终于可以买到eVTOL了(很快)

如果电动垂直起飞而起降飞机确实为交通运输带来了革命性的变化，2011年10月5日这一天可能会在航空界流传下去。就在那一天，一位名叫马库斯·冷(Marcus Leng)的退休机械工程师驾驶一架自制eVTOL飞过他位于安大略省沃克沃斯(Warkworth)的前院。他的妻子和几个朋友都吓了一跳。

“所以，我们起飞了，飞到离地6英尺高的地方，把飞机朝我妻子和当时在那里的两对夫妇飞去，他们躲在汽车后面保护自己，我决定在汽车前面打滑停车。没有人想到会发生这种事，”冷锋回忆道。

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但当他准备放下飞机时，他看到一只翅膀开始陷进他的草坪。“啊哦，这可不妙，”他想。“飞机将失去控制。但实际发生的是，推进系统上下旋转太快，以至于当飞机打滑转弯时，机翼的拐角正好沿着我驾驶飞机的方向沿着草坪拖着，然后稳定着陆，”冷锋说。那时，他知道这样的飞机是可行的，“因为在飞机上有这样的干扰，而控制系统能够控制它，真的很了不起。”

这是第二次任何人，任何地方都曾驾驶过eVTOL飞机。

今天,一些来自48个国家的350个组织根据垂直飞行协会的说法，正在设计、建造或飞行evtol。这些公司是由超过70亿美元还有可能高达100亿美元的启动资金。然而，在冷的飞行11年后，还没有一架evtol交付给客户，也没有进行商业规模的生产。这些飞机甚至都没有得到美国联邦航空管理局(Federal aviation Administration)或欧盟航空安全局(European Union aviation Safety Agency)等西方民航机构的认证。

但2023年似乎是evtol的关键一年。几家资金充足的初创公司有望在认证过程中达到重要的早期里程碑。而冷锋创立的Opener公司可以通过首次交付产品击败所有这些公司——这也将是电动汽车制造商的第一次。

根据垂直飞行协会(Vertical Flight Society)的数据，如今，48个国家的约350家组织正在设计、建造或飞行evtol。

截至10月底，该公司在加州帕洛阿尔托的工厂已经制造了大约70架飞机，远远超过了简单测试和评估所需的数量。它已经飞了30多个。2022年底，该公司开始用最先进的虚拟现实模拟器系统培训一批操作员。

Opener极不寻常的单座传单是供个人使用的，而不是运送乘客，这使得它几乎独一无二。Opener打算将其飞机归类为“超轻型”，使其能够绕过商业运输和其他类型飞机所需的严格认证。认证问题是整个eVTOL企业的主要未知因素，至少在美国是这样，因为正如博客Jetlaw.com所言去年八月“美国联邦航空局没有明确的时间表或方向，何时将完成eVTOL的永久认证过程。”

Opener的策略也并非没有风险。首先，不能保证美国联邦航空局最终会同意Opener的“BlackFly”飞机符合超轻型飞机的标准。并不是所有人都喜欢这种方法。“我担心的是，这些公司声称他们可以做超轻型飞机，并开始在公共场所飞行，这将危及一个价值100亿美元的(eVTOL)行业，”公司创始人兼首席执行官马克•摩尔(Mark Moore)表示耳语航空在田纳西州的克罗斯维尔。他补充说，“因为如果它们坠毁了，人们就不会知道”超轻型和载客evtol之间的区别。“对我来说，这是不可接受的。”此前，摩尔在美国宇航局领导的团队设计了一个个人使用的eVTOL之后担任工程总监优步的Elevate计划．

BlackFly eVTOL于2022年10月1日在加利福尼亚州亨廷顿海滩的太平洋航展上起飞。Irfan Khan/洛杉矶时报/盖蒂图片社

让evtol变得个性化

Opener的飞机与其商业模式一样独特。这是一种完全不同的飞机，它几乎完全出自冷锋丰富的思想。

他说:“在我还是个孩子的时候，我就已经设想过，有一架飞机可以无缝地垂直起飞、飞行和再次降落，没有任何障碍。”从多伦多大学(University of Toronto)的机械工程学位，到航空航天行业的管理工作，再到创办公司并通过这种方式赚了一大笔钱，这一愿景从未离开过他发明了一种新的记忆泡沫1996年，36岁的他退休了。

设计垂直起飞飞机的根本挑战是赋予它垂直升力和有效的前巡航。大多数eVTOL制造商通过物理倾斜多个大型旋翼，从垂直旋转轴，起飞，到水平旋转轴，巡航来实现这一点。但是倾斜转子的机制必须非常坚固，因此不可避免地增加了大量的复杂性和重量。这种倾转旋翼也需要在旋翼的尺寸和相对于机翼的位置上做出重大妥协和权衡。

Opener的《BlackFly》巧妙地避免了这些权衡和妥协。它有两个翅膀，一个在飞行员前面，一个在飞行员后面。每个机翼上都固定着四个马达和旋翼——它们相对于机翼的方向永远不会改变。机翼也不会相对于机身移动。相反，整个飞机在空中旋转，在垂直和水平飞行之间转换。

为了控制飞机，飞行员移动操纵杆这些动作立即被冗余的飞行控制系统转换成命令，改变八个马达螺旋桨之间的相对推力。

从视觉上看，这是一架令人惊叹的飞机，就像20世纪30年代低俗科幻杂志上的东西。这也是工程学的胜利。

冷锋说，他的旅程始于2008年，当时“我只是偶然发现了一个事实，那就是使电动垂直起降载人飞行实用的所有关键技术都在相互联系。”

2014年，冷锋在一次航空会议上偶遇投资者塞巴斯蒂安·特龙，成为谷歌的联合创始人，这段让他梦想成真的旅程进入了高潮拉里·佩奇投资了冷锋的项目．

从基本原理设计eVTOL

2010年，冷云从他的地下室开始，用自己的钱购买了mélange的自制和商用组件。电机是冷自己改装的商业单元，电机控制器是德国的现成产品，惯性测量单元是开源的，基于Arduino微控制器。电池是改进的模型飞机锂聚合物类型。

“这背后的主要目标是验证概念，”他说。“我必须向自己证明，因为在那之前，它们只是一张纸上的方程式。我必须知道这是可行的。”

在2011年的前院飞行之后，他对所有主要部件进行了数年的改进和重建，直到它们达到了冷锋想要的规格。“BlackFly上的一切都是基于基本原则，”他宣称。

发动机开始时产生160牛顿(36磅)的静态推力。价格太低了。他说:“实际上，我试图从生产这些产品的公司购买电机和电机控制器，我特别要求他们为我定制这些电机，并提出一些修改建议。”“有人告诉我，不，这些改变不会起作用。”

于是他开始设计自己的无刷交流电机。“我不想设计马达，”冷锋说。“最后，我惊讶地发现，只要将基本原理应用到电机设计中，我们就能做出如此大的改进。”

在冷的飞行11年后，还没有一架evtol交付给客户，也没有进行商业规模的生产。

为了增加功率密度，他必须解决eVTOL中的电机在大推力下过热的趋势，特别是在悬停期间，当电机上方的冷却气流最小时。他开始设计一个系统，迫使空气通过电机。然后他开始研究发动机的旋翼(不要与提升和推动飞机的旋翼混淆)。这是电机的旋转部分，通常是一块电钢。这是一种具有很高磁导率的铁合金。

通过对转子的钢层进行分层，冷公司能够大大减少其产生的热量，因为较薄的钢层限制了钢中产生热量的涡流。更少的热量意味着他可以使用更高强度的钕磁铁，否则这些磁铁就会退磁。最后，他将这些磁铁重新排列成一种叫做哈尔巴赫阵列的结构。最后，冷的发动机能够产生609牛顿(137磅)的推力。

总的来说，2公斤重的电机能够维持20千瓦，功率密度为每公斤10千瓦，冷说。这是一个非凡的数字。少数几个声称密度在这个范围内的电机制造商之一是H3X技术，上面写着试制- 250转速为12千瓦/千克。

2022年7月29日，软件工程师菩提·康诺利在威斯康星州奥什科什举行的EAA AirVenture展上驾驶BlackFly eVTOL飞机进行了一次黄昏飞行。开瓶器

为每个人提供先进的空中机动性

“黑飞”的大脑由三个独立的飞行控制器组成，它们根据惯性测量单元、GPS接收器和磁力计的读数计算出飞机的方向和位置。他们还使用皮托管来测量空速。飞行控制人员不断地交叉检查他们的输出，以确保他们一致。它们还根据操作人员操纵操纵杆的动作，向8个电机控制器(每个电机一个)发送指令。

配备了这些复杂的飞行控制器，电传飞控黑飞在这方面与业余爱好者的无人机类似，后者依赖处理器和聪明的算法，以避免驾驶传统固定翼或旋转翼飞机所需的棘手操作棒、杠杆和踏板。

这种复杂的实时控制将使更多的人在BlackFly上市时考虑购买。11月下旬，Opener没有透露可能的收购价格，但该公司过去曾表示，BlackFly的价格相当于一辆豪华SUV。那么谁会买呢?首席执行官肯•卡克林(Ken Karklin)指出了几个不同的潜在买家群体，除了财富之外，他们几乎没有什么共同之处。

卡克林说，有些人是技术的早期采用者，也有些人已经是飞行员，他们“对电动飞行的未来充满热情，他们喜欢能够拥有自己的垂直起降、低维护、清洁的飞机，可以在农村和不拥挤的地区飞行。”“其中一个是企业主。他有一个工厂，开车22英里，但飞行14英里，他想在两端安装充电基础设施，并希望每天上下班都能使用它。我们喜欢这样。”

其他人则不太确定这个细分市场将如何、甚至是否会站稳脚跟。SMG咨询公司创始人兼合伙人塞尔吉奥•切塔(Sergio Cecutta)表示:“说到个人使用的电动交通工具，我们真的很难看到它的商业案例。”切塔在SMG咨询公司研究电动交通工具和其他高科技交通问题。“我不是说他们不会卖出去。而是他们能卖多少?”他指出，Opener并不是唯一一家通过超轻型或其他一些美国联邦航空局(FAA)专业类别寻求成功之路的eVTOL制造商。截至11月初，该名单包括Alauda航空，空气，Alef，行业领头羊，图标的飞机，杰森，提升飞机,Ryse航空技术公司．

Opener的特别之处是什么?卡克林和冷都强调了围绕黑飞飞机的一切的价值。例如，有基于虚拟现实的模拟器，他们说可以在10到15个小时内完全训练一个操作员。Leng说:“每次飞行，都有超过1000个参数被记录下来，有些是1000赫兹，有些是100赫兹，10赫兹和1赫兹。”“所有这些信息都存储在飞机上，飞行结束后下载到我们的数据库中。当我们改变软件的时候，我们可以做所谓的回归测试通过使用之前飞行的所有数据来运行软件。我们可以将输出与任何特定飞行期间的输出进行比较，并自动确认我们所做的更改是没有任何问题的。我们也可以进行比较，看看他们是否有所改善。”

Ed陆他是美国宇航局(NASA)前宇航员，谷歌的高管，也是Opener安全审查委员会的成员。他说，当他第一次见到BlackFly团队时，给他印象最深的是“他们的整个开发都是围绕测试展开的。他们在无人机模式下飞行，获得了大量的飞行数据。”拥有所有这些数据是关键。卢说:“他们可以不根据分析，而是根据实际操作来做出决定。”他补充说，Opener管理所有飞行数据的能力给他留下了特别深刻的印象。“它可以让他们跟踪每架飞机，每架飞机上有什么传感器，代码的哪个版本，一直到航班，每次飞行中发生了什么，以及发亚博排列五投注网站生了什么的视频。”卢认为，一旦飞机投入“现实”世界，这将是一个巨大的优势。

Karklin拒绝评论超轻型飞机的批准，这是由联邦航空局指定的。部分103，这可能是未来获得FAA类型认证的开端。他说:“这是我们的第一步，在可预见的未来，我们将非常非常专注于休闲和娱乐的个人飞行器。”“但我们也有一个可用的技术堆栈，飞机架构在Part-103(超轻型)飞机领域之外具有相当大的实用性，适用于有人驾驶和无人驾驶应用。”当被问及他的近期目标是什么时，卡克林毫不犹豫地回答道。“我们将成为第一家eVTOL公司，我们相信，在批量生产中，我们的收入和订单量虽然小，但却在稳步增长，随着云连接飞机的安装基数不断增长，每一次飞行都将把所有的遥测、所有的飞行行为、所有的组件行为、所有代表所有这一切的操作员行为数据都提交到云端，由我们的后台办公室消化和处理。这为我们提供了很多机会。”