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eVTOL飞机用氢燃料电池
关键词:      时间:2019-05-30

据《航空周刊》2019年5月30日报道,美国一家初创公司正在准备试飞一架全尺寸、五座电动垂直起降(eVTOL)飞机,该飞机以氢燃料电池作为动力装置,而不是电池或者混合电推进装置。据研发者透露:该型飞机能够在城市之间持续飞行3小时,航程可达到接近500千米,它已经超过城市空中出租车的飞行愿景。


位于马萨诸塞州的Alaka'i技术公司总裁及联合创始人Brian Morrison称:FAA对Skai的认证时间持续了10个月。该初创公司成立于2015年,并计划于2020年取得FAA Part 21.17b认证,从投资到成品都将是同一个投资方负责。


Skai设计简单、生产成本低,是一架多轴直升机,在机舱上方的支撑臂上装有6台电动机和螺旋桨。Morrison解释道:“该飞机没有风扇、没有机翼也没有活动表面。我们是为自动推进的缩尺制造而这样设计。”


该飞机净重1814千克,三个燃料电池的液氢存储在一个6.8atm双层储存箱内,总共产生330kW的动力。Morrison说“只要两个燃料电池就可以维持飞行。”Skai只需启动5台电动机和控制器便能够飞行,并且有一个三重自动驾驶仪留出冗余。


Alaka'i所采用的新一代燃料电池比其它自动推进单元轻,但功率输出更高。Morrison讲道,在处理瞬态负载时无需电池。燃料电池能够为飞行控制提供最大功率,并能持续提供推力所需功率。


有两种氢燃料储存箱,分别为200升和400升。400升的储存箱重量仅有16千克,飞机能够承受453千克的有效载荷,飞行时间达4小时。相较于锂电池,氢燃料电池向前跨了一大步。


Skai是该公司与BMW Designworks联合设计的一型有人驾驶四座飞机。若获得允许,可以将其设计成全自动驾驶飞机。Alaka'i正在研发自己的自动驾驶仪和光传操纵技术,使其与电动机控制器交互。


Morrison称,氢的能量密度为147MJ/kg,而电池的密度为0.6MJ/kg。经研究,公司放弃了上千种锂电池方案,最终选择了燃料电池。


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全尺寸原型机带有三个液氢燃料电池来驱动六台电动机和螺旋桨


Holmes认为:Skai的人均消费将是空客AS350直升机的八分之一。飞机结构简单,因此制造费用很低,只需要购买少量燃料,但是省去了维修费用。超过90%的燃料电池可以重复使用到其生命终结。在即将进行的原型机首飞后,Alaka'i计划在5到6个月后展开第一次飞行认证,并计划在2020年按照计划验证这一简单结构。

(翻译:崔艳林,审稿:陈小丽)