机械操控的eSTOL-混合动力电动EL-2 Goldfinch首飞

2023年11月中旬至12月初,Electra驾驶EL-2验证机在弗吉尼亚州进行了六次飞行。并计划在2024年进行额外的飞行测试,包括一些测试,以验证飞机可以从45米的“超短”距离起飞。
 

当Electra的验证机,混合动力电动EL-2 Goldfinch,旋转八个螺旋桨,开始首次飞行时,与大多数其他从事飞机电气化工作的首次飞行相比,有一个显著的区别:首席试飞员Cody Allee登上了这架双驾驶飞机。

该领域的其试飞倾向于在让飞行员登机之前,从地面远程驾驶飞机,通常要试验多次。2023年11月11日从弗吉尼亚州马纳萨斯地区机场起飞的航班上有机载飞行员,排除了可以接受大量技术风险的开发方法,减少技术风险是Electra的一个商业决定。

 
Electra在建模、模拟和地面测试方面投入了更多时间,以对此次飞行以及12月结束的初步测试活动中五次额外飞行的成功几率和安全性充满信心。飞行的持续时间和复杂性逐渐增加。第一次飞行仅由四个锂离子电池向电机供电,Electra没有透露持续时间。在11月19日进行的第二次飞行中,混合动力系统投入使用,展示了计划生产版本的增程能力,这次飞行持续了23分钟,Allee将飞机带到3200英尺的高度,在华盛顿特区郊区上空飞行了48公里。六次飞行中最长的一次持续了50分钟。
Electra设计体现了安全性,整机有八个电机和五个动力——一个发电机和四个电池——有着令人难以置信的冗余,这意味着与单引擎或双引擎飞机相比,单个部件的故障没有那么紧迫。

 
11月19日的飞行标志着第一架混合动力短距起降飞机。具体而言,Electra将计划生产的版本称为“超短起降”飞机,2024年打算展示其在45米以内起飞的能力。这样的短距离起飞将通过横跨机翼的八个螺旋桨实现。这些螺旋桨在空气到达前缘之前对其进行加速,以“吹升”技术增加机翼形状和飞机向前运动产生的升力。
 
Goldfinch的飞行速度可以慢到35节,即每小时64公里,并且与飞行速度更快时的操纵方式完全相同,没有通常伴随这些速度而来的抖动。Electra已经证明,计算机建模和整个设计非常匹配。
 
与传统飞机相比,这种低速稳定性意味着飞机可以在试飞达到的高度的上限范围内应对更陡的迎角。低速将在即将到来的试飞中得到更多探索。并将开始深入探索吹升技术的好处。
 
使用电池供电的试飞表明,Goldfinch可以在没有更大噪音的涡轮发电机的情况下起飞和降落,可以使该动力技术成为机场周围居民更好的邻居。
 
Allee可能会让飞机在第二次飞行中保持更长的飞行时间,但接近冰点的温度导致锂离子电池变得太冷,无法实现最佳运行,这是根据环境温度预期的。该验证机没有未来版本的完整热管理系统,尤其是调节冷却液的能力。
 
关于电力,EL-2上的电力有时只来自汽轮发电机,有时只来自电池,有时同时来自两者。Electra计划在未来的飞行测试中研究何时以及如何在这些动力来源之间实现正确的平衡。该汽轮发电机反映了Electra的商业战略,即从小型EL-2扩展到九乘客生产版本,无需充电即可飞行800公里。相比之下,目前正在开发的纯电动飞机的续航里程已达到240公里左右。更远的航程意味着Electra的飞机可以取代今天的长途汽车旅行,这相当于一个非常有前景的细分市场。
 
NASA取消的X-57全电动飞机本应在阳光下测试一种吹升技术,但该机构决定在2023年早些时候结束该项目,不再飞行,部分原因是其电机出现问题。EL-2飞机和X-57只有非常少的相似之处。EL-2一直在用所有的螺旋桨吹机翼。而NASA原本打算在起飞后关闭并收起一些螺旋桨。
 
从EL-2到尚未命名的生产版本也将有重大变化。验证机的电缆和滑轮直接连接到飞行控制面,而生产型将通过软件从驾驶舱向控制面发送电子命令,这意味着将通过电缆飞行。使用机械控制面飞行表明,不需要花哨的电传飞行系统来确保飞机的安全和可飞行。
 
未来的试飞将深入到稳定性控制和飞机性能的每一个细节,而前两次飞行旨在展示所有系统的基本功能,主要是混合动力系统可以正常运行,尽管高度、航程和外部发生了变化,但温度仍保持在应有的范围内。