evtol从缩比到全尺寸需要解决的问题不少

通常开展eVTOL整机的缩比飞行测试是非常快速的,然而到了全尺寸原型阶段,研发团队遇到的问题就会呈指数级增长。这里我们简单的从几个方面进行观察。
 

这里我们以一个25%缩比验证机和全尺寸原型机的不同需求进行对比,当飞机尺寸变大的后,会直接影响对电池比功率水平和安装功率水平的需求。在假设电池质量占比和电池比能量水平不变的情况下,其中电池比功率会增长一倍,功率水平会增长128倍。
 

因此,随着整机尺寸的增加,整机所需功率的增长速度快于可用能量的增长速度,大型整机的续航时间也会变得更短。

除了对电池动力要求的影响外,随着整机尺寸的增加,对推力单元的频率特性也会带来深刻的变化,从而直接影响推力和操纵特性。在升力系数、扭矩系数和桨尖速度缩放一定假设的情况下,从电机扭矩到螺旋桨推力可以通过一个一阶传递函数表示,推力会变大64倍,桨尖速度会变大2倍,带宽会缩小一倍。
 

尤其是带宽的问题,又和结构动力学的模态频率问题息息相关,这也是Joby修改倾转机构方案的一个重要影响因素。
 
除了以上两点,从缩比到全尺寸还有很多的问题需要解决,例如:旋翼下洗流、颤振、舱内噪音、社区噪音、控制律、气弹、变转速控制、控制裕度和乘坐品质等。这里面的每一个问题都值得被认真对待。
 
或许这也是为什么,直到2024年很多熟悉的eVTOL整机才刚刚开展全尺寸测试,至于完整的过渡飞行测试,能够在2024年实现的怕是一只手绝对能数的过来。