“爱丽丝”——未来电动飞机?

军心安营扎寨 2024-09-05 01:28:12

冷门飞行器137

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“爱丽丝”想象图

电动航空未来

试飞中的“爱丽丝”概念原型机

2022年9月27日,一架线条优雅流畅的小型飞机离开华盛顿格兰特县国际机场跑道,飞向天空。不同于以往的飞行,这架名为“爱丽丝”(Alice)的飞机在飞行过程中只有螺旋桨的噪音而没有引擎的轰鸣。在 3,500 英尺的高度飞行了约 8 分钟后。这次开创性的飞行按计划结束。

试飞中的“爱丽丝”概念原型机

“爱丽丝”是Eviation公司开发的全电动商用通勤飞机,这次首飞很可能代表着全电动商业航空的开始。

试飞中的“爱丽丝”概念原型机

“电航”

最初的“爱丽丝”方案

Eviation是个生造词,不知道可不可以翻译为“电航” ?由奥马尔·巴-约赫 (Omer Bar-Yohay)、奥姆里·雷杰夫(Omri Regev )和阿维夫·齐顿 (Aviv Tzidon )于 2015 年创立,致力于开发纯电动的商业客机,主要开发工作在以色列完成。

2019 年 6 月巴黎航展上展出的第一代爱丽丝模型

他们的设计是一架小型通勤飞机,可以携带两名机组和9名乘客。“爱丽丝”最初的设计非常“反常规”。拥有一个流线型机身、V型尾翼和平直机翼,三台电动机驱动位于机翼两端和尾部的螺旋桨,为了避免尾桨擦地,使用了复古的后三点起落架。爱丽丝有增压和非增压两种型号,后者的最大飞行高度较低

到 2019 年初,Eviation 已获得 2 亿美元的投资,用于认证和生产,同时在法国西北部的瓦讷组装了第一个原型。2019 年 4 月,Eviation 最初选择了西门子 260 kW 电机,随后以 1,900 rpm 转速转动的 MagniX Magni250s 375 shp (280 kW) 电机替代。2018 年 2 月,一架 650 磅(290 公斤)比例的模型无人机进行了飞行,以验证空气动力学和飞行控制。在 2019 年 6 月的巴黎航展上,展出了全尺寸静态模型。

随后,公司宣布了 第一笔订单,来自马萨诸塞州海恩尼斯的 Cape Air。以每架400 万美元的价格订购了 92 架飞机。同年8月,来自新加坡的投资者 Clermont Group收购了 Eviation Aircraft 70% 的股份。Clermont Group同样投资了爱丽丝的MagniX引擎。

2020年1月建造中原型机毁于一场电池舱火灾,电池舱位于客舱下方,这也为这类电动飞机的安全性蒙上阴影。

2021设计

“爱丽丝”概念原型

在整个 2020 年 ,Eviation 几乎完全更新了设计,全新的设计改变了翼尖和尾部的三螺旋桨布局,改为机身后部侧面的双发动机吊舱设计,全新的爱丽丝原型机预计将在 2021 年试飞,然后在 2023 年下半年获得认证。

2021年“爱丽丝”方案设计

客舱概念

新“爱丽丝”采用T 型尾翼和两个850 马力(634 千瓦)的 Magni650 电动机,驱动连个五叶螺旋桨,它的巡航速度应为 220 节(407 公里/小时,低于 240 节),航程为 440 海里,比以前少 100 海里(185 公里)。最大起飞重量为 6,350 公斤,高度上限为 32,000 英尺,最大有效载荷为 1,134 公斤。

原型机组装

爱丽丝的技术难点显然在电池,最初计划使用铝-空气主电池和锂聚合物缓冲电池,主电池拥有260 Wh/kg 能量密度和900 kWh 电池容量(3,460 公斤,7,630 磅)最初估计为该设计在 540 节和 10,000 英尺(1,000 英尺)和 10,000 英尺(3,048 米)下的航程为 1,000-1,200 公里)。随着电池技术的改进,预计这一比例将会增加,但2021年电池改为由重 3,720 公斤(8,200 磅)的 820 kWh 纯锂离子电池供电。爱丽丝适用于低海拔 500 海里(930 公里)的航线运营。45% 的通勤航线符合这类范围。

电动机

电池系统已经过 1,000 多次循环测试,相当于 3,000 个飞行小时,然后需要更换,成本为 250,000 美元,这是直接运营成本的一半,类似于活塞发动机大修。根据美国工业电价,9 名乘客和 2 名机组人员以 240 节(440 公里/小时)的速度飞行的直接运营成本据称为每小时 200 美元,相比之下,类似购买价格的现有飞机(如塞斯纳 402、皮拉图斯 PC-12 和比奇国王航空)的直接运营成本为每小时 600-1,000 美元低不少。

电动机

驾驶舱

电动传动系统将具有比当前电气系统更高的电压。 两台 850 hp (630 kW) Magni650 电动机将驱动安装在机身后部的两个螺旋桨。未加压的飞机有一个平坦的下机身。意大利公司 Magnaghi Aeronautica 供应起落架。飞机将采用成熟的霍尼韦尔的飞行控制系统,包括自动着陆。

“爱丽丝”原型

2024设计

2024年推出的量产型设计

“爱丽丝”计划中的首飞最终推迟到了2022年9月,但在这8分钟的首飞之后,未再次飞行。反而是Eviation继续修改了图纸。标志性的纺锤形状流线型机身被固定横截面机身替代,增加了翼尖小翼。公司认为这种设计简化了制造和维护流程,同时也为进一步改进提供了空间。

新的电池仓位于机身内部的中央,机翼上方,最后一排座椅的后面。这个隔间为电池更换和维护提供了便利,它可以容纳不同类型的电池。同时加大了机翼和控制面的面积,以提供更高的载荷安装更大的电池。根据最新的设计“爱丽丝”可以搭载 9 名乘客或高达 2,500 磅的有效载荷,距离可达 250 海里。这比最初计划的440海里航程缩水不少。

“爱丽丝”原型

量产型的设计工作被外包给总部位于西雅图的工程公司 TLG Aerospace,除去动力系统,“爱丽丝”现在和一般的通勤飞机没什么区别。今年4月,Eviation 宣布在重新设计后完成了其全电动 Alice 通勤飞机的概念设计审查。这是在概念原型机首飞的19个月之后。

“爱丽丝”原型

Eviation 的新任首席执行官 Andre Stein今年表示无法为后续飞行测试和认证提供时间表,除引擎外所有的供应商都需要重新选择。他预计 Alice 将在这个十年末投入使用,乐观的估计也要在2027年之后。

“爱丽丝”原型

Eviation继续“磨洋工”并没影响到“爱丽丝”的订单,据公司表示,“爱丽丝”已经获得了包括 DHL Express、德国初创公司 Flyvbird、韩国租赁公司 Solyu、飞机租赁集团 Monte、 Cape Air、澳大利亚北领地航空服务等公司价值超过50亿美元的订单。

新西兰航空涂装

DHL涂装

Eviation的CEO表示对财务状况满意,但作为旁观者,我觉得这架“爱丽丝”很可能要成为“绝唱”。如果现有的电池技术不能在能量密度和安全性上获得飞跃性的突破,使用锂离子电池的“爱丽丝”就不大可能飞的更远,无法扛起未来飞行方式的大旗。@nordland 今日头条 原创首发

“爱丽丝”原型

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