eVTOL在军事领域的应用
新一代电动航空的兴起,尤其是eVTOL的迅猛发展,充分引起了各国军方的注意,这种飞行器结构形式相比直升机更加简单、采购和维护成本低、起飞准备时间短响应敏捷、低噪环保舒适、动力系统性能不会因高度和温度变化而大幅降低、起降场地要求低等,更适合执行时效性和隐蔽性的军事任务。本文主要介绍的是美国军方对eVTOL的应用思考和给予的相应支持,以供参考。
美国陆军、海军、海军陆战队(相对独立于海军)、空军发布了一系列针对新一代电动飞行器的研究性项目,飞行器的用途包括侦察、运输、后勤,可运送士兵、伤员、医护和工程兵、军用物资等,这也使得军事用途成为了eVTOL企业的第一桶金。eVTOL参与军用,双方都可以得到不少好处。
2.典型案例
2020年初,美国空军敏捷创新中心(AFWERX)发布“敏捷至上”(Agility Prime)项目,来源是与中国的全球竞争。项目主要测试各种电动飞行器构型的应用符合性,可以为纯电或混合动力,计划3年内应用,早期为了更好普及,用的还是飞行汽车(Flying Car)这个词。主要分三种要求(后面需求有变化):
(1)大型载人。能载3-8人以上,最大速度160km/h以上,最大航程160km以上,航时1h以上。
(2)小型载人。可载1-2人,最大速度72km/h,最大航程16km,航时15min以上。(从这点上看,美国军方指标比较
务实)
(3)大型载货。起飞重量超过600kg,可运载227kg货物(有时候可能为士兵),最大航程320km,最大速度320km/h,飞行时间100min。
最初的参与者只有Joby S4、Beta Alia。后来又陆续增加了LIFT Hexa、Elroy Chaparral、KittyHawk Heaviside、MoogSurefly、Archer Midnight、Electra(超短距起降)、EVE、Jump JA1、Air One等等,目前已经获得军用经费支持最多的是Archer,达到1.42亿美元,其次是Joby,为1.31亿美元。
Joby S4
Joby已经累计获得了美国空军1.31亿美元的项目资金,美国海军陆战队也在参与测试,是目前大型载人飞行器里面唯一的完成了倾转过渡飞行并且最大速度达到过400km/h的飞行器(测试机已坠毁)。其测试的项目包括人员运输、紧急医疗响应、物资补给、飞行包线扩展等,Joby S4是第一个获得MFR军用适航许可的eVTOL,但是仅限无人驾驶。2023年9月,Joby给美国空军交付了第一架飞机,编号N5421A。
Beta Alia
美国空军最初看上的是Beta飞机大载重下无与伦比的垂直起降航程(6人,463km)。2022年3-7月,空军和陆军的飞行员通过模拟器培训后,驾驶Alia飞机进行了滑跑起降和飞行体验。由于Alia截至目前还未完成转换飞行,可能遇到了较大的技术难题,Beta推出了CX-300常规起降型(CTOL)并优先发展,目前参与敏捷至上计划飞行的均为常规滑跑起降型。2023年10月,Beta向美国空军交付了第一架CTOL飞机。
Beta公司参与的测试项目包括充电系统、有人和无人驾驶(第2个获得MFR的eVTOL企业,第一个有人驾驶eVTOL的军用适航许可)、人员和物资中远程运输。
Beta的主要成就:常规起降方式千里奔袭-飞行1100km(其中最长一段飞行340km,总计分4段飞行)进行转场,验证了充电系统、后勤保障及持续运行的能力。