eVTOL飞行器的垂直起落架

 

从《电动垂直起降飞行器类型与直升机/垂直起降飞机类型的对应关系》的文中可知，复合翼eVTOL飞行器源自升力发动机垂直起降飞机。升力发动机能量消费极大，升力效率远不如涵道风扇，非常不经济，在民用飞机上没有得到应用。

复合翼eVTOL飞行器采用多旋翼替代升力发动机，较好地解决了升力效率的问题。但在飞行时，多旋翼不工作并暴露在外，外形会产生较大的飞行阻力，影响巡航飞行效率。

 

 

德国百合花（Lilium）电动飞机公司设计了一款倾转涵道风扇eVTOL飞行器，共有30个涵道风扇。垂直起降时，涵道风扇垂直地面提供起降升力，巡航飞行时，涵道风扇倾转至水平，提供巡航飞行推力。涵道风扇结构紧凑，尺寸小巧，升力效率高，安全性能好，十分便于eVTOL飞行器的翼身一体设计。

在百合花eVTOL机型的基础上，假设做一些改进，把30个涵道风扇放置在围绕机体做的裙边结构中，垂直向上不再倾转，垂直起降时打开工作，巡航飞行时关闭藏匿起来。另外加装两个固定的推进器，用于巡航飞行时提供推力。如此可以将倾转eVTOL改进成为复合翼eVTOL。

 

改进后的复合翼eVTOL可以不再使用倾转机构，减小了技术上的复杂度，在巡航飞行时涵道风扇也不会对飞行产生阻力，提高了巡航飞行效率。加装的两个推进器可以选择技术成熟的飞机推进器，避免了倾转涵道风扇在升力和推力两种很大不同的状态下，折中设计的困难。推进器可选择的种类十分宽泛，甚至可选择战斗机用的涡喷发动机，实现超音速飞行。

 

在升力发动机垂直起降飞机中，升力发动机和推力发动机是两套相互独立的动力系统，升力发动机只在垂直起降时使用，在飞行时闲置，使用效率低，被称为“死重”。将升力和推力发动机合二为一，可以消除专用升力发动机的死重，于是采用了倾转喷气发动机，把发动机直接对着地面吹产生升力。倾转发动机是个极其复杂的技术活，实现难度巨大。随后，升力发动机逐步发展成为了不倾转发动机，而采用偏转喷口的方式，提供垂直起降的升力。

 

然而，与升力发动机垂直起降飞机不同，在复合翼eVTOL中，全机使用的动力电源（相当于发动机）是统一供给的，并没有区分升力用电还是推力用电，不存在“死重”的问题。提供升力的旋翼/涵道风扇只是执行操控的作动器，是飞行器不可或缺的重要设备，只在它们需要发挥作用的时候才被启动工作。

 

这好比飞机的起落架，在起落时放下，在航行时收起，谁也不会说起落架是死重。实际上，复合翼eVTOL飞行器上提供升力的旋翼/涵道风扇，起到的就是飞机起落架的作用。因此，将其称之为垂直起落架是十分贴切的。