电动喷气时代到来

 

 

最近美国空军研究实验室发布了关于HSVTOL的市场可行性结果，通过对8个类别的能力和38个属性进行分析，得出了一些阶段性的结论，包括：

 

一方面是，目前的市场可以利用现有技术实现小的载人能力HSVTOL整机平台，概念和整机尺寸在不同的任务场景中可以取得不同程度的成功。

 

 

 

另一方面是，在没有大量技术投资的情况下，没有可用的解决方案来实现满足更大型的高速垂直起降能力整机开发，例如代替鱼鹰的功能。主要体现在推进系统中。

 

 

 

因此从以上的两个方面来看，需要从高速垂直起降转移到STOL/STOVL或者更低的速度，基于当前的技术水平才会变得更可行。

 

 

 

关于这里我们必须重点提一下，在美国HSVTOL项目资助中受益最多的Whisper Aero这家公司，其中包括有多个美国种子基金的支持，在经过长达2年的秘密开发后，它的产品和市场策略也开始详细的展露在公众面前。

 

 

 

 

“如果你有一种新的推进技术，即使在小推力级也能达到90%以上的效率；如果你意识到，在所需总功率相同的情况下，使用22台小型电机比使用一台大型电机轻4.7倍；如果你认识到，通过使用许多小型电机，使热冷却成为简单的被动解决方案，而不需要复杂的主动液体冷却系统来为一台大型电机散热；你将如何利用推进系统能力的变化设计一架飞机？”

 

 

 

在本月的AIAA论坛上，Whisper Aero推出了一个具有非常规空气动力学的电动涵道风扇（EDF）安静推进系统。以超低的噪音和效率设计和优化了每一个部件，根据介绍其设计的电动喷气式飞机的效率比市场上的任何其他飞机都高20%，噪音低100倍。

 

 

 

 

推进部件

 

Whisper Aero通过使用多个风扇叶片以相对较慢的速度旋转来实现非常高的效率。根据其最新发表的一些文章，Whisper Jet发动机可以安装在不同的飞机平台上，在50至500英里的行程中提供区域空中交通服务。

 

 

 

 

出行距离和选择空中出行概率的统计

 

Whisper JET运行成本分解

 

Whisper Aero的安静飞行技术由一个旋转速度相对较慢的带有大量叶片的涵道风扇组成。高效率是通过一个叶片数非常高的风扇实现的。叶片被张紧在一个类似于自行车车轮辐条的外罩上，以在整个运行过程中保持刚性。其旋转速度比任何螺旋桨或涡轮风扇都慢得多，由于旋转更慢，以至于涵道边缘上的离心力没有那么大，以至于产生破损。缓慢的叶尖速度和高叶片数导致了一些压力波或噪音，最终达到了人耳听不到的超声波范围，但还不足以让动物感到厌恶，同时推进器发出的一些频率噪音对靠近飞机的人来说是可以听到的，但仍然足够安静，不会从飞机上听到。

 

 

基于功率重量的涵道风扇优化设计

 

 

此外，Whisper推进还可以在更高的速度实现更高效率的超静音飞行。这为新型C-UAS防御无人机、多任务CTOL喷气式飞机、高速VTOL飞机等打开未来的大门。

 

 

 

总结：Whisper Aero目前开发的喷气式电推进技术水平显然无法达到HSVTOL的速度飞行能力要求，但是对于250kts（460km/h）的巡航速度设定，恰恰和美国空军研究实验室所研究的可行性结论是相呼应的，对速度进行下调从而让方案变得可行。同时对于提供区域空中交通服务，并和地面类似高铁的交通方式进行竞争，基于250kts的飞行时间效率已经可以实现相比地面的一些优势。