Zuri改进其倾转旋翼eVTOL方案设计

Zuri改进其倾转旋翼eVTOL方案设计

Zuri是捷克的初创eVTOL企业,于2019年首次公开发布了其设计概念:采用8个升力旋翼螺旋桨、1个推进螺旋桨的双尾撑复合翼垂直起降飞机,采用混合动力系统,主要用于旅游和城市出行。该公司先后发布了1.0复合翼版本和2.0倾转旋翼版本,在2022年10月,其2.0版本再次进行了设计更新。
Zuri的主要参数和性能指标为:
5座布局,垂直起降,最大航程700km+(混合动力,并有30分钟备份),最大速度为300km/h+,起降场地要求26mX26m。
图1 700km航程覆盖范围示意图
Zuri 1.0
最初的概念采用前拉动力,后考虑到视野和美观,改为尾推方式,推进动力为涡桨发动机。其升力旋翼螺旋桨的布局,除了8旋翼外,还有16旋翼共轴反向和同向的设计方案。
图2 前拉+8旋翼
图3 尾推+8旋翼
图4 尾推+16旋翼(共轴同向)
6 风洞测试
2021年9月,Zuri完成了大尺寸样机(翼展11m)的悬停测试。该样机只有前中机身和机翼,没有后机身和尾翼,配重在机身中进行模拟。共4根撑杆,从内向外电机分别为内倾、外倾设置,与旋翼旋转方向匹配,以提供更好的抗风性能和调整机头指向的能力。
图8 升力电机采用内-外倾斜安装
图9 Zuri1.0大尺寸样机悬停测试
Zuri 2.0
Zuri 2.0于2022年1月发布,2+2或2+3的座椅布局,采用倾转旋翼设计,前后共8个倾转动力。前方主机翼上采用4个较大的倾转螺旋桨,平尾上采用4个较小的倾转螺旋桨,尾翼为正常布局,有一个垂直尾翼。平尾的位置相比主翼更低,巡航时其后方螺旋桨受前方流场干扰较大。
纯电动版本的eVTOL最大航程为100km,后面也考虑涡轮发电方式。
图10 Zuri2.0前后视图
图11 Zuri 2.0的应用场景
12 涡轮发电机
Zuri 2.0 改进
2022年10月,Zuri 2.0进行多轮迭代优化后,更改了大量设计,主要有:
(1)飞机采用1+2+2的座椅布局,极后重心后移;
(2)采用涡轮发电机发电,提供全机动力来源,并增加了背部进气口和后机身两侧的排气口,最大航程从电动版的100km提升到700km;
(3)机身设计修改,客舱长度增加,机身长细比加大,减小阻力;
(4)机翼面积加大,取消翼梢小翼,增加动力撑杆与翼面结合处的流线型整流设计,有效减小阻力,也有利于复合材料成型和传力;
(5)起落架收放方式更改。之前的起落架是向上收放到后机身侧面,由于空间被用于客舱/货舱,起落架改为收放在底部,并增加了向外突出的主起落架支架和整流,减少主起落架的空间占用;
(6)取消垂尾,改为更大展长的V尾并后移。尾部的4个动力电机间距加大,可安装更大的螺旋桨。后部4个电机的位置抬升,受前方机翼和螺旋桨尾流的干扰大幅降低,对地面人员也更安全。