力系统使用航改燃气涡轮发电机。我们的涡轮机在行业内广为人知,具有大量的工作时间和耐用性、维护能力和已知的维护成本,这一点非常重要。涡轮发电机很轻。电力电子设备和电动发电机组是我们的设计,这也是我们在世界上最擅长的——电气化方面。

因此,我们可以以小于我们必须携带的备用电池重量的质量构建系统的混合组件。现在,储备任务是燃料,燃料重量与电池重量相比有 60 比 1 的优势。这意味着我们最终可以得到一架全电动飞行约 200 英里(322 公里)的飞机,但它可以走得更远——轻松 400、600 英里(648、966 公里)。即使在 400 英里的任务中,一半的能源使用仍然来自电池,这意味着我们有效地减少了 50% 的二氧化碳排放量。

行。你会把它作为一架有人驾驶的飞机发射吗?

是的。我们的左右座椅都可以驾驶。许多航空公司告诉我们,让两个人穿制服非常重要,尽管我们也会对其进行单人操作认证。我们非常有一个完全自主的计划,但我们认为这比某些人的时间跨度要长得多。所以第一个产品不是自动驾驶飞机。它是人工驾驶的,自治是一个长期计划。

但是从第一天起就会有自动化。这架飞机上将有大量的感应。一些起飞和着陆能力将通过传感和智能进行大量引导和自动化。

我们最喜欢的顾问之一曾经是鹞式飞行员,他会谈论鹞式,当你移动那根棍子时,你实际上是在控制喷嘴。所以保持飞机平衡的控制回路是人。这是一架很难飞的飞机。他说,现在我们有了 F-35,你所要做的就是把东西放在东西上然后按下它。您将 X 放在着陆垫上并按下着陆按钮,飞机就会着陆。这项技术已经存在很长时间了。使起飞和着陆高度自动化是完全可能的,也很容易。

Odys 希望将机场和地面延误排除在中距离区域航空旅行之外奥德斯航空

我们花了很多时间来验证这种垂直起飞的方式是否有效。我们已经建造了一个翼展为 3 英尺(0.9 米)的飞机,我在您的原始文章中看到了它的屏幕截图。在过去的六个月里,我们一直在飞行,以开发飞行控制并建立对能力的信心,测量性能指标并预测这些指标可以在更大的范围内实现什么。我们认为它将扩展到非常有吸引力的性能机器。

好的,所以您已经获得了使用偏转滑流系统验证的四轴飞行器式俯仰和滚动权限。偏航呢?四轴飞行器通常会依靠扭矩反应来进行偏航运动,对吗?在所有道具都朝前并且推力向下的情况下,你们是如何做到这一点的?

这绝对是一个我会说我们以后可以讨论的话题。这是我们开发的核心元素,我们对此感到非常自豪,当我们准备好聊天时,我很乐意给你打个电话,边喝啤酒边聊天!

那么我们接下来的目标是什么里程碑呢?下一个关键技术里程碑是构建我们的下一个比例原型——表面上是单座。没有人会乘坐它,它将是该飞机的遥控版本,但它的翼展约为 18 英尺(5.5 米),它将是我们技术的第一个版本,可以完成所有阶段一起完成使命。它垂直起飞、过渡、拉入襟翼、将襟翼延伸到固定翼飞行。

在像翼展这样的线性距离中,它大约是 1/3 比例。在有效载荷和面积方面,大约是 1/9 或 1/10 的比例。我们在去年 9 月的最后一次加薪之后开始了这项工作。我们的目标是在 2022 年秋季之前进行首次飞行测试。

好的,如果我没记错的话,你的目标是到 2026 年完全开发、建造并投入使用?那会很紧。

这绝对是侵略性的。我们肯定会积极进取。每个人都是。我们已经与一些第三方验证了我们的计划和认证途径,这些第三方负责对大量飞机进行认证,尤其是很多 Part 23 飞机。所以我们认为这给了我们一个很好的基准。我们完全承认这是一个激进的时间表,我们会考虑公司和我们的融资周期。

所有电气化都将在内部开发。这就是我们的团队是世界上最擅长的;我们可以实现的总系统质量比您从供应商的机架上拼凑起来要少得多。电机、电力电子设备、电池,所有这些东西都必须在飞机内部相互紧密集成。我们认为这是一个很大的优势,无论我们最终是自己制造这些系统还是将其外包给承包商。

我们没有垂直整合的地方是燃气轮机——作为一家初创公司,我们会疯狂地尝试开发它——以及航空电子系统。航空电子系统的软件开发需要大量的工时,而从头开始构建它是愚蠢的。我们正在与一些航空电子设备供应商进行讨论,我们正在与四家涡轮供应商进行讨论。我认为我们将能够在今年晚些时候宣布一些合作伙伴关系。

行。因此,你们从与大多数 eVTOL 公司不同的角度进入,着眼于区域航空旅行市场,而不是城市空中出租车航班。

是的。与很多人相比,我们认为,如果您真的想产生影响,那么更多地关注区域旅行是有意义的,比如 100 到 600 英里的旅行。如果你真的想为航空业减少二氧化碳排放量,那么,你首先要把人们从燃烧气体的飞机上带出来,然后把他们放在别的地方。因此,您需要达到取代当前行程的距离。

在这些距离上,无论您是在美国、欧洲还是亚洲的各个地区,您可能只在空中停留 45 或 50 分钟,但门到门的时间可能是三个半,四个,四个半小时。一直以来你都在地面上迷路,去机场,穿过机场,在登机口等待,在停机坪上延误等等。所以我们公司的两大支柱是真正减少航空的碳足迹,让旅行更愉快。

航程和速度数据明显高于大多数其他 eVTOL 公司声称的奥德斯航空

我们已经与 JSX 签署了预订意向书,JSX 是美国的一家区域运营商。它们确实符合我们对区域交通应该是什么的愿景——他们称之为“上车,下车”,我们必须减少从上门到上车之间的痛苦。我们也签署了其他协议,但 JSX 是我们今天唯一被允许发送消息的协议。

我们花了很多时间与航空公司交谈——从小型 135 运营商一直到美国大型航空公司和国际干线航空公司。我们现在处于一个我们感到非常自豪的时刻,我们有足够的航空公司预订和选择。我们感觉很好。鉴于我们处于早期阶段,这些数字相当令人惊讶。

这确实反映了航空公司认为,如果你能走得更远,就会有更多的价值。这就是他们今天飞来飞去的客户群。如果您可以对一些较短距离的路线进行脱碳,您可以真正对您的整体二氧化碳排放量产生影响。他们非常关心这一点。如果你能让他们的旅行体验大大改善。我们有一家航空公司说,嗯,这可能会蚕食我们现有的一些航线,但我对自己做的比别人做的更好。他们明白了。只要你能做一条不必去大机场的区域航线,就没有人会从机场飞出那条区域航线。返回搜狐,查看更多

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