商用飞机的喷气发动机可能非常巨大。从技术上讲,这些被称为涡轮风扇的机器,其前部有巨大的旋转风扇,通过将空气向后排出产生推力。一种特定的发动机型号的发动机风扇直径约为 11 英尺。这些发动机燃烧航空燃油,产生巨大的推力,并且非常嘈杂。
但是,如果能用射线枪对着它们照射,将它们缩小、变成电动的,甚至更好的是,非常安静呢?这就是 Whisper Aero 公司的目标,该公司成立于 2021 年。然而,他们的推进器并非旨在为大型客机提供动力。相反,该公司旨在让其创新的电动机器为军用无人机、可能是小型九座喷气式飞机提供动力,甚至承担其他非航空任务——例如在吹叶机或 HVAC 系统中移动空气。
“Whisper 的目标是为无人机、喷气式飞机以及任何能移动大量空气的设备提供下一代更清洁、更安静、更高效的推力,”该公司联合创始人兼首席运营官Ian Villa说道。他将公司比作“一家电动普惠·惠特尼加上一家戴森的结合体。”换句话说,将一家飞机发动机制造商与一家以真空吸尘器闻名的公司合并,就得到了 Whisper。
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该公司的首席执行官兼联合创始人是Mark Moore,他曾是 NASA(及其X-57 项目)和 Uber Elevate 的资深人士,Villa 也在那里工作过。(Joby Aviation 于 2020 年收购了专注于飞行出租车和城市空中交通的 Uber Elevate。)Moore 指出,该设计的成果是一个“非常坚固、非常轻巧、高性能的风扇单元”。
从技术上讲,该公司正在研究的是电动涵道风扇,这意味着旋转风扇被封闭在一个管道内。(关于涵道风扇和飞行的其他观点,请参见Lilium。)但 Whisper 的这款设备版本包含了一些调整。例如,风扇叶片的尖端都由一个圆形的罩壳连接。Villa 将这种设置比作自行车的轮子,风扇叶片有点像辐条,而罩壳则像外轮本身。这意味着风扇叶片可以被固定在它们基部连接的轮毂和尖端连接的罩壳(或轮缘)之间的张力中。他说:“我们利用张力来达到高叶片数量。”
关于该设备的另一个需要了解的方面是,这些风扇叶片旋转速度相对较慢,至少在测量其尖端速度时是如此,而且叶片数量很多。Moore 补充道:“我们的叶片数量如此之多,以至于从正面看,我们的风扇就像一个实心圆盘。”
Villa 说:“由于连接所有风扇叶片尖端的罩壳,你还消除了叶片尖端的涡流噪声,这是噪声的一个主要来源。”(反直觉的是,驱动风扇叶片的电机以高 RPM 运行,但由于叶片很小,其尖端速度相对较慢。)
Moore 说:“大量的叶片与高 RPM 的电机相结合,将谐波频率提高到超声波范围,所以人们根本听不到任何谐波噪声。”“这就是我们如此安静的原因之一。”下面是一段演示 Whisper 推进器工作情况的视频。
Whisper 目前在其网站上展示了两种不同尺寸的推进器。一种风扇直径略大于 6 英寸,另一种则接近 10 英寸。Moore 指出,他们推进器的小尺寸与飞机发动机界的大趋势背道而驰,后者倾向于越大越好以获得更好的燃油效率。“飞机基本上趋向于使用越来越少的发动机,并且越来越大,以达到最高的效率和最轻的重量,”Moore 补充道。“我们开发的技术基本上打破了这一规律。”
那么,这种高度工程化的涵道风扇能做什么呢?首先,你可以把它装在无人机上。Whisper Aero 已经制造并试飞了他们自己的 12 英尺宽的无人机,该无人机由他们的推进器提供动力。Villa 说,他们“已经证明,在 200 英尺外进行飞行时,它是听不见的。”像这样的安静无人机对于希望执行情报、监视和侦察 (ISR) 任务的军事部门来说将非常有用。
Villa 补充道:“我们的目标是实际上在今年晚些时候或明年初推出一款 DOD 应用——一款面向 DOD 的推进器——可能在明年进行首次飞行。”
该公司还设想,其推进器可以为他们称之为Whisper Jet(这款喷气式飞机实际上并不存在)的飞机提供动力,该飞机将在每个机翼上安装 11 个涵道风扇,总共 22 个。这款九座飞机将被设计成常规起飞方式,通过在跑道上加速起飞,而不是像Joby等公司的飞行器那样垂直起降。当谈到假设地使用其推进器为载人飞机提供动力时,其吸引力在于这些飞行器将相对安静。
而在地面上,这些带罩壳的涵道风扇可以做一些不那么光鲜的工作,比如为吹叶机提供动力,这样您的邻居就不会受到噪音的困扰。