日本本田高调宣布进入电动飞机领域,2021年国外电动飞机发展动态

9月30日,日本本田汽车公司宣布进入新市场的多项举措,其中包括计划加入航空航天和汽车制造商行列,并瞄准了先进的空中交通和新型电动垂直起降 (eVTOL) 飞机领域。

eVTOL计划将作为该公司东京总部正在研发的下一代技术的组成部分,在公告中本田公布了其用于长途城际旅行的混合电动飞机概念(如下图1所示),但涉及细节内容很少,该飞机称为“本田 eVTOL”,由“燃气轮机混合动力装置”提供动力。

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图 本田公司公告中eVTOL概念模型

此次本田公司决定开发混合动力而非全电动 eVTOL飞机,这是由于该公司希望增加其设计中的功能范围,本田声称由于全电动飞机的限制,该范围将限于“市内交通”。本田在 9 月 30 日的公告中指出。为了解决交通行程问题并实现用户友好的更远距离的城际交通,本田将利用其电气化技术,开发配备燃气轮机混合动力装置。图2为本田公司电动飞机概念渲染图。

虽然本田没有提供电动飞机的详细信息,但相关描述显示了一种升降+巡航设计,在平行吊杆上有八个升降螺旋桨,在后部有两个导管螺旋桨(如上所示)。本田计划利用其在燃烧、空气动力学和控制技术等领域的专业知识(图3)。

此外,本田在开发HondaJet及其HF120涡扇发动机的经验将为其涡轮技术、空气动力学、轻型结构制造和飞机认证提供信息。除了eVTOL和一个混合动力装置,本田还概述了一个交通生态系统的愿景,包括使用战略部署的“本田交通枢纽”作为连接各个城市的基地。这一生态系统还可能涉及电力和自主地面运输。据TechCrunch称,该公司正致力于2025年混合动力示范模型的飞行试验,之后将做出商业化决策。

国外电动飞机最新动态

今年8月,总部位于美国加利福尼亚州圣克鲁斯市的Joby Aviation公司研制的复合材料密集型全电动垂直起降(eVTOL)飞机实现了多个试飞里程和噪声目标,包括一次充电便完成了150英里的飞行(包括垂直起飞和着陆),Joby认为这是迄今为止进行的最长的eVTOL飞行。

Joby Aviation公司电动飞机大量采用了碳纤维复合材料,早在2020年12月,日本东丽旗下的东丽先进复合材料公司与Joby Aviation完成了飞机复合材料的长期供应协议。

今年2月9日,国外知名碳纤维企业Solvay公司宣布与Vertical Aerospace公司合作开发eVTOL概念飞机。目前两家公司正合作开发其电动飞机VA-1X的复合材料结构,这架电动垂直起降(eVTOL)飞机将能够以150mph/240kmph的巡航速度载运4名乘客和1名飞行员100英里(160公里)。

而在今年1月12日举行的CES 2021 主题演讲中,通用汽车公司董事长兼首席执行官Mary Barra提出了在未来几年内对其汽车全面电气化的愿景,同时宣布了eVTOL概念飞机新计划。通用汽车首款eVTOL概念是一款单座私人飞机,设计为豪华凯迪拉克汽车。它由四个转子和一台90千瓦时的EV电动机提供动力,据报道每小时可行驶90英里。

同样是在1月12日,美国Archer和菲亚特·克莱斯勒汽车公司达成了最终协议,根据合作协议Archer将制造复合材料密集型eVTOL飞机,并计划于2023年开始生产。通过此次宣布的合作,两家公司将通力合作以大幅降低生产成本,从而使Archer能够通过其超静音、高性能的eVTOL飞机为客户提供价格合理的服务。

电动飞机:碳纤维领域又一增长点?

电动飞机需要经过验证的高强度且非常轻的材料。由于碳纤维复合材料可提供航空航天应用所需的强度重量比,从而可最大程度地提高飞行速度和飞机续航里程。因而电动飞机若要实现不断优化,并以最大程度地利用城市交通,高质量的碳纤维材料是实现其目标的关键组成部分。

电动飞机作为未来航空发展的焦点,也势必将为CFRP广泛应用提供发展机遇。而实际上目前国外在电动飞机设计时,已经将成熟的CFRP飞机设计经验运用到电动飞机中。例如,目前空客公司正在研发的E-FAN2.0电动飞机,作为一款翼展为31英尺的双座飞机,采用全碳纤维复合材料结构,因此机身净重仅为1100磅。目前,国外已经制定了详细的电动飞机发展路线图,CFRP复合材料有望在其中发挥重要作用。

综上所述,2021年可以说是“电动飞机元年”,因为国外多个国家不少知名企业已经进入电动飞机领域,而eVTOL电动飞机作为一种复合材料密集型飞机大量采用了碳纤维,后续一旦实现工业化将进一步增加对碳纤维需求。

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