光明日?qǐng)?bào) 柯聞

近日，JDC科技公司在硅谷召開以“科技與未來”為主題的線上發(fā)布會(huì)，宣布其研發(fā)的電動(dòng)垂直起降飛行器（eVTOL）實(shí)現(xiàn)乘客5人、飛行距離500公里的新突破，應(yīng)用后將成為新型空中交通工具，或能改變未來民用航空的發(fā)展方向。

據(jù)介紹，符長(zhǎng)青博士帶領(lǐng)的中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在成功開發(fā)研制出多款消防無人機(jī)型號(hào)的實(shí)踐過程中，發(fā)現(xiàn)了制約現(xiàn)有無人機(jī)進(jìn)一步提高其性能的兩個(gè)難題，從而針對(duì)性地開展了一系列攻克難關(guān)的行動(dòng)。首先是無人機(jī)無線通信傳輸采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單線連接方式，通信傳輸距離短；其次是純電動(dòng)無人機(jī)載重小，航程小，航時(shí)短。

為了解決第一個(gè)難題，2017年3月符長(zhǎng)青博士帶領(lǐng)的中國(guó)科研技術(shù)攻關(guān)小組，研究無人機(jī)采用5G網(wǎng)絡(luò)取代點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的無線通信傳輸方式，獲得成功，其研究成果于2020年3月出版發(fā)行專著《5G網(wǎng)聯(lián)無人機(jī)》。但是5G網(wǎng)絡(luò)通信只能直線傳輸，需要建設(shè)大量的基站，建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)成本非常昂貴，只能建設(shè)在人口密集的大城市，無法解決邊遠(yuǎn)山區(qū)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。2020年與美國(guó)公司合作接入星鏈互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)覆蓋全球的高速互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，從根本上解決了無人機(jī)通信傳輸距離短的難題。

針對(duì)第二個(gè)難題，符長(zhǎng)青博士帶領(lǐng)的中國(guó)研發(fā)團(tuán)隊(duì)從2013年開始研究電動(dòng)機(jī)和航空燃油發(fā)動(dòng)機(jī)兩者相結(jié)合的混合動(dòng)力系統(tǒng)。研究成果于2017年8月出版專著《旋翼飛行器動(dòng)力裝置》，2018年8月出版專著《無人機(jī)動(dòng)力技術(shù)》等，為JDC電動(dòng)垂直起降飛行器奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這一具有突破性的研究成果由符長(zhǎng)青博士帶領(lǐng)的中國(guó)研發(fā)團(tuán)隊(duì)和硅谷研發(fā)團(tuán)隊(duì)攜手打造。相關(guān)技術(shù)論文《無人機(jī)油電混合動(dòng)力系統(tǒng)》，發(fā)表在航空航天專業(yè)領(lǐng)域國(guó)家級(jí)學(xué)術(shù)刊物《無人機(jī)》期刊上。

據(jù)美國(guó)研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Dr David 介紹，JDC電動(dòng)垂直起落飛行器（eVTOL）在設(shè)計(jì)上有四大優(yōu)點(diǎn)：

第一，采用多旋翼復(fù)合無人機(jī)構(gòu)型，配有滑橇式起落架。多旋翼復(fù)合無人機(jī)與傳統(tǒng)直升機(jī)等飛行器相比有著更低的運(yùn)營(yíng)成本、更低的噪音、更加節(jié)能環(huán)保，且安全冗余度更高。

第二，動(dòng)力裝置采用油電混合動(dòng)力系統(tǒng)。由電動(dòng)機(jī)和燃油發(fā)動(dòng)機(jī)兩種動(dòng)力裝置混合組裝在一起而構(gòu)成一個(gè)新的動(dòng)力系統(tǒng)，以改進(jìn)無人機(jī)的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)、大幅提高等效涵道比，提升氣動(dòng)效率、降低油耗、減少噪聲和排放，以及增大無人機(jī)的載重、航時(shí)和航程。

第三，JDC 電動(dòng)垂直起降飛行器（eVTOL）為星鏈網(wǎng)絡(luò)無人機(jī)，飛行不受傳輸鏈路距離限制，真正做到飛行范圍：全球無死角覆蓋，地球上任何地方任意時(shí)間，至少會(huì)有三顆星鏈衛(wèi)星與之網(wǎng)絡(luò)鏈接。最高速率1Gbit/s、延遲時(shí)間小于10ms（與5G相當(dāng)）。

第四，JDC此次發(fā)布的機(jī)型機(jī)身兩邊各有4個(gè)涵道風(fēng)扇，總共8軸16旋翼。1個(gè)推進(jìn)螺旋槳安裝在機(jī)身后部。機(jī)身長(zhǎng)度8米，機(jī)身高度1.8米，機(jī)身寬度1.8米，雙垂尾高1 米，擁有8軸16個(gè)升力螺旋槳和1個(gè)推進(jìn)螺旋槳，最大航程為500公里，巡航速度200公里/小時(shí)；實(shí)用升限3000米，載重600公斤（可搭載5名乘客）。

JDC為電動(dòng)垂直起降飛行器現(xiàn)階段瓶頸提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。據(jù)JDC首席執(zhí)行官Steven介紹，駕駛艙的設(shè)計(jì)為5座三排布局，尾翼設(shè)計(jì)為機(jī)身兩側(cè)延伸至尾部的雙杠Π形尾翼，在空氣動(dòng)力布局上起到了非常高的穩(wěn)定性。為保障起降時(shí)的安全性，JDC設(shè)計(jì)為內(nèi)藏式旋翼（涵道風(fēng)扇），此氣動(dòng)設(shè)計(jì)使得eVTOL結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔可靠，飛行更安全，具有更高的飛行效率，更大的飛行速度和航程。JDC電動(dòng)垂直起降飛行器的氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、推進(jìn)一體化設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)其電機(jī)、螺旋槳、機(jī)翼、短艙綜合權(quán)衡分析和迭代優(yōu)化設(shè)計(jì)，以及全機(jī)整體的幾何參數(shù)、氣動(dòng)參數(shù)、重量參數(shù)、動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)等，開展關(guān)鍵參數(shù)的敏感性分析與協(xié)調(diào)，進(jìn)行方案評(píng)估，支撐布局方案選型。通過一體化設(shè)計(jì)制造，提高旋翼升力、降低結(jié)構(gòu)重量與阻力，從而提高效率，大幅改善eVTOL的飛行性能。分布式電推進(jìn)布局在機(jī)體上分布安裝多個(gè)涵道風(fēng)扇，可提高氣動(dòng)效率、降低阻力。

安全系數(shù)上JDC采用油電混合動(dòng)力結(jié)構(gòu)，配置了獨(dú)立的動(dòng)力機(jī)組及獨(dú)立電池模塊，是兩個(gè)動(dòng)力子系統(tǒng)，可以互為備份，相互互補(bǔ)，雙系統(tǒng)能夠持續(xù)有效地運(yùn)轉(zhuǎn)工作，保證eVTOL安全起降。通過機(jī)組發(fā)電來供應(yīng)電池性能儲(chǔ)備，可以保障蓄電池的能量?jī)?chǔ)存和增加能量時(shí)效，充分保障飛行器的安全性，使風(fēng)險(xiǎn)降低為零。

目前，電動(dòng)垂直起降飛行器（eVTOL）屬于新興產(chǎn)業(yè)，美國(guó)、歐洲等國(guó)家正在積極領(lǐng)先推進(jìn)。美國(guó)作為全球最大研發(fā)及應(yīng)用市場(chǎng)，計(jì)劃2024年洛杉磯將率先實(shí)現(xiàn)電動(dòng)垂直起降飛行器（eVTOL）的商業(yè)應(yīng)用，eVTOL將首次代替出租汽車。歐洲市場(chǎng)緊隨其后。未來的JDC電動(dòng)垂直起降飛行器的發(fā)展也將超乎人們的想象，是未來幾年必然發(fā)生的大趨勢(shì)。綠色科技出行的未來方式，必將改變?nèi)藗兊纳睿淖兂鞘薪煌ā⒕徑馊藗兂鲂薪箲]的現(xiàn)狀。它的出現(xiàn)和應(yīng)用，將開啟人類社會(huì)航空領(lǐng)域新一輪創(chuàng)新與變革熱潮，引領(lǐng)航空技術(shù)創(chuàng)新、推動(dòng)綠色航空發(fā)展，將對(duì)世界航空業(yè)產(chǎn)生革命性的影響。

關(guān)鍵詞： 飛行器 新突破