德企參與制造的Alice電動飛機(jī)首飛成功

文/ Alan 供圖/ Kasaero

當(dāng)?shù)貢r間2022年9月27日，位于美國華盛頓州摩西湖市的以色列電動飛機(jī)開發(fā)公司Eviation旗下的9座級電動飛機(jī)Alice（愛麗絲）原型機(jī)首次試飛成功。Eviation公司此前曾將Alice稱為“世界上第一架全電動通勤飛機(jī)”，此次首飛成功被看作是邁向零排放的中程航空旅行的又一個重要里程碑。值得一提的是，Alice電動飛機(jī)項目也是一個跨洲團(tuán)隊合作的優(yōu)秀榜樣，來自德國的技術(shù)公司Kasaero為此次首飛成功發(fā)揮了重要作用。

世界首架全電動通勤飛機(jī)

參與本次首飛的Alice原型機(jī)由試飛員史蒂文·克蘭（Steven Crane）駕駛，美國當(dāng)?shù)貢r間上午7點10分從美國華盛頓州的格蘭特縣國際機(jī)場起飛，在3500英尺（約1070米）高度飛行兩圈后于8分鐘后降落。該機(jī)場曾是美軍和波音公司的試飛機(jī)場，跑道長4千米，曾是航天飛機(jī)的備降機(jī)場。

這架飛機(jī)以《愛麗絲夢游仙境》中劉易斯·卡羅爾的“Alice（愛麗絲）”命名，設(shè)計可容納9名乘客和2名飛行員。Eviation公司在2019年巴黎航展上推出早期迭代后，這款經(jīng)過改進(jìn)的機(jī)身采用T形尾翼、帶小翼的高展弦比直翼和獨特的后置前置螺旋槳。

根據(jù)Eviation公司的介紹，Alice的設(shè)計航程為440海里(815千米)，最大巡航速度為463千米/小時。除了載客型號，還設(shè)計有貨運改型，載重為1100 千克，以及6座的公務(wù)機(jī)改型。

這架電動飛機(jī)采用高能量密度電池21700型鋰電池，為2臺尾部安裝的 640千瓦M(jìn)agni650電機(jī)供電，該電機(jī)由 MagniX 制造，用于推動其五葉螺旋槳。其電池的電芯能量密度為260瓦每千克，電池重量大約占整機(jī)起飛重量（7484千克）的50%左右。

對于此次首飛成功，Eviation總裁兼CEO格雷戈里·戴維斯（Gregory Davis）十分興奮并且非常滿意，他直言：“今天，我們開啟了航空業(yè)的下一個時代— 我們已經(jīng)通過Alice的首次飛行成功地實現(xiàn)了天空的電氣化。人們現(xiàn)在知道負(fù)擔(dān)得起的、清潔的、可持續(xù)的航空看起來和聽起來是什么樣子了，這是第一次在固定翼全電動飛機(jī)上有所體現(xiàn)。這一突破性的里程碑將引領(lǐng)可持續(xù)航空旅行的創(chuàng)新，并塑造未來的客運和貨運旅行。”

Eviation公司2016年創(chuàng)立于以色列，后搬遷至美國華盛頓州。2019年6月，該公司在巴黎航展上首次展示了Alice電動飛機(jī)的首個全尺寸模型，后來對其進(jìn)行了大幅重新設(shè)計。新設(shè)計的Alice原型機(jī)2021年7月首次亮相。

Kasaero公司參與設(shè)計制造的襟翼

去年1月28日，在西雅圖以北的阿靈頓市機(jī)場(KAWO) 進(jìn)行的一次滑跑中，Alice原型機(jī)偏出了跑道，好在沒有受到損壞。9月18日，Alice原型機(jī)進(jìn)行了首次高速滑行并抬起了前輪。此次成功的歷史性首飛，成為其邁向零排放的又一個重要里程碑。

來自德國科技企業(yè)的鼎力合作

Alice電動飛機(jī)不僅創(chuàng)造了歷史，該項目也是一個跨洲團(tuán)隊合作的優(yōu)秀榜樣。事實上，Eviation從一開始就是徹底的國際化管理模式，他們的做法是在全球范圍內(nèi)尋找最好的可用資源，使他們的想法成為現(xiàn)實。

Alice整體布局

貨運版飛機(jī)內(nèi)部

據(jù)了解，來自德國的技術(shù)公司Kasaero公司一直是這個項目中的重要部分，從早期階段就與Eviation合作，簽約開發(fā)Alice電動飛機(jī)的襟翼驅(qū)動系統(tǒng)，并將其整合到機(jī)翼上。

Kasaero公司在世界范圍內(nèi)被認(rèn)為是飛機(jī)設(shè)計、復(fù)合材料技術(shù)、生產(chǎn)和認(rèn)證的“一站式服務(wù)”技術(shù)工程公司。Kasaero公司的CEO卡爾·凱撒（Karl Kaeser）介紹自己的企業(yè)信條：“我們更喜歡航空業(yè)的新方法，并盡量避免對傳統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行翻新。我們的技術(shù)是系列化生產(chǎn)及跨區(qū)域合作的典范。減少二氧化碳排放和噪聲污染，提高安全性，進(jìn)行最高精度和可持續(xù)的產(chǎn)品開發(fā)是我們的目標(biāo)。”

據(jù)介紹，Alice電動飛機(jī)機(jī)翼內(nèi)置的襟翼是空氣動力學(xué)大師級的，它們根本不需要任何整流罩。Kasaero的首席工程師麥克·施瓦茨（Michael Schwarz）補(bǔ)充說：“我們設(shè)計、建造和測試的襟翼軌道和襟翼驅(qū)動支架的結(jié)構(gòu)元素，將配置一種具有高預(yù)置性、幾乎無噪聲和失效保全的優(yōu)秀的新一代電動飛機(jī)。從2018年8月4 日項目啟動到2019年4月底完整機(jī)翼的運輸，我們只有不到9個月的時間來交付。盡管團(tuán)隊之間相距數(shù)千公里，并有8個時區(qū)的距離，但這個項目只有通過出色的溝通、先進(jìn)的項目管理方法和虛擬化, 才能成功地將想法轉(zhuǎn)化為真正的設(shè)計。”

在這段可能破紀(jì)錄的時間里，來自斯圖加特和伊斯尼的團(tuán)隊塑造了外形美觀的纖細(xì)機(jī)翼的完整內(nèi)部結(jié)構(gòu)。裝備該機(jī)翼的Alice飛機(jī)于2019年6月在巴黎國際航空展展出。同年10月，卡爾·凱撒在中國石家莊舉辦的電子飛行論壇上介紹了這個雄心勃勃的項目。

座艙內(nèi)部實景

Kasaero公司的下一個里程碑項目是HYFLY，這是Kasaero與多家公司合作實施的最新項目，通過與道尼爾海翼和Flight Design等知名制造商合作，共同為小型飛機(jī)開發(fā)燃料電池推進(jìn)系統(tǒng)，讓它們能夠以電力方式進(jìn)行長距離飛行，而不產(chǎn)生局部的二氧化碳足跡。卡爾·凱撒指出：“我們將提供一種技術(shù)，使小型電動飛機(jī)能夠以綠色氫能產(chǎn)生的電力為動力，安全起飛并進(jìn)行長距離飛行。我們對該項目已經(jīng)獲得的研究資金感到興奮，對德國聯(lián)邦地區(qū)從2025年開始從加拿大獲得綠色氫能的倡議感到高興。”

市場反饋顯露潛力

未來，Eviation希望能夠在2027年交付基于Alice開發(fā)的客運和貨運電動飛機(jī)。通過Alice電動飛機(jī)，Eviation將有望為乘客和貨物的運輸節(jié)省時間，不產(chǎn)生當(dāng)?shù)氐亩趸甲阚E，并使國內(nèi)旅行和電子商務(wù)訂單的有效交付以及原材料的成本降低和更低的噪聲污染成為現(xiàn)實。

2022年9月9日，Alice電動飛機(jī)獲得了美國聯(lián)邦航空局頒發(fā)的飛行許可。而該公司近期的商業(yè)成功反映了Alice電動飛機(jī)在短期內(nèi)改變航空業(yè)的潛力。

2021年8月，國際物流巨頭DHL快遞宣布從Eviation訂購12架Alice電動貨機(jī)，成為其首個客戶。通過此次合作，DHL快遞旨在建立一個由電力驅(qū)動的國際快遞網(wǎng)絡(luò)，向?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)航空發(fā)展邁出開創(chuàng)性一步。

該公司訂購的Alice電動飛機(jī)目標(biāo)定位為支線飛機(jī)市場，場站設(shè)施投資少，可在裝卸貨物過程中進(jìn)行充電，確保轉(zhuǎn)運時間，滿足DHL快遞在時效方面的需求。Eviation預(yù)計于2024年向DHL快遞交付訂購的Alice電動飛機(jī)。

2022年4月，通勤巨頭Cape Air還與Eviation 簽署了75架Alice飛機(jī)的意向書，旨在推進(jìn)“可持續(xù)發(fā)展、增長和創(chuàng)新”。這些電動飛機(jī)瞄準(zhǔn)的是400千米以內(nèi)的區(qū)域航班市場。

此外，Global Crossing Airlines (GlobalX) 最近也與 Eviation 簽署了一份意向書，計劃訂購50架Alice飛機(jī)，預(yù)計將于2027年開始交付。GlobalX表示，“Eviation Alice飛機(jī)正在為可持續(xù)航空樹立標(biāo)準(zhǔn)，我們計劃將飛機(jī)提供給郵輪公司、旅游運營商、休閑旅游供應(yīng)商和需要在佛羅里達(dá)州進(jìn)行短途包機(jī)的商業(yè)客戶。”

電動飛機(jī)依舊面臨挑戰(zhàn)

近些年來，在全球都在大力推行碳減排、碳中和政策的大背景下，越來越多的電動飛機(jī)產(chǎn)品、公司和組織如雨后春筍般冒了出來，這些產(chǎn)品和服務(wù)也吸引了很多政府、投資方和航空公司的注意力。

2018年7月1日，日本石川島播磨重工（IHI）、川崎重工、斯巴魯、日立制作所、三菱重工航空發(fā)動機(jī)和三菱電機(jī)等6家企業(yè)宣布聯(lián)合成立“日本飛機(jī)電動化聯(lián)盟”（Eclair）。他們的目標(biāo)是生產(chǎn)制造出一款能夠大幅減少二氧化碳排放量的“綠色”飛機(jī)。同時也希望該研究能夠促使日本國內(nèi)的航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展得到快速提升。

2019年1月，日本產(chǎn)經(jīng)省與波音公司就飛機(jī)電動化及制造自動化等先進(jìn)技術(shù)達(dá)成了推進(jìn)開發(fā)合作的協(xié)議。根據(jù)共同社報道，產(chǎn)經(jīng)省將持續(xù)向波音公司介紹具有技術(shù)實力的日本企業(yè)，推進(jìn)在電動飛機(jī)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)合作。

與此同時，英國羅羅公司也在進(jìn)行混合動力和純電動推進(jìn)系統(tǒng)的相關(guān)研究。其研究方向為小型螺旋槳飛機(jī)、通勤飛機(jī)以及城市空中交通領(lǐng)域，目標(biāo)是在2030年前實現(xiàn)公司所有業(yè)務(wù)的零碳排放。

除此以外，一家來自瑞典的新興航空制造公司心臟航空（Heart Aerospace）也正在電動飛機(jī)領(lǐng)域嶄露頭角。該公司推出的首款飛機(jī)產(chǎn)品ES-30是一款標(biāo)準(zhǔn)座位數(shù)為30的區(qū)域性電動飛機(jī)，在全電動、零排放動力狀態(tài)下最大航程為200千米。

具有指標(biāo)意義的事情是，2020年6月10日，歐洲航空安全局（EASA）為斯洛文尼亞制造的輕型電動飛機(jī)Velis Electro頒發(fā)型號許可證，這是全球首架獲得EASA認(rèn)證的全電動飛機(jī)。對此EASA官員表示，這是EASA認(rèn)證的第一架電動飛機(jī)，但肯定不會是最后一架，因為航空業(yè)正在尋求新技術(shù)來減少噪聲和碳排放并改善航空技術(shù)的可持續(xù)性。

越來越多的參與者都進(jìn)入到了電動飛機(jī)的研制中來，并讓電動飛機(jī)的研發(fā)呈現(xiàn)出一派生機(jī)勃勃的景象。雖然相比傳統(tǒng)能源的航空器來說，電動飛機(jī)在環(huán)保、靜音、燃料成本和維護(hù)成本方面均有其優(yōu)勢，但作為航空產(chǎn)業(yè)的新生力量，在運營、維護(hù)和管理等方面，電動飛機(jī)依然面臨著較大的挑戰(zhàn)，等待著人們?nèi)ヌ剿鳌?/p>