Horizon Aircraft розробляє перший гібридний літак eVTOL з дальністю 800 км

Літак Горизонт

У світі авіації запуск комерційних польотів eVTOL (електричний вертикальний зліт/посадка) починає вимальовуватися на екрані радара. У той час як це відбувається, один літак прагне захопити особливий шматок ринку передової повітряної мобільності, який не може оскаржити жоден із його конкурентів, тобто забезпечення електричних польотів для семи людей, які літають зі швидкістю до 250 вузлів (450 км/год) і з довжиною етапу близько 500 миль (800 км). Цим літаком є ​​Horizon Aircraft Cavorite X7. 

Після зустрічі з Філом Келлі, старшим віце-президентом з розвитку бізнесу канадської компанії Horizon Aircraft на авіасалоні у Фарнборо в липні 2024 року, компанія AeroTime вивчає цей унікальний літак, аналізує технологію, що лежить в його основі, і дивиться на те, що може бути наступним протягом цього тривалого часу. гібридний піонер eVTOL. 

Що таке Cavorite X7? 

Cavorite X7, названий на честь вигаданого матеріалу, що кидає виклик гравітації в романі Герберта Уеллса 1901 року «Перші люди на Місяці», — це гібридний літальний апарат eVTOL, який поєднує в собі звичайний авіаційний двигун із вентиляторами на крилах, що живляться від батарейок. Він має головне крило зі стріловидністю вперед, а також менший набір горизонтальних стабілізаторів у формі вутки, встановлених на передній частині фюзеляжу. Літак також має подвійну стрілу вертикальних стабілізаторів у задній частині та монококову кабіну, яка може вмістити до шести пасажирів, а також робочого пілота.  

Ключова відмінність Cavorite X7 від інших літаків eVTOL, які зараз розробляються, полягає в тому, що, хоча відкриті гвинти є основним джерелом вертикальної тяги в цих літаках (за винятком Lilium Jet), Cavorite X7 використовує приховані вентилятори з електричним приводом, вбудовані всередину. стрілоподібні конструкції крил для забезпечення вертикального підйому – система, яку компанія називає своєю запатентованою конструкцією «HOVR Wing».    

Ця унікальна конструкція «віяло в крилі» поєднує в собі маневреність і універсальність гелікоптера зі швидкістю і міцністю звичайного літака.  

Літак Горизонт

Під час фаз зльоту та посадки поверхні крила можуть перетворюватися з гладкої горизонтальної поверхні польоту на стабілізатор, що містить 14 вентиляторів, які забезпечують підйомну силу для вертикального польоту – п’ять вбудованих з обох боків основного крила, а також додатковий два встановлені з обох боків у передніх крилах вуток. Вентилятори відкриваються за допомогою ковзних поверхонь, які втягуються в структуру крила за командою керуючого пілота. Це дозволяє повітрю втягуватися через верхню частину вентилятора та витіснятися через нижню частину у вигляді тяги вниз.  

Багато літаків eVTOL покладаються на однакові встановлені ротори для забезпечення вертикальної підйомної сили, а потім транспонування в положення обличчям назад для переходу до польоту вперед. Однак Cavorite X7 використовує інший підхід.  

Піднявшись у повітря, літак покладається на звичайний гвинт, встановлений ззаду, для забезпечення тяги вперед, у той час як панелі, які закривають встановлені на крилах вентилятори, повертаються у своє повністю закрите положення. Саме в цей момент Cavorite X7 приймає конфігурацію звичайного літака, з двигуном і пропелером, що забезпечують тягу вперед, а крила забезпечують необхідну підйомну силу. 

У такій конфігурації переднього польоту Cavorite X7 здатний виконувати місії на набагато більшу дальність, ніж його конкуренти, враховуючи те, що він покладається на один двигун для руху, а не на кілька наборів гвинтів, як це видно на інших конструкціях вертолітного типу eVTOL.  

Літак ГоризонтТехнічні характеристики 

Здатний долати етапи довжиною до 500 миль (800 км) під час крейсерської швидкості до 250 вузлів (450 км/год), Cavorite X7 може перевозити корисне навантаження до 680 кг (1500 фунтів) у режимі вертикального польоту. Це збільшується до 815 кг (1800 фунтів), якщо літати виключно в звичайному режимі польоту, використовуючи злітно-посадкові смуги для зльоту та посадки. Максимальна вага брутто літака становить 2500 кг (5500 фунтів).    

Літак Горизонт

Якщо перевозити лише одного пілота для порома або позиціонування, максимальна дальність Cavorite X7 збільшується до 900 миль (1450 км). Що стосується розмірів, Cavorite X7 має 11,6 метрів (38 футів) у довжину та 2,8 метра (9,2 футів) у висоту. Літак матиме розмах крил 15 метрів (50 футів).   

Продуктивність 

Horizon стверджує, що Cavorite X7 зможе використовувати різноманітні посадочні майданчики та аеродроми для операцій, враховуючи його універсальну конфігурацію. Для посадки він може використовувати звичайну злітно-посадкову смугу. Крім того, вентилятори можуть бути розгорнуті для приземлення на вертолітному майданчику, інших асфальтованих або ґрунтових поверхнях або навіть на площі розміром з тенісний корт.  

Літак Горизонт

Літак може перевозити шість пасажирів, а також пілота для виконання польотів довжиною до 500 миль (800 км). Ця місткість відрізняє Cavorite X7 від його конкурентів, таких як Archer Midnight , Joby Aviation S4 , Wisk Aerospace Generation 6 і Vertical Aerospace VX4, які перевозять менше пасажирів. Тільки Lilium Jet може конкурувати з місткістю семи осіб. 

За словами самої компанії, таке значне збільшення пасажирського навантаження робить Cavorite X7 кращим за економічністю порівняно з конкурентами. Його вища здатність перевозити більшу кількість пасажирів знижує витрати на одного пасажира, забезпечуючи більшу гнучкість при встановленні тарифів або стягуванні чартерних ставок оператора для літака. 

Літак Горизонт

Компанія хоче відзначити, що Cavorite X7 розроблено для максимальної безпеки за будь-якої погоди. Дійсно, враховуючи різноманітні кліматичні умови, в яких Horizon передбачає експлуатацію своїх літаків у майбутньому, компанія використовує контрольний показник здатності літати у відомих умовах обледеніння як ціль сертифікації.  

Компанія прагне, щоб Cavorite X7 був як VFR (правила візуального польоту), так і IFR (правила польоту за приладами), сертифікований, що означає, що літак буде здатний працювати в несприятливих погодних умовах, і його робота не буде перешкоджати погода, яка інакше могла б утримати його на землі.   

Незважаючи на використання всіх 14 підйомних вентиляторів на фазах зависання польоту, у конструкцію було вбудовано високий рівень резервування, щоб навіть численні збої були терпимими з невеликим ефектом. На стадіях розробки прототипу Cavorite X7 вдалося підтримувати зависання навіть із 30% відключених вентиляторів, кажуть у компанії. 

Власні прогнози Horizon показують, що Cavorite X7 може запропонувати на 30% нижчі прямі експлуатаційні витрати, ніж вертоліт, який виконує аналогічну регіональну транспортну місію. Крім того, він зможе переміщувати людей і вантажі майже вдвічі швидше, ніж традиційний вертоліт, що робить його життєздатним конкурентом таким літакам у подібних місіях.  

Стійкість 

Незважаючи на те, що спочатку Cavorite X7 розроблявся як гібридний електричний літак, компанія хоче зазначити, що так буде не завжди. Гібридна модель була обрана з самого початку, щоб задовольнити сучасну потребу в легкому літальному апараті більшої дальності, здатному здійснювати вертикальний політ, водночас скорочуючи викиди парникових газів у порівнянні з традиційними літаками, які виконують подібні місії, такими як вертольоти з турбінними двигунами.  

Багато хто може заперечити, що, враховуючи його звичайний двигун, Cavorite X7 не можна порівнювати з іншими повністю електричними літаками eVTOL, які розробляються. Однак Horizon зазначає, що більшість літаків його конкурентів перевозять понад 907 кг (2000 фунтів) літієвих батарей на борту кожного польоту, тому їх не можна вважати повністю вільними від викидів.   

Літак Горизонт

Оскільки сучасне виробництво літієвих батарей споживає велику кількість енергії, токсичних хімікатів і величезну кількість води, порівняння є більш рівним, ніж може здатися на перший погляд. Як повідомляє Horizon з посиланням на дані Earth.org, на кожну метричну тонну (2200 фунтів) видобутого літію в атмосферу викидається 15 метричних тонн (33 000 фунтів) вуглекислого газу.  

Хоча спочатку розробляється гібридна модель Cavorite X7, технологія батареї продовжує вдосконалюватися як з точки зору енергії, так і щільності потужності. Крім того, Horizon продовжує стежити за розробками в області водневих літаків і інноваційними роботами, які проводять у цій галузі такі компанії, як ZeroAvia і Cranfield Aerospace. Щойно стане доступним життєздатне рішення щодо живлення, яке може викорінити потребу Cavorite X7 покладатися на викопне паливо, тоді Horizon зобов’язується перенести цю інновацію на свої літаки.     

Відповідні місії 

У коментарі, націленому на своїх майбутніх конкурентів на ринку eVTOL, Horizon стверджує, що його ціль як організації полягає не тільки в тому, щоб «просто доставити пару людей до аеропорту або полегшити поїздку на роботу для кількох обраних заможних».  

Натомість компанія прагне зробити «позитивний внесок у життя людей шляхом розробки та виробництва Cavorite X7, щоб задовольнити справжні регіональні транспортні потреби». Завдяки передбачуваній гнучкості, швидкості та неперевершеній дальності польоту Horizon хоче підкреслити, що Cavorite X7 готовий до використання в кількох життєво важливих секторах, а також у загальних і спеціалізованих місіях. 

Що стосується операцій з медичної евакуації (медичної евакуації), компанія заявляє, що маневреність, місткість і конфігурація кабіни Cavorite X7 дозволять здійснювати медичну евакуацію поранених з місць аварії або ізольованих зон до лікарні вдвічі швидше, ніж звичайний вертоліт. Він також бачить роль Cavorite X7 у безпечній, швидкій передачі та доставці органів і термінових ліків до медичних центрів, а також у транспортуванні інших важливих медичних матеріалів. 

Літак Горизонт

Що стосується місій реагування на стихійні лиха, оскільки катастрофічна погода є зростаючою загрозою для багатьох регіонів по всьому світу, компанія передбачає, що Cavorite X7 запропонує «швидке й ефективне доповнення до державних і федеральних операцій через пошуково-рятувальні місії та доставку постачання до зон, уражених торнадо». , урагани, зсуви, шторми, повені або лісові пожежі». 

Cavorite X7 також може виявитися корисним з точки зору більш загальних завдань eVTOL. На додаток до придатності для міжміських ділових або особистих подорожей, схожих на роль повітряного таксі, на яку націлені інші розробники eVTOL, він має можливість надавати пасажирські послуги з трансферу та транспортування, а також доставку вантажів і товарів, що залежать від часу. до недостатньо забезпечених або віддалених регіонів. 

Нарешті, для виконання спеціалізованих місій Horizon рекламує Cavorite X7 як «рентабельну, спритну альтернативу для цілого ряду додатків», включаючи спостереження та контроль дорожнього руху, надзвичайне спостереження та моніторинг натовпу, розслідування, зникнення безвісти. пошуки та координація зусиль з евакуації напередодні катастрофічних погодних умов. 

Термін сертифікації 

Оскільки Cavorite X7 буде здебільшого літати як звичайний літак, Horizon вважає, що його буде безпечніше, а отже, легше сертифікувати, ніж інші літаки eVTOL, які зараз розробляються або проходять сертифікаційні випробування. Крім того, Cavorite X7 буде працювати від гібридної електричної системи, яка буде заряджати акумуляторну батарею під час польоту, а також після польоту, а також забезпечуватиме значне резервування системи, і ці аспекти також повинні прискорити програму сертифікації. 

Подорож Cavorite X7 почалася в січні 2021 року, коли Horizon показала свій попередній дизайн Cavorite X5, після чого відбувся успішний перший політ зменшеного прототипу в березні 2021 року.  

Літак Горизонт

У січні 2022 року Horizon отримав контракт з Міністерством оборони США Фази 1 високошвидкісного вертикального зльоту та посадки, а в серпні 2022 року відбувся перший політ більшого масштабу (50%) прототипу. У грудні того ж року за цим послідували перші прив’язані випробування на відкритому повітрі прототипу масштабу 50%.  

У березні 2023 року прототип масштабу 50% пройшов льотні випробування в аеродинамічній трубі прототипу масштабу 50%. Потім, у серпні 2023 року, орган із сертифікації транспорту Канади дав дозвіл на початок дистанційно пілотованих перехідних випробувань на відкритому повітрі. 

Потім ми перенесемося до вересня 2024 року, коли компанія Horizon оголосила, що приступає до наступного важливого етапу розробки Cavorite X7. У програмі льотних випробувань літака прототип провів сотні успішних льотних випробувань, а програма спрямована на повні випробування швидкості переходу, які, як сподіваються, будуть завершені до кінця 2024 року.  

За даними Horizon, результати випробувань у реальних умовах «швидко покращують дизайн і виробництво повномасштабного літака та його підсистем». Тим часом компанія продовжує розробляти ключові технології, які лежать в основі Cavorite X7, включаючи повномасштабні силові установки, які є ключовими для технології HOVR Wing.  

Брендон Робінсон, генеральний директор Horizon Aircraft, сказав у вересні 2024 року: «Я надзвичайно пишаюся темпами нашої повномасштабної програми розробки авіаційних систем, командою світового рівня, яку ми створюємо, і технологіями, які змінюють правила гри. приведення до Advanced Air Mobility».  

«Наш унікальний підхід, орієнтований на клієнта, надає пріоритет створенню міцного літака eVTOL, який може працювати в поганих погодних умовах, умовах обледеніння та інших складних умовах експлуатації. Ця стратегія набуває все більшої популярності серед операторів, що сприяє значному попиту», – додав Робінсон. 

Резюме 

У тому, що стає багатолюдним ландшафтом передової повітряної мобільності, багато розробників зосереджуються на міському ринку. Однак концепція Horizon щодо впровадження гібридного та універсального літака eVTOL може просто виділити його серед конкурентів, які, безсумнівно, стануть жорстокою конкуренцією за забезпечення продажів клієнтам.  

Хоча Cavorite X7 від Horizon може бути не повністю електричним на даному етапі, його запас ходу та корисне навантаження все ще будуть привабливою пропозицією для операторів на ринках, де інші eVTOL (і звичайні вертольоти) не можуть конкурувати. На таких ринках Cavorite X7, ймовірно, посідає собі нішу під час виконання дальніх спеціалізованих місій. Однак якщо будь-який такий проект ґрунтується на поєднанні інновацій, амбіцій і бачення, лише час покаже, чи справді це так.