最近,空中出租车、空中拼车、无人空中货运等话题一直是航空业的焦点。 这些概念全都依赖于一种被称为 eVTOL 的飞机,它的全称是电动垂直起降 (electric vertical takeoff and landing)。
与直升机类似,却没有巨大的噪音和污染排放,eVTOL 飞机无需飞行跑道即可起飞、悬停和降落,为实现多用途的新运输方式开辟了道路。 许多 eVTOL 飞机目前还处于设计和概念验证阶段,这种轻便、可持续的飞机还没有迎来一飞冲天的机会,但当时机成熟时,其势必给航空业带来巨大变化。
eVTOL飞机市场有望快速增长,为城市空中运输、供应链提效、应急响应等应用提供新的机遇。 正因如此,许多 eVTOL 飞机制造商已经在商用、民用和军用市场中展开了激烈竞争。
技术挑战
eVTOL 飞机是一种全新的交通工具。 不同于依赖内燃机驱动旋翼的直升机,这种新型飞机使用的是电动机,因此可以实现更加灵活的设计。 例如,许多 eVTOL 飞机都采用了电机驱动旋翼转动的设计,螺旋桨将飞行器升离地面,然后向前转动驱动飞行器飞往目的地。 运动控制技术在这种飞机的设计过程中至关重要,因为飞行器的垂直或水平移动依赖于旋翼结构的变化。
除了驱动螺旋桨的电机之外,EVTOL飞机还需要一种非常特殊的电机来引导电动推进系统,以及驱动控制飞机航向和姿态的副翼、方向舵和升降舵。 这可能需要大量的电机,因此需要采用结构紧凑、重量轻、功能强大的电机技术,这些技术不会给飞机带来不必要的重量负担,也不会影响飞机的空气动力学设计。 为了满足这些要求,电机必须具有极高的转矩密度,能够进行定制以满足特定性能要求,适应各种应用的规格标准。
制造商面临着设计有效模型并进行批量生产的挑战,他们需要其工程合作伙伴能够进行原型机设计和生产经过优化的电机,以驱动控制机翼和螺旋桨方向、飞行控制面和其他系统的执行器系统。 当设计确定后,eVTOL 制造商还需要确保他们的运动控制供应商可以快速经济地将这种专用电机进行批量生产,从而满足需求。
应用机遇
eVTOL 飞机有可能会成为常态,频繁地用作一种灵活节能的人员和商品运送方式,作为固定翼飞机和地面交通方式的补充。 随着大型航空公司、货运公司以及大量初创公司纷纷投资这种无需跑道或道路的小型电动飞机,他们希望在更好地服务客户的同时,支持环保倡议、消除道路拥堵、提高运营效率并创造新的收入来源。
试想一下,将乘客从纽约的约翰·肯尼迪国际机场送往拉瓜迪亚机场转乘航班 — 如果采用铁路或是拥挤的道路运输,这趟短途旅行需要耗费一个小时,而乘坐 eVTOL 则不到 10 分钟。 再试想一下,在几分钟之内即可将零售商品、备件和其他货物直接从仓库送达大城市中的任何地点,而且没有交通延误。
尽管 eVTOL 飞机的主要目标是快速安全地运送人员和商品,但却还拥有另一大优势,即高效。 大部分地面交通方式仍然采用化石燃料驱动,而且在未来几年仍将如此。 交通拥堵导致地面车辆所产生的污染成倍增加。 涡轮喷气飞机、涡轮螺旋桨飞机和其他化石燃料型飞机,不仅会受到跑道的限制,而且造价高昂,噪音巨大,更有充分的证据表明,它们的排放物会对当地空气质量和全球气候造成不良影响。
与此相反,电动飞机则为制造商提供了一个独一无二的全新机会,能够在长达 100 英里的航线上提供更高的速度和效率,而且不会破坏环境。
运动技术的作用以及科尔摩根可提供的帮助
eVTOL 飞机的机遇正为制造商创造动力,但主要的国际航空机构尚未颁布最终的法规。eVTOL 飞机预计到 2025 年才会实现商用,到 2028 年实现市区运输;而为了保证这些飞机届时能够准备就绪,制造商必须立刻投入设计之中,并开发有效、高效建造飞机的能力。 而这正是科尔摩根的专业所在。
想要投入市场,就必须证明 eVTOL 飞机能够安全运行。 众多制造商正在寻求可靠的产品和生产能力,其中包括专用的无框电机。这种电机能够最大限度缩小重量和尺寸以适应特定安装空间,同时可以充分提升转矩密度和运转可靠性。eVTOL 飞机的设计人员和制造商还需要了解他们的电机供应商能否提供一致的产品质量和可靠性、长期制造能力以及可持续的长期工程支持。
科尔摩根公司是一家值得信赖的无框架电机制造商,其产品是电动航空应用的理想之选,20 年来一直为无人机项目提供电机。 由于复杂的飞行控制特性,eVTOL 飞机可能需要使用多台无框电机,并且这些电机的性能和外形规格往往差异巨大。 对如此数量和种类的电机进行原型设计、制造和批量生产并非易事,但科尔摩根已经做好了准备。
eVTOL 飞机对于许多人而言可能是一种全新的交通方式,但航空电机设计和生产却是科尔摩根的核心竞争力,更是我们的热情所在。 在竞争激烈的新兴市场中,科尔摩根的工程专业能力和制造技术,能够显著降低风险并加快创新型 eVTOL 飞机设计的开发。 科尔摩根可以针对各种应用优化无框电机,达到理想的适配性和性能水平,并可提供快速原型设计、迅速扩大到全面生产以及可靠的供应与支持。
科尔摩根的无框电机设计高度可靠,可以在紧凑的占用空间内提供出色的转矩密度、机电效率和稳定可靠的质量。 科尔摩根的工程专业能力、出色的生产流程、全球物流以及长期支持将为您的成功保驾护航。 所有这些优势已在无人机市场中得到了数十年的验证,我们已准备好为下一代电动飞机提供服务,帮助实现更安全、更清洁、更高效的人员和货物运输。