这架“弗兰肯直升机”可能是 Uber 未来的飞行出租车

几年后,您可能会发现自己乘坐带有机翼的直升机在空中飞驰。

在优步看来,总有一天我们可能会在小型共享电动飞机中穿梭于城市之间。昨天和今天,这家网约车公司一直在举办一场会议,讨论的就是这样的未来,优步希望最快在 2023 年将这项服务推广到洛杉矶、达拉斯和墨尔本。

该公司在这项事业中的最新合作伙伴名为 Jaunt,昨天他们公布了一款旋翼飞行器的设计,该飞行器有一天可能会在城市区域载客飞行。与我们在这个领域已经看到的其他概念和原型一样,这是一种电动飞行器,设计用于垂直起降,然后携带乘客进行水平飞行。同样,它也拥有多个电动马达来完成这项工作。

Jaunt 的设计独具特色:它看起来像是直升机和飞机的结合体。顶部有一个大的两叶旋翼,提供起降所需的垂直推力,而侧面的机翼将在前飞时提供升力,使其高效飞行。事实上,当飞行器向前飞行时,它所需的升力 95% 来自机翼,主旋翼仅提供 5%。机翼上的四个马达旋转螺旋桨向前拉动它,此时顶部旋翼可以减速。这样可以降低噪音。

该公司将这种机器宣传为“减速旋翼飞机”,或 ROSA。这是因为在传统直升机中,旋翼叶尖的旋转速度非常快——达到音速的 60% 或更高。这会产生很大的噪音。Jaunt 的首席技术官 Martin Peryea 表示,当该机器悬停时,其叶尖的旋转速度约为每秒 450 英尺。这不到海平面音速的 40%。在巡航时,主旋翼旋转速度甚至更慢,这意味着旋翼部分发出的噪音非常小。对于一架旨在在人口稠密城市中导航的飞行器来说,这是一个重要的考虑因素,但这也伴随着成本。

与慢速旋转的叶片相比,快速旋转的叶片更节能。因此,当 Jaunt 飞行器悬停时,慢速旋翼的效率不如高速旋转时高,需要更多的电池电量。Peryea 表示:“这是我们做出的设计权衡,因为声学和噪音对优步来说非常非常重要。”

以较慢的速度运行顶部旋翼可能会带来其他挑战。普渡大学航空航天学院教授 William Crossley 通过电子邮件指出:“减速旋翼传统上很困难,因为旋翼会给飞机带来动态力;改变主旋翼的速度会改变这些动态载荷的频率,这可能难以管理。”

您可能会注意到,这款电动直升机没有尾旋翼,而传统直升机需要尾旋翼来防止它们原地打转。这款旋翼飞行器通过使用机翼上的螺旋桨来抵消主旋翼的扭矩来解决这个问题:一侧机翼上的螺旋桨向前旋转,另一侧则向后旋转。

请记住,这架飞机还不存在——它只是一个设计。Jaunt 希望在 2022 年左右进行首次试飞,未来它甚至可能实现自主飞行。它应该能够以约 175 英里/小时的速度巡航,航程约为 75 英里。主顶部旋翼的直径可能约为 45 英尺。

Jaunt 绝不是第一家公布此类未来飞行器设计的公司。事实上,波音公司在 1 月份就已经成功试飞了一架;它们也是优步的合作伙伴,Bell 和 Pipistrel 等公司也是如此。5 月份,一家名为 Lilium 的德国公司展示了一架极具吸引力的电动飞机,该飞机采用了类似喷气式发动机的马达,并进行了首次飞行。与此同时,一家加拿大航空公司正在对一架传统水上飞机进行电动马达改造。所有电动概念都有一个共同点:它们的续航里程不会太远。

在传统燃油直升机领域,也有令人兴奋的进展,它们的续航里程更远。波音和西科斯基正在研发一款名为Defiant的飞行器,它顶部有两个反向旋转的硬质旋翼。由于不需要尾旋翼,它在后部有一个推进螺旋桨,以帮助其高速飞行。西科斯基公司还在研发一种自主系统,使黑鹰直升机有一天能够自主飞行。同样类型的自主技术也有助于实现优步希望带来的空中出租车、共享出行未来的愿景。

 

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技术编辑

罗布·沃格尔是《流行科学》杂志的前技术编辑。他擅长报道航空、交通和军事技术。


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