完全由本地团队设计与建造的电动“空中德士”原型机,首次在新加坡航空展公开亮相,标志着我国在新一代航空器研发上迈出关键一步。

这款电动垂直起降飞行器(eVTOL,俗称“空中德士”)原型机,翼展约8米,由南洋理工大学研究人员与工程师,历时三年多研发而成。

机翼上安装八个由南大设计的电动升力旋翼,可在有限空间内垂直起飞与降落;升空后,机尾推进旋翼启动,推动飞行器向前飞行,飞行方式接近传统固定翼飞机。

这种设计让飞行器既有固定翼飞机的飞行效率,也具备直升机的垂直起降与悬停能力。

我国曾展开eVTOL相关尝试

eVTOL被视为未来城市与城际短途运输的潜在解决方案之一,但这类飞行器的商业化发展,仍面临认证、飞行测试与安全标准等多重挑战。新加坡过去也曾展开相关尝试。

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例如,德国飞机制造商Volocopter,原定2024年在我国推出本地首个空中德士“VoloCity”,但因找不到合作伙伴分摊费用,计划无限期延后。公司于2024年底申请破产

近几年,区域内不少eVTOL试验和合作项目,已转到日本、韩国等地进行。

即便如此,我国去年仍与另外23个亚太国家和地区,拟定一套参考资料,以促进eVTOL和无人机的发展,加速这类科技的安全运用。

南大团队:适航认证成eVTOL最大挑战

南洋理工大学机械与航空航天工程学院教授王明,在新加坡航空展现场介绍团队研发的电动垂直起降飞行器。(李冠卫摄)
南洋理工大学机械与航空航天工程学院教授王明,在新加坡航空展现场介绍团队研发的电动垂直起降飞行器。(李冠卫摄)

南大的eVTOL研究计划,由机械与航空航天工程学院教授王明领导。王明受访时说,eVTOL的发展周期较长,从概念提出到首款商业产品面世,通常需要至少10年。

其中,适航认证与飞行测试,是最具挑战性的环节。他说,全球目前尚未有eVTOL飞行器,通过美国或欧洲的完整适航认证,因此短期内难以出现大规模商业运作。

“即使在2030年前开始有限度运作,也要到2035年前后,才可能逐步实现规模化发展。”王明强调,正因如此,及早展开研发至关重要。“如果等到技术与市场完全成熟才起步,就太迟了。”

他指出,航空展上展出的8米翼展原型机,并非最终产品,而是用于验证关键技术的平台。团队的长期目标,是研发可载五人或约500公斤载荷、翼展约14米、总重量介于2500至3000公斤的电动垂直起降飞行器。

团队通过不同尺寸原型机测试性能

目前,团队通过制造不同尺寸的原型机,测试飞行控制、航电系统与整体构型的性能表现。

翼展约3米的小型原型机,已在新加坡与德国完成飞行测试;第一架翼展8米的原型机也已运往德国,计划于今年稍后展开完整飞行测试。

此次在航空展亮相的,是团队制造的第二架8米翼展原型机。这两架原型机的整体构型相同,但在部分系统配置与设计细节上有所差异,以配合不同阶段的测试重点。

王明说,项目中最具挑战性的,并非电动马达或电池技术,而是飞行器整体设计与系统整合。他指出,电动推进技术已有相对成熟的基础,但如何把飞行控制、结构、航电与推进系统,整合成一套稳定可靠的飞行器,是团队投入最多精力的部分。

王明指出,项目整体投入超过3000万元,用于多款原型机的研发、制造和飞行测试,经费主要来自政府的“企业结盟基金—前置布局”(Industry Alignment Fund – Pre-Positioning)支持和大学科研资助,部分产业伙伴也以提供设备和技术等形式参与。