Joby飞行汽车的拐点
随着最近关于交付、生产工厂计划和飞行测试的多个重要进步,Joby在发展的道路上迎来了新的拐点。
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背景介绍
如今,大多数领先的美国电动垂直起降(eVTOL)飞机公司都在其成长期秘密开发,这些公司的里程碑和成就很少被公开。就像莱特兄弟早期对保密的痴迷一样,eVTOL的开拓者向公众和竞争对手隐瞒了他们的工作,但现在像Joby Aviation这样的公司正在频繁地发布媒体公告。2023年秋天,Joby报告了大量资金、制造、飞行测试和客户公告。
尽管Joby在2014年VFS的第一届电动VTOL研讨会上介绍了其早期的双座S2设计,并在第二年简要介绍了其四座S4的概念,但随着其他公司变得更有竞争力,团队很快就陷入了黑暗。Joby在其位于太平洋附近红木林的一个退役石灰石场秘密测试了其小规模和全尺寸eVTOL飞机,后来又在蒙特利县南部东南约150公里的美国陆军驻军亨特·利格特堡(KHGT)的受限军事空域进行了测试。
Joby于2017年1月与美国国防创新实验单位签署了第一份国防部研发合同,该单位于2018年进入亨特·利格特堡空域。在这里,Joby开始试飞无机组S4(N541JA),即所谓的1.0代设计,FAA将其命名为JAS4-1。
2019年末,在开始了初步的悬停测试后,2020年7月7日,Joby的第一架全尺寸预生产原型机JAS4-2(N542AJ)在贝尔205A-1包机下被空运到亨特·利格特堡。2020年夏天晚些时候,这架飞机开始在自己的动力下进行飞行测试。
在接下来的18个月里,Joby扩大了这架飞机的飞行范围,从垂直飞行过渡到巡航飞行,后来在3353米的高度达到了330公里/小时的速度。第一架原型机于2022年2月16日坠毁,当时一个部件在经历了一系列高速转弯和创纪录的时速442公里/小时后出现故障,远高于其设计速度。此时,第二架原型机(N542BJ)已经开始飞行测试,因此飞行测试的中断时间相对较短。
Joby的第一架预生产原型机(N542AJ)于2022年2月1日在3350米的高空飞行,配有用于高速测试的特殊起落架。几周后,这架飞机在一次事故中坠毁
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Marina市政机场
2018年8月,Joby开始在Bonny Doon以南54公里的Marina市政机场(KORD)开业,当时Joby签署了两栋总面积约6875平方米的建筑租约,同时仍在“隐形模式”下运营。该机场只有一条1062米的跑道。
2019年12月,Joby获得了Marina市的批准,在机场建造了一个5100平方米的初始结构,并建造了一座450英尺长、120英尺宽的气候控制织物覆盖建筑(称为“巨型帐篷”),作为加速制造运营的初始试生产线。
Joby在其2022年年终报告中表示,已完成在圣卡洛斯(动力总成和电子产品)和Marina(飞机)的加州生产设施建设。该报告称,位于滨海的12100平方米工厂是在丰田合作伙伴的支持下设计的,将用于验证和认证制造工艺。这种方法使Joby能够在进行更大规模生产所需的大规模投资之前,证明可扩展技术。
2022年2月,Joby宣布其首款生产原型Joby JAS4-1(N5421A)已在Marina开始总装,并正在积极评估几个州的工厂建设支持响应,以支持Joby一期生产设施的建设。
在2025年获得FAA认证后,Joby计划推出其空中拼车服务,从纽约和洛杉矶市场开始,该服务将通过自己的应用程序、Uber或在达美航空预订航班时作为机场班车无缝提供航班服务。
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代顿机场新工厂
随着eVTOL革命的势头越来越大,许多社区采取了税收抵免和经济激励措施,为其公民争取新的eVTOL制造业工作。2023年夏天,TechCrunch报道称,Joby正在权衡四个州的机场报价,包括滨海市政机场、底特律的Coleman A.Young市政机场以及北卡罗来纳州和俄亥俄州的机场。
9月18日,Joby宣布其第一家大型生产工厂将位于俄亥俄州代顿。毗邻代顿国际机场占地140英亩的场地最初将包括一个每年最多可生产500架飞机的工厂。但该地块有足够的土地供Joby扩建至185800平方米的制造空间,以满足未来的市场需求。Joby将租赁附近现有的建筑,开始短期运营,然后在2024年破土动工建设新的生产厂。
Joby的长期投资者丰田曾与Joby合作设计并成功推出在Marina的试生产线,计划在Joby准备大规模生产时继续为其提供建议。
代顿地区也是Wright Patterson空军基地和美国空军研究实验室总部的所在地,该基地在支持Joby通过AFWERX的Agility Prime项目取得进展方面发挥了关键作用。Joby的到来将延续莱特兄弟开创的航空创新城市遗产,莱特兄弟在代顿发明了第一架动力飞机(1903年12月17日在北卡罗来纳州基蒂霍克附近飞行)。莱特一家在代顿生活和工作,并于1910年在那里开设了美国第一家飞机工厂。
Joby的公告称,Joby投资高达5亿美元,加上俄亥俄州和其他州及地方机构价值最高3.25亿美元的额外福利和激励措施,将创造多达2000个新工作岗位,并支持未来的增长。Joby表示,其还应美国能源部的邀请,根据第十七章贷款担保计划提交融资申请,该计划为清洁能源项目提供低息贷款,并将支持该设施的规模扩大。
2022年夏天,Marina的试产线正在生产生产型飞机的主要结构部件
丰田的佐藤和弘和Joby的Jordin Gischler
Joby公布了在俄亥俄州代顿建立第一个大规模生产工厂的计划
Joby尚未透露其在代顿的初始工厂规模,但该工厂可能会基于最初为Marina提出的23.5万平方米设计。作为基准,罗宾逊直升机位于加利福尼亚州托伦斯的工厂占地57400平方米,雇佣了1000名员工,去年交付了258架直升机,但2008年交付了多达893架直升机。
Joby俄亥俄州工厂的招聘将在未来几个月开始,预计早期职位将集中在扩建工厂和加工零件上,这些零件最初将被纳入Joby加州的低产量生产线。
与此同时,加州滨海市在9月底宣布支持Joby提交的900万美元CalCompetes拨款,以支持在滨海机场建造一座18600平方米的新建筑,该建筑将使飞机的生产能力提高到每年50架eVTOL以上。
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空军首次交付
Joby最近向美国空军交付了第一架Joby JAS4-1 eVTOL飞机(N5421A),用于军事评估和飞行测试,这是其与美国国防部八年关系中的一个重要里程碑。9月25日,美国空军、Joby和NASA的领导人在加州爱德华兹空军基地为Joby的电动空中出租车维护设施举行了剪彩仪式。
这被认为是世界上第一架交付给客户的有翼eVTOL飞机(亿航在2019年表示,已于2018年3月向客户交付了第一架无翼双座EH-216,用于测试、培训和演示目的)。
此次交付标志着Joby加入在爱德华兹空军基地首次展示其革命性飞机能力的行列,包括第一架美国喷气式战斗机、第一架超音速飞机,以及许多其他突破航空技术界限的飞机。
让空军飞行员在空军设施接受培训和操作Joby飞机是下一步,对该计划来说是一个极其重要的里程碑,为先进空中交通飞机的实际操作和用例验证提供了关键见解。此外,Joby行动为加快与其他国防部服务和政府机构(包括NASA和FAA)的学习提供了一个绝佳的机会。
到2024年,至少有两架Joby飞机将交付给Edwards,最多还有七架飞机将分配给空军和其他美国联邦机构,地点尚未明确。
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敏捷计划
eVTOL的交付标志着Joby与AFWERX的Agility Prime合作关系下一个篇章的开始,该合作始于2019年12月17日,也就是莱特兄弟首次动力飞行的周年纪念日,要求行业提供信息(RFI)。于2020年4月27日公开启动,是美国空军的一项合作举措,旨在通过向私营公司提供飞行测试和飞机开发的资金和物质支持,加快商业eVTOL飞机行业的发展。
AFWERX成立于2017年,旨在利用私营部门的技术创新,通过合同和资金模式支持国防,旨在吸引快节奏的初创技术公司。在项目启动前的三年里,时任联合参谋部J8的美国空军中校Nathan Diller通过频繁参与VFS活动,深入了解了eVTOL行业。他是2018年1月电动VTOL研讨会的启动演讲人,密切了解新生的eVTOL行业并制定Agility Prime战略。VFS会见了许多后来得到AFWERX支持的公司,在(当时)Diller上校成为Agility Prime的创始领导人,后来成为AFWERX的指挥官。
自2020年以来,美国空军加深了对该技术的理解,并完善了潜在用例清单。例如,美国空军的第一次远程操作eVTOL飞行于2021年12月用小鹰Heaviside进行,美国空军的首次载人飞行于2022年3月用Beta Alia-250进行。
Joby创始人兼首席执行官JoeBen Bevirt与俄亥俄州副州长Jon Husted和州长Mike DeWine在代顿生产厂宣布
2021年夏天,Joby在其位于华盛顿特区的新办公室安装了一个飞行模拟器,并于2022年2月将两个模拟器中的第一个部署到德克萨斯州圣安东尼奥兰多夫联合基地,航空教育和训练司令部(AETC)在那里成立了62支队,以制定课程、推动操作员认证标准并培训eVTOL操作员。
Joby是美国空军首批签约的eVTOL制造商之一,自那以来,已从该服务中受益1.31亿美元,潜在合同价值1.63亿美元,是业内最大的。作为2023年4月价值5500万美元的协议第三次延期的一部分,Joby宣布将为美国空军交付和运营多达9架飞机,Joby将保留这些飞机的所有权,同时为军事飞行员提供飞行训练。
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飞行测试
这架五座Joby倾转螺旋桨飞机将至少在2024年接受评估,由军民联合小组在基地执行一系列后勤任务。这将包括运送人员和货物,以及潜在的医疗后送。美国空军新兴技术综合测试部队(ET-ITF)是最近成立的空军基础联合测试部队的一部分,正在领导未来美国国防应用的eVTOL技术测试和评估。作为私营企业和美国空军合作的一部分,ET-ITF将与Joby人员合作。
2024年,NASA阿姆斯特朗飞行研究中心的飞行员和研究人员还将在爱德华兹测试Joby eVTOL飞机,重点关注空中交通管理、飞行程序和地基基础设施。这项研究将使用NASA的飞行员和硬件,如NASA的移动操作设施,一个有轮子的研究实验室。
剪彩仪式标志着首个生产原型(N5421JA)交付给爱德华兹美国空军基地,并为Joby的空中出租车开设了维修站
在宣布交付一周后,Joby还透露,其四名试飞员已于9月驾驶其预生产原型eVTOL飞机,这是Joby首次有飞行员参与深入飞行测试活动的一部分。在这一飞行员上机里程碑之前,几乎所有Joby测试都是从地面控制站(GCS)远程驾驶的。对于所有eVTOL开发人员来说,基本上或完全在没有人的情况下飞行是一种常见的方法(Beta Technologies除外),这意味着世界上的eVTOL飞行员数量仍然很少。
Joby的首席试飞员James“Buddy”Denham在2020-2022年用第一架2.0预生产原型机N542AJ进行了机上悬停检查飞行。但所有的过渡飞行都是在没有人的情况下起飞的。2023年秋天,他和另外三名飞行员在机上驾驶了这架飞机。
德纳姆在海军航空系统司令部(NAVAIR)工作了36年,他领导了美英联合统一控制概念的研发,该概念已成功集成到F-35B中,并飞行了60多种机型。几年前,Joby为其eVTOL飞机选择了统一控制概念,利用其在F-35战斗机短距起飞和垂直降落(STOVL)变体上的成功部署。德纳姆在帮助设计和测试了各种飞机的飞行控制后,其认为包括F-35联合攻击战斗机的所有三种变体,没有什么能比得上Joby飞机的简单和优雅。
Peter“Wizzer”Wilson是Joby的飞行标准和训练负责人,是英国皇家空军和皇家海军的老兵(在那里他改型了海鹞战斗机),是英国宇航系统公司F-35B项目的首席试飞员,该公司与洛克希德·马丁公司合作开发、制造和集成STOVL战斗机。
Zach Reeder是Joby的飞机员工项目工程师。在Scaled Composites工作了14年后,于2019年加入Joby。他驾驶过71种型号的飞机,在飞机的设计、维护和飞行测试中发挥了关键作用。
美国空军飞行员已经接受了在模拟器中驾驶Joby飞机的训练,并在Marina的地面驾驶了第二架预生产原型机(N542BJ)
Joby首席试飞员Buddy Denham即将在Marina降落第二架预生产原型机(N542BJ),照片显示了带有侧杆inceptor的驾驶舱布局
杰克·里德在Marina的空中测试。四名Joby试飞员已经试飞了第二架预生产原型机(N542BJ)。德纳姆在2019年用第一架预生产原型机(N542AJ)进行了悬停测试
Brian“Mandy”Jacobs在美国海军服役12年后,于2022年加入Joby,担任试飞员,其中包括VX-31航空测试与评估中队的一次飞行,在F/A-18E超级大黄蜂上进行了300多次航母着陆。
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韩国合作
Joby与韩国最大的私营企业集团之一合作,共同参加K-UAM大挑战赛。K-UAM大挑战是由韩国国土交通部(MOLIT)发起的一项大型示范项目,旨在测试城市空中交通(UAM)在城市环境中的安全性和适用性,并支持到2025年UAM的商业化。
在SK电信于2023年6月对Joby进行1亿美元战略投资的基础上,两家公司将结合其专业知识和资源进行飞行测试,旨在支持韩国UAM行业的发展。SKT和Joby是K-UAM梦之队联盟的一部分。
该财团宣布有意参加2023年2月举行的K-UAM大挑战赛,并与韩国MOLIT签署了谅解备忘录。该财团由近50家公司组成,拥有广泛的世界级合作伙伴,包括韩国机场公司、韩华系统等。
大挑战项目的第一阶段将在韩国全罗南道五乡的一个飞行测试场进行。SKT和Joby Aviation计划使用Joby的飞机在各种场景下进行飞行测试,以检查UAM系统的集成运行,并测量飞机的声学足迹。Joby将派遣一个飞行测试小组前往韩国支持测试。
Joby最近还签署了一项协议,探讨在韩国度假胜地济州岛及其周边地区提供空中出租车服务的可能性。
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氢电推进
Joby最近开始因其位于德国斯图加特的子公司H2FLY的成就而获得更多的公众赞誉,H2FLY正在开发用于飞机的零排放氢燃料电池推进系统。
2021年4月,Joby秘密收购了H2FLY,其成立于2014年,旨在开发零排放氢燃料电池系统。由Joseph Kallo教授领导的五位创始人成立了该公司,作为德国航空航天中心(DLR)和乌尔姆大学的子公司。Joby对H2FLY的收购直到2022年6月才为人所知,H2FLY现在是Joby创始人Bevirt公开演讲中占据重要地位。
H2FLY独特的Pipistrel HY4飞行试验台使用了两个G4机身,与2011年为赢得NASA/比较飞机飞行效率(CAFE)基金会绿色飞行挑战赛而开发的机身相同,于2016年成为第一架由燃料电池驱动的有人驾驶飞机。2022年4月,该演示完成了穿越德国的124公里飞行,然后在2200米的高度飞行。
2023年9月,Joby宣布,H2FLY及其法国合作伙伴庆祝HY4试验台在斯洛文尼亚马里博尔使用液氢飞行。之前所有有人驾驶的氢电动飞机都使用气态氢。
Joby飞机,所有四架飞机都以悬停和向前飞行的方式飞行
气态氢储罐很重,而液态氢(LH2)储罐更轻,占用的空间更小,但需要保持低温。与电池动力相比,氢燃料电池的使用将增加有效载荷、续航里程和有效载荷。H2FLY获得了德国和欧洲政府支持的研究拨款,以实现可持续航空旅行的未来。
拐点,Joby拥有新的生产工厂,交付给Edwards进行美国空军和NASA的测试,并计划在韩国飞行,自2014年首次在第一届VFS电动VTOL研讨会上亮相以来,Joby已经取得了长足的进步。随着不断壮大的工程师和专家团队系统地运用他们的专业知识,克服阻碍eVTOL变革的剩余障碍,未来几年有望实现这一愿景。
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