eVTOL的续航焦虑

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eVTOL进化报告（2024春）；
正如业内所有人所知，eVTOL电池的挑战真的是在于续航里程嘛？混合动力的优势又仅仅只是续航嘛？电池足以支持eVTOL在城市及其周围行驶约100公里，但对于300至400公里的较长区域飞行，涡轮发电机可能是关键。
混合动力型eVTOL的特点是由某种燃料驱动的涡轮机驱动发电机为飞机的电机供电。Chaparral C1混合动力型eVTOL飞机的开发商Elroy Air似乎代表了区域物流eVTOL飞行的未来。
更长的航程对以物流为重点的客户来说很重要。由于类似的需求，使用基于涡轮发电机的混合动力系统对于Elroy Air的飞机来说是最有意义的。
混合动力设计方法不仅扩大了航程范围，在只允许零排放的城市，涡轮机（如果不是由氢气驱动）可以关闭。在飞行的巡航阶段，功率需求最小，涡轮发电机产生的多余能量可以使电池充满电。
罗·罗和Elroy Air是混合动力型eVTOL涡轮发电机开发的领导者之一，在短距起飞和着陆（eSTOL）领域，赛峰直升机发动机已与Electra.aero签署协议，为Electra的九座eSTOL原型开发600千瓦涡轮发电机推进系统。

罗·罗正在开发一种涡轮发电机系统，为混合动力飞行提供动力。它最初被设计为使用可持续的航空燃料，稍后将过渡到氢燃料。

演示混合动力电动飞行
2023年11月，Elroy Air在其位于加州的试飞设施驾驶其Chaparral C1混合型eVTOL飞机。C1垂直起飞，飞行57秒后成功着陆。C1旨在成为中程物流、人道主义援助运输和军事补给的自主平台，设计有八个用于垂直起降模式的螺旋桨和四个用于前向巡航的螺旋桨。这次测试是对设计的初步验证，证明了飞机配置的飞行价值。在许多方面，飞机对输入的处理和响应都比团队的模拟预测的要好。在接下来的几个月里，Elroy Air将对机身进行一些飞机更新，并扩大飞行器的能力。扩大风包线，执行系统识别飞行，过渡到前向飞行和巡航。C1的电池组中有高功率的圆柱形锂离子电池。这些电池与纯电池驱动的垂直起降飞机上使用的高能电池不同。使用的电池是在起飞和降落过程中提供补充电力，在飞行过程中充电。关于管理这些电池和涡轮发电机的电力，混合eVTOL的电力系统管理很复杂。在起飞和降落期间有非常大的功率需求，在巡航飞行期间有中等的功率需求。保持发动机、发电机和电池的健康，同时在各种运行环境中提供充足的电力是核心挑战。然而，电源管理系统也必须优雅地处理电源失配。如果在着陆后不保持升降电机通电，同时使发电机组旋转，就会发生这些失配。若管理不当，就有可能给电池组充电过多。Elroy Air在开发Chaparral动力总成的过程中开发了解决方案来处理这些情况。


利用其涡轮发电机系统和大功率电池，Chaparral C1垂直起飞，飞行了57秒，并在2023年11月的飞行测试中成功着陆。
罗罗混合动力

罗·罗正在开发一种涡轮发电机系统（TGS），为混合动力飞行提供动力。最初被设计为使用可持续航空燃料（SAF）。IATA估计，SAF可以为航空业到2050年实现净零排放所需的减排贡献约65%。这将需要大幅增加产量以满足需求。随着政策支持的全球化、SAF与化石煤油的竞争力以及可信的补偿变得越来越少，预计2030年代将出现最大的加速。ICAO跟踪SAF政策、原料、生产、转换过程等，据该组织称，目前全球120个机场正在分发SAF。罗·罗的涡轮发电系统有一个新的小型发动机，稍后将从SAF过渡到氢燃料。该装置非常紧凑，重量在200至250公斤之间。罗·罗将首先提供800千瓦的版本，但该电机可向下扩展到500千瓦，向上扩展到1200千瓦，最后的功率水平高于典型的eVTOL电机所能产生的功率。将成为汽轮发电机系统一部分的新型小型发动机的测试于去年开始。罗罗成功地将其运行到怠速状态，并确认了性能点。现在，罗罗正在以最高速度运行它，并进行更多的运行测试。展望未来，eVTOL市场将在现有的直升机路线内开始全电动化。这将包括旅游航班或医疗后送，或从市中心到附近机场的航班。


赛峰直升机发动机已与Electra.aero签署协议，为Electra的九名乘客eSTOL原型开发600千瓦涡轮发电机推进系统。
但随着行业的建立，将需要更长的航程和携带更多的有效载荷。人们将习惯使用eVTOL，对长途飞行的需求将很强烈。这需要时间，将持续到2030年代，这与罗罗的发展时间表一致。然而，与此同时，罗罗在美国的国防部门正在寻找比全电动飞机更高性能的飞机，所以混合动力eVTOL技术在军事应用中的应用将更快。罗罗电气公司的团队约有600人，其中大部分是电气工程师。它建立在罗罗在其他领域已经取得的成就之上。涡轮发电机既可以用来推动整机，也可以给机载电池充电，整机操作员可以在电池和发电机之间切换，也可以为电池充电，这并不新颖。这是罗罗在混合动力铁路和船舶应用中实现的，柴油发动机为电池充电，并在排放法规严格的港口内使用电池动力。然而，罗·罗电气正在出售。罗·罗正在考虑在短期内退出先进空中交通，或者为了适当的价值，将地位降低到少数，打算在中期全面退出，这对第三方来说将具有良好的价值。在整个过程中，罗罗将继续推进相应的产品开发计划。还将继续投资于国防、民用航空航天和电力系统等核心业务中的电气技术和能力的开发和应用。原文作者：Treena Hein；翻译和整理：认真的Vincent；

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