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eVTOL博士之雜談24_Vertical公司介紹:發(fā)展和技術(shù)特征分析

2024-08-02 11:32:54·  來(lái)源:eVTOL博士  
 

Vertical Aerospace(簡(jiǎn)稱Vertical)是一家位于英國(guó)布里斯托爾的創(chuàng)新型航空航天技術(shù)公司,成立于2016年,由 OVO 能源集團(tuán)的創(chuàng)始人Stephen Fitzpatrick領(lǐng)導(dǎo)。公司專注于開(kāi)發(fā)電動(dòng)垂直起降(eVTOL)飛機(jī),旨在通過(guò)零排放的電動(dòng)飛行技術(shù),徹底改變城市交通和短途航空旅行。Vertical旗艦產(chǎn)品VX4,是一款設(shè)計(jì)用于城市空中交通和區(qū)域運(yùn)輸?shù)娜妱?dòng)飛行器。VX4最多可容納四名乘客,續(xù)航能力超過(guò)160公里,最高時(shí)速可達(dá)321km/h。VX4 的設(shè)計(jì)注重安全性、效率和環(huán)境影響,噪音輸出低,操作成本比傳統(tǒng)直升機(jī)大幅降低。Vertical已與多家頂級(jí)航空航天企業(yè)建立了合作關(guān)系,包括GKN Aerospace、Honeywell、Hanwha、Molicel、Leonardo 和 Syensqo等,以共同推進(jìn) VX4 的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。到目前為止,Vertical已獲得維珍大西洋航空、美國(guó)航空和日本航空等多家公司預(yù)訂單,總額達(dá)數(shù)十億美元。盡管2023年,Vertical遭遇了試飛原型機(jī)墜毀重大挫折,但其繼續(xù)推進(jìn)其飛行測(cè)試和認(rèn)證工作。2024年,推出了更先進(jìn)的 VX4 原型機(jī),展現(xiàn)了其在電動(dòng)航空領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位和對(duì)未來(lái)可持續(xù)航空旅行的承諾。本文還詳細(xì)介紹了系留試驗(yàn),以及Vertical墜機(jī)事件和原因等。


1、Vertical的重要事件


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2016年:Stephen Fitzpatrick 創(chuàng)立 Vertical ,旨在利用航空、能源和汽車行業(yè)的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)航空旅行的脫碳;


2021年3月:航空動(dòng)力巨頭羅羅與Vertical達(dá)成合作,為最新的飛行汽車提供電動(dòng)力系統(tǒng)(100千瓦級(jí)電動(dòng)力推進(jìn)單元、動(dòng)力分配及監(jiān)控系統(tǒng)),可讓搭載四名乘客的eVTOL以321公里/小時(shí)的巡航速度飛行約193公里;


2021年10月:Vertical 宣布獲得了超過(guò)2.05億美元的額外融資,其中 Mudrick Capital Management 通過(guò)可轉(zhuǎn)換優(yōu)先擔(dān)保票據(jù)向 Vertical 投資了2億美元。此外,Kouros SA 公司和其他一些投資者也參與了投資;


2021年12月:通過(guò)與殼公司 Broadstone Acquisition Corp 合并,在紐約證券交易所完成了上市,股票代碼為 EVTL。這次上市是在完成的,公司通過(guò)這次上市籌集了超過(guò)3億美元的資金;


2022年2月:2022年2月,Vertical與意大利公司Leonardo簽署了聯(lián)合開(kāi)發(fā)計(jì)劃,共同開(kāi)發(fā)VX4的設(shè)計(jì)、測(cè)試、制造和供應(yīng)碳纖維復(fù)合材料機(jī)身。之后,Vertical 展示了其 VX4 eVTOL 無(wú)人機(jī),設(shè)計(jì)最大載客量為五人,續(xù)航超過(guò)  160 公里,最高時(shí)速可達(dá) 322公里;


2022年7月:Vertical宣布獲得美國(guó)航空訂單,美國(guó)航空同意支付50架Vertical 旗下的eVTOL的預(yù)付款。此前,Vertical已從多家航空公司獲得了1350架VA-X4機(jī)型的預(yù)訂訂單,總價(jià)值為56億美元;


2022年7月6日,Vertical宣布我國(guó)臺(tái)灣鋰電池企業(yè)能元科技股份有限公司成為其研制的VX4五座傾轉(zhuǎn)旋翼eVTOL的電池供應(yīng)商。雙方將成立聯(lián)合工作組,以進(jìn)行VX4在EASA和英國(guó)民航局的適航審定,Vertical Aerospace計(jì)劃2025年取得EASA適航證。


2023年7月:Vertical 開(kāi)始對(duì)其全尺寸eVTOL  VX4 進(jìn)行飛行測(cè)試,目標(biāo)是 2026 年投入商用;


2023年8月3日:凈運(yùn)營(yíng)虧損為3,600萬(wàn)英鎊,較2022年同期的3,950萬(wàn)英鎊有所減少。現(xiàn)金及現(xiàn)金等價(jià)物:截至2023年6月30日為8970萬(wàn)英鎊。首次無(wú)線飛行測(cè)試成功,獲得英國(guó)民航局的設(shè)計(jì)組織批準(zhǔn),與Kakao Mobility建立合作關(guān)系,并預(yù)計(jì)2023年下半年支出約8000萬(wàn)英鎊;


2023年8月9日:Vertical發(fā)布VX4項(xiàng)目的最新信息:第一架全尺寸VX4原型機(jī)在遠(yuǎn)程推力飛行測(cè)試中達(dá)到了70公里/小時(shí)的目標(biāo)速度,展示了卓越的整體穩(wěn)定性和控制能力。在進(jìn)一步的無(wú)人飛行測(cè)試中,由于螺旋槳故障,原型機(jī)發(fā)生墜機(jī)事故,VX4 原型機(jī)在科茨沃爾德機(jī)場(chǎng)進(jìn)行無(wú)人飛行測(cè)試時(shí)發(fā)生墜毀事故,公司遭受重大挫折;


2023年8月31日:Vertical提供了更新后的VX4 項(xiàng)目計(jì)劃,包括飛行測(cè)試的進(jìn)展和墜機(jī)事故的調(diào)查結(jié)果;


2024年3月15日:Vertical發(fā)布消息,預(yù)計(jì)將在未來(lái)幾周內(nèi)完成第二架更先進(jìn)的全尺寸 VX4 原型機(jī)設(shè)計(jì),并計(jì)劃于第二季度重新啟動(dòng)飛行測(cè)試計(jì)劃;第二架原型機(jī)將包括第二代螺旋槳及其內(nèi)部開(kāi)發(fā)的電池組,預(yù)計(jì)在2024年下半年進(jìn)行飛行測(cè)試;


2024年5月24日:Vertical發(fā)布了截至2024年3月31日的第一季度財(cái)務(wù)業(yè)績(jī)。公司報(bào)告凈營(yíng)業(yè)虧損為2000萬(wàn)英鎊,較上年同期(2300萬(wàn)英鎊)有所減少。截至2024年3月31日現(xiàn)金及現(xiàn)金等價(jià)物為4900萬(wàn)英鎊,公司正在籌劃進(jìn)一步融資以支持其持續(xù)的資本需求和未來(lái)運(yùn)營(yíng)。英國(guó)航空技術(shù)研究所提供800萬(wàn)英鎊撥款,英國(guó)政府啟動(dòng)未來(lái)飛行行動(dòng)計(jì)劃,Skyports計(jì)劃開(kāi)發(fā)英國(guó)首個(gè)垂直起降機(jī)場(chǎng)試驗(yàn)臺(tái);


2024年5月:Vertical與羅羅達(dá)成協(xié)議,退出羅羅的電力推進(jìn)裝置(EPU)設(shè)計(jì)合同。Vertical將從羅羅獲得一筆現(xiàn)金,預(yù)計(jì)這筆錢將支付替代EPU設(shè)計(jì)合同的預(yù)期成本,并延長(zhǎng)公司的現(xiàn)金周轉(zhuǎn)時(shí)間。


2024年7月17日:Vertical公布了新型全尺寸 VX4 原型機(jī),該原型機(jī)比之前的版本更強(qiáng)大,具備更高的功率重量比,能夠達(dá)到241km/h;該機(jī)型具有 20% 功率重量比提升,并計(jì)劃不久后開(kāi)始飛行測(cè)試和驗(yàn)證。


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Vertical Aerospace計(jì)劃在2026年底前完成VX4飛機(jī)的型號(hào)認(rèn)證,并繼續(xù)推進(jìn)其電動(dòng)航空技術(shù)的發(fā)展。公司正在積極與潛在的EPU合作伙伴接洽,以確保其原型機(jī)和認(rèn)證飛機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)供應(yīng)。同時(shí),公司也在與英國(guó)民航局合作,爭(zhēng)取獲得飛行許可證,以便進(jìn)行載人飛行測(cè)試。


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2、VX4系留試驗(yàn)


系留試驗(yàn)是一種在飛行器開(kāi)發(fā)過(guò)程中通常都會(huì)進(jìn)行的這一種測(cè)試,特別是在eVTOL飛機(jī)或其他類型的飛行器原型測(cè)試中。這種試驗(yàn)的主要目的是:在受控環(huán)境中驗(yàn)證飛行器的飛行性能和系統(tǒng)功能,同時(shí)確保測(cè)試的安全性。


在系留試驗(yàn)中,飛行器會(huì)被一根或多根繩索固定在地面上,以限制其移動(dòng)范圍,通常只允許進(jìn)行垂直或前后有輕微的移動(dòng)。這樣做可以模擬飛行器在空中的飛行狀態(tài),同時(shí)避免飛行器在測(cè)試過(guò)程中發(fā)生意外移動(dòng)或飛行,從而減少飛行器的研制風(fēng)險(xiǎn),特別是測(cè)試炸機(jī)或墜機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。


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系留試驗(yàn)?zāi)康?/strong>


驗(yàn)證推力:確保飛行器的發(fā)動(dòng)機(jī)或推進(jìn)系統(tǒng)能夠提供足夠的推力來(lái)維持懸?;蜻M(jìn)行預(yù)期的飛行動(dòng)作。


操縱品質(zhì):評(píng)估飛行器對(duì)飛行員/飛手等輸入的響應(yīng),包括控制面的操作和飛行器的穩(wěn)定性等。


系統(tǒng)性能:測(cè)試飛行器的航電系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)和其他關(guān)鍵子系統(tǒng)的功能。


結(jié)構(gòu)完整性:檢查飛行器在受力狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)反應(yīng),確保沒(méi)有結(jié)構(gòu)損傷或故障。


飛行動(dòng)力學(xué):收集有關(guān)飛行器飛行動(dòng)力學(xué)的數(shù)據(jù),如升力、阻力和穩(wěn)定性等。


安全特性:測(cè)試飛行器的安全特性,如緊急停機(jī)程序和故障響應(yīng),單點(diǎn)失效初步驗(yàn)證等。


系留試驗(yàn)是飛行器從地面測(cè)試向自由飛行過(guò)渡的重要步驟,有助于在飛行器開(kāi)發(fā)早期發(fā)現(xiàn)和解決潛在問(wèn)題。在進(jìn)行系留試驗(yàn)之前,需要先完成地面測(cè)試,如推進(jìn)系統(tǒng)測(cè)試等等。


Vertical的系留試驗(yàn)是在英國(guó)民航局向Vertical頒發(fā)原型機(jī)飛行許可證之后,以及Vertical 向英國(guó)民航局提交相關(guān)文件后,才開(kāi)始進(jìn)行的各飛行狀態(tài)測(cè)試。提交的文件涵蓋了安全協(xié)議、工程規(guī)范和操作程序。


在系留飛行之后并獲得英國(guó)民航局許可條件下,VX4原型機(jī)才能進(jìn)入下一階段的測(cè)試,具體包括推力飛行測(cè)試、擴(kuò)大飛行包線、垂直起飛和著陸、螺旋槳產(chǎn)生的升力等特性測(cè)試,以及低速飛行機(jī)動(dòng)測(cè)試等等。之后階段,將進(jìn)入常規(guī)飛行模式測(cè)試,最后進(jìn)入載人過(guò)渡飛行或飛行模式轉(zhuǎn)換測(cè)試。


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Vertical 首席執(zhí)行官 Stuart Simpson 表示:“我們新型 VX4 原型機(jī)的首次系留飛行是14個(gè)月工作的結(jié)果:將飛機(jī)從設(shè)計(jì)到開(kāi)發(fā),再到現(xiàn)在的空中飛行。個(gè)人評(píng)估14個(gè)月是比較正常的開(kāi)發(fā)時(shí)間和周期,一些新入局的eVTOL公司常計(jì)劃6~8個(gè)月就要求開(kāi)發(fā)出一款eVTOL,其實(shí)是不太負(fù)責(zé)的,特別是在相關(guān)技術(shù)成熟度和供應(yīng)鏈完整度等都不高的情況下。


Vertical最新版的原型機(jī)還具有改進(jìn)的結(jié)構(gòu)和子系統(tǒng),接近最終生產(chǎn)版本。VX4 的型號(hào)式認(rèn)證計(jì)劃于 2026 年進(jìn)行。


3、關(guān)于VX4墜機(jī)事件


2023年8月9日,Vertical一架首架全尺寸eVTOL,即VX4原型機(jī),在英國(guó)科茨沃爾德機(jī)場(chǎng)(Cotswold Airport)進(jìn)行無(wú)人飛行測(cè)試時(shí)發(fā)生了驗(yàn)證墜毀事故,給Vertical造成不小的困擾。國(guó)內(nèi)也有數(shù)家公司eVTOL研發(fā)過(guò)程中發(fā)生墜機(jī)事件,同樣造成了較大影響,甚至導(dǎo)致公司資金鏈緊張。


事故概述:

事故發(fā)生在2023年8月9日,VX4原型機(jī)在科茨沃爾德機(jī)場(chǎng)進(jìn)行無(wú)人飛行測(cè)試時(shí)從約約6米高度突然墜落。該墜毀事件,導(dǎo)致VX4飛機(jī)的右翼和起落架受損,但幸運(yùn)的是,由于是無(wú)人飛行測(cè)試及當(dāng)時(shí)地面保障措施得力,未造成人員傷亡。


事故原因及分析:

飛機(jī)在進(jìn)行電機(jī)故障測(cè)試時(shí),左外電機(jī)被設(shè)置為零速度。當(dāng)飛機(jī)剛進(jìn)入前飛狀態(tài)時(shí),對(duì)側(cè)翼的螺旋槳發(fā)生故障(單片螺旋槳飛出)。故障導(dǎo)致飛機(jī)失去平衡,進(jìn)而引發(fā)沖擊負(fù)荷,破壞了機(jī)翼前方的支架,并觸發(fā)了高壓保護(hù)系統(tǒng)。盡管飛機(jī)的飛行控制系統(tǒng)能夠維持水平姿態(tài),但由于失去垂直推力,飛機(jī)最終以高速度墜地。


電機(jī)故障測(cè)試:墜毀發(fā)生在進(jìn)行無(wú)人飛行測(cè)試時(shí),測(cè)試中故意將左側(cè)外伸傾斜螺旋槳的電機(jī)設(shè)置為零速度,以模擬電機(jī)故障情況下飛機(jī)的操控性。


螺旋槳故障:在測(cè)試過(guò)程中,右側(cè)內(nèi)伸尾螺旋槳的一個(gè)槳葉由于粘接問(wèn)題而脫落。槳葉脫落導(dǎo)致飛機(jī)失去平衡,進(jìn)而引發(fā)沖擊負(fù)荷。


結(jié)構(gòu)損壞:脫落的槳葉造成右側(cè)內(nèi)伸支柱(pylon)結(jié)構(gòu)性損壞,這進(jìn)一步導(dǎo)致飛機(jī)的電線束受損。


電機(jī)功率下降:支柱損壞和電線束損害導(dǎo)致電機(jī)4和7失去推力,飛機(jī)無(wú)法維持高度,最終墜地。


飛行控制系統(tǒng)反應(yīng):盡管飛機(jī)的飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為在此類情況下自動(dòng)關(guān)閉斷裂槳葉的電機(jī)并啟動(dòng)故意關(guān)閉的電機(jī),但意外的短路導(dǎo)致兩個(gè)電機(jī)功率下降。


墜機(jī)結(jié)果:墜機(jī)造成了飛機(jī)右翼、機(jī)身、起落架和發(fā)動(dòng)機(jī)支架的實(shí)質(zhì)性損害。


事故影響:

墜毀導(dǎo)致VX4原型機(jī)的右翼、機(jī)身、起落架和發(fā)動(dòng)機(jī)支架受到嚴(yán)重?fù)p壞。盡管飛機(jī)的核心專有技術(shù)(包括電池和高壓系統(tǒng))在事故中表現(xiàn)正常,但墜毀事故仍對(duì)Vertical的VX4適航認(rèn)證進(jìn)程產(chǎn)生了重要影響。


后續(xù)措施:

Vertical迅速完成了事故初步調(diào)查,并向英國(guó)航空事故調(diào)查局提交了報(bào)告。公司表示,盡管第一架原型機(jī)受損,但仍將用于進(jìn)行一些地面測(cè)試,但不會(huì)修復(fù)到適航標(biāo)準(zhǔn),且不會(huì)再用作適航認(rèn)證。


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4、第二架原型機(jī)


Vertical Aerospace建造了第二架更先進(jìn)的全尺寸VX4原型機(jī),并于2024年初進(jìn)行了飛行測(cè)試。第二架原型機(jī)將包括大部分認(rèn)證合作伙伴的技術(shù),如霍尼韋爾、GKN航空航天、韓華、索爾維、Leonardo和Molicel。


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第二架 VX4 eVTOL 原型機(jī)的制造和測(cè)試進(jìn)展如下:


螺旋槳問(wèn)題:


由于事故原因涉及螺旋槳問(wèn)題,Vertical已經(jīng)重新設(shè)計(jì)了螺旋槳,并在事故發(fā)生前就已解決了這一問(wèn)題。此外,公司還在實(shí)施調(diào)查得出的進(jìn)一步建議,以提高飛行安全。


技術(shù)提升:與之前的原型機(jī)相比,新一代 VX4 的功率重量比提高了 20%,能夠達(dá)到241km/h,這是適航認(rèn)證飛行器預(yù)期的巡航速度。


合作伙伴技術(shù):60% 的技術(shù)和部件來(lái)自 Vertical 的全球航空航天合作伙伴,包括 GKN Aerospace、Honeywell、Hanwha、Molicel、Leonardo 和 Syensqo。


電池技術(shù):VX4 首次使用了 Vertical 在其位于布里斯托爾附近的 Vertical Energy Centre 設(shè)計(jì)和制造的專有電池技術(shù),該電池技術(shù)具有快速充電能力,并能支持高達(dá) 150 英里/小時(shí)的巡航速度。


測(cè)試進(jìn)展:第二架 VX4 原型機(jī)已經(jīng)成功完成了系統(tǒng)和飛機(jī)測(cè)試及調(diào)試。Vertical 目前正在與英國(guó)民用航空局(CAA)緊密合作,以獲得飛行許可,隨后將開(kāi)始在 Vertical 飛行測(cè)試中心進(jìn)行飛行測(cè)試計(jì)劃。


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