作者采訪了大型機(jī)身原始設(shè)備制造商，了解他們正在開發(fā)哪些技術(shù)驗(yàn)證機(jī)，以及它們?nèi)绾斡绊懳磥淼男頇C(jī)。

空中客車直升機(jī)公司正在使用多個(gè)直升機(jī)測試平臺(tái)，探索現(xiàn)有旋翼機(jī)系列和未來垂直升力飛機(jī)的新技術(shù)。該公司目前正在開展多項(xiàng)研究和技術(shù)研發(fā)，旨在提高飛機(jī)的燃油效率，同時(shí)提升性能和任務(wù)靈活性。

FlightLab（一架改裝的 H130 直升機(jī)）從空客位于法國馬里尼亞訥的起飛，正在測試各種自主飛行和飛行安全解決方案。這些解決方案包括旋翼撞擊警報(bào)系統(tǒng)、用于單發(fā)直升機(jī)的健康和使用系統(tǒng) (HUMS)，以及用于城市空中交通 (UAM) 應(yīng)用的簡化電傳飛行控制系統(tǒng)。FlightLab 也曾是 Vertex 項(xiàng)目的測試平臺(tái)，該項(xiàng)目旨在測試新型傳感器、高性能計(jì)算設(shè)備、可減輕飛行員工作負(fù)荷的新型人機(jī)界面以及垂直起降 (VTOL) 自動(dòng)化功能。

2024年10月，F(xiàn)lightLab 參與了載人-無人協(xié)同系統(tǒng)的演示。作為歐盟資助項(xiàng)目的一部分，F(xiàn)lightLab 與 VRS700 無人飛機(jī)系統(tǒng)配對飛行。

空客 DisruptiveLab 于 2023 年 1 月首飛。這架概念直升機(jī)用于測試提升飛機(jī)性能和減少影響的新架構(gòu)。其設(shè)計(jì)特點(diǎn)包括減阻旋翼槳轂、更符合空氣動(dòng)力學(xué)的起落架以及減阻20% 的更加流線型機(jī)身。重新設(shè)計(jì)的免且更小的涵道尾槳減少了 40% 的機(jī)械部件，噪音更低，同時(shí)也減少了阻力。

該直升機(jī)采用雙向混合動(dòng)力技術(shù)（reverse hybridization），與混合動(dòng)力汽車類似。空客表示，這將“大幅”減少二氧化碳排放?？傮w而言，與當(dāng)代設(shè)計(jì)相比，該直升機(jī)的燃油消耗可降低 50%。

自首飛開始，該機(jī)已累計(jì)飛行 42 小時(shí)，評估了其最大重量和速度特性以及過載能力。2024年，DisruptiveLab 進(jìn)行了全面的技術(shù)評估，驗(yàn)證了性能并確定了技術(shù)更新。今年，該機(jī)將進(jìn)行重大改裝，為下一次飛行做準(zhǔn)備，并將對包括新型推進(jìn)系統(tǒng)在內(nèi)的關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行臺(tái)架測試。

在多瑙沃特，空中客車公司正在測試基于其中型雙發(fā) H145 平臺(tái)的 PioneerLab。飛機(jī)上的新技術(shù)系統(tǒng)和機(jī)身部件由聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)事務(wù)和氣候行動(dòng)部（BMWK）共同資助。該項(xiàng)目的三個(gè)主要關(guān)注領(lǐng)域包括：通過減少機(jī)身和尾翼阻力來提高燃油經(jīng)濟(jì)性，從而減少排放；測試更高功率（500 千瓦）的混合動(dòng)力電力推進(jìn)系統(tǒng)；以及集成數(shù)字技術(shù)和傳感器，以促進(jìn)自主飛行并增強(qiáng)飛行關(guān)鍵階段的安全性。

相關(guān)技術(shù)包括旋翼撞擊預(yù)警系統(tǒng) (RSAS)，該系統(tǒng)在懸停操作中使用激光雷達(dá)傳感器來避免旋翼撞擊；使用更強(qiáng)大的激光雷達(dá)傳感器進(jìn)行輸電線探測；先進(jìn)的飛行控制系統(tǒng)，借助基于人工智能的傳感器融合和增強(qiáng)型自動(dòng)駕駛儀，可在白天或夜間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)起飛和降落；增強(qiáng)態(tài)勢能力的傳感器和圖像處理技術(shù)；以及新型主動(dòng)配平作動(dòng)器。PioneerLab 還將對由生物基和再生材料制成的結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行飛行測試。

2024 年，PioneerLab 專注于測試先進(jìn)的旋翼撞擊警報(bào)系統(tǒng)，并將生物基材料集成到直升機(jī)中。今年，該飛機(jī)將測試先進(jìn)的自動(dòng)起飛和降落系統(tǒng)、自動(dòng)調(diào)整飛的障礙物檢測系統(tǒng)以及旨在提高效率和降低油耗的空氣動(dòng)力學(xué)改進(jìn)。

最后，空客推出了 Racer 雙發(fā)復(fù)合直升機(jī)。該飛機(jī)與歐盟“清潔天空 2”計(jì)劃合作研發(fā)，于2024 年首飛，在首次飛行測試中達(dá)到了 227 節(jié)（420 公里/小時(shí)）的最高時(shí)速。今年的第二次測試將繼續(xù)測試飛行包線和新的集成技術(shù)，例如節(jié)能模式，該模式可在前飛時(shí)關(guān)閉一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，從而降低油耗和二氧化碳排放。

貝爾的可擴(kuò)展停止/折疊配置旨在為未來飛機(jī)提供現(xiàn)代噴氣式飛機(jī)的速度以及跑道性。貝爾圖片

2024 年 5 月，貝爾公司透露了一架基于貝爾 429 的自主飛行驗(yàn)證機(jī)的存在。

該機(jī)被稱為未來自主飛行實(shí)驗(yàn)室（Aircraft Laboratory for Future Autonomy, ALFA），由貝爾先進(jìn)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開發(fā)，用于測試“飛機(jī)安全系統(tǒng)”并執(zhí)行自主電傳飛行。

貝爾表示，其飛機(jī)安全系統(tǒng)將安全功能與飛行控制功能分開，“允許在不影響整體安全性的情況下快速開發(fā)和評估新型飛行控制技術(shù)”。

貝爾將 ALFA 的電傳集成描述為其商用機(jī)隊(duì)未來自主控制發(fā)展的“關(guān)鍵一步”，目的是減少飛行員的工作量并提高安全性。

ALFA 在省米拉貝爾的貝爾工廠進(jìn)行了首次飛行，目前位于貝爾在德克薩斯州沃思堡的飛行研究中心。

此外，貝爾公司還在繼續(xù)開發(fā)和測試其高速垂直起降 (HSVTOL) 技術(shù)所需的組件。2023 年，貝爾公司在位于新墨西哥州霍洛曼的美國空軍高速測試軌道上成功測試了其折疊旋翼、集成推進(jìn)和飛行控制技術(shù)。HSVTOL 項(xiàng)目是美國國防高級研究計(jì)劃局 (DARPA) 速度與跑道技術(shù) (SPRINT) 項(xiàng)目的一部分，該項(xiàng)目旨在建造一架 X-plane 飛機(jī)來演示相關(guān)技術(shù)。

貝爾公司是 2024 年 5 月該項(xiàng)目半決賽入圍的兩家公司之一。2024 年 12 月，貝爾公司宣布已在堪薩斯州威奇托市的國家航空研究所（NIAR）完成了該設(shè)計(jì)的風(fēng)洞測試。風(fēng)洞測試通過飛行中旋翼折疊和展開的順序驗(yàn)證了飛機(jī)的穩(wěn)定性和控制性。初步設(shè)計(jì)審查將于 2025 年 4 月進(jìn)行。

貝爾公司于 2021 年發(fā)布了其 HSVTOL 概念，稱其“融合了直升機(jī)的懸停能力和噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)的速度、航程及性特點(diǎn)”。貝爾表示，其飛機(jī)概念的特點(diǎn)包括：低下洗懸停能力、超過 400 節(jié)（740 公里/小時(shí)）的噴氣式巡航速度、跑道性和懸停能力，以及飛機(jī)總重范圍從 4,000 磅到 100,000磅（1,815 公斤到 45,360 公斤）的可擴(kuò)展性。

萊昂納多公司正在繼續(xù)研發(fā)下一代民用傾轉(zhuǎn)旋翼技術(shù)驗(yàn)證機(jī)（NGCTR-TD），該驗(yàn)證機(jī)是在歐盟“清潔天空 2” 計(jì)劃下開發(fā)的。

NGCTR-TD 將測試下一代高速垂直起降飛機(jī)所需的核心技術(shù)。萊昂納多公司于 2024 年下半年開始對該機(jī)進(jìn)行地面試車，包括測試連接兩個(gè)減速器和發(fā)動(dòng)機(jī)的互聯(lián)傳動(dòng)軸，并驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)功率。

NGCTR-TD 采用了五項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)：先進(jìn)的機(jī)翼結(jié)構(gòu)；可減少配平阻力的優(yōu)化 V 型尾翼配置；帶有分體式齒輪箱的非傾轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，允許更廣泛的選擇發(fā)動(dòng)機(jī)，避免地面熱燃?xì)鉀_擊，同時(shí)降低地面噪音；采用模塊化、分布式和可擴(kuò)展飛行控制系統(tǒng)的先進(jìn)電傳控制；以及高效的發(fā)動(dòng)機(jī)艙設(shè)計(jì)，最大限度地減少阻力，改善控制，并通過對發(fā)動(dòng)機(jī)艙傾轉(zhuǎn)的差動(dòng)控制，減少垂直起降模式下的揮舞。

在另一項(xiàng)進(jìn)展中，英國的 Proteus 無人旋翼技術(shù)驗(yàn)證機(jī)預(yù)計(jì)將于 2025 年中期首次飛行。

這架重達(dá)三噸的飛機(jī)將用于展示自主性、有效載荷模塊化和可互換性方面的進(jìn)步，并開發(fā)新的旋翼機(jī)技術(shù)、設(shè)計(jì)和制造工藝。該飛機(jī)的研發(fā)將支持英國皇家海軍海上航空轉(zhuǎn)型（MATx）戰(zhàn)略，該戰(zhàn)略涵蓋了到 2040 年海上航空的發(fā)展。

Proteus 借鑒了萊昂納多現(xiàn)有直升機(jī)產(chǎn)品組合和無人機(jī)系統(tǒng) (UAS) 項(xiàng)目的知識(shí)和部件，以降低成本并加速飛機(jī)研發(fā)。該設(shè)計(jì)將展示大型無人機(jī)系統(tǒng)在海洋中的可行性。模塊化有效載荷艙旨在實(shí)現(xiàn)靈活的任務(wù)角色，包括能夠?qū)⑷剂吓c任務(wù)有效載荷互換。Proteus 能夠根據(jù)不同任務(wù)插入特定的有效載荷。

萊昂納多公司創(chuàng)建了 Proteus 的“數(shù)字孿生”以輔助開發(fā)。該數(shù)字孿生在合成中使用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，無需進(jìn)行實(shí)機(jī)試飛即可測試、修改和驗(yàn)證其性能。萊昂納多公司還在試驗(yàn)新的數(shù)字旋翼機(jī)制造技術(shù)，包括 3D 打印和低溫固化復(fù)合材料，這些技術(shù)可減少零件生產(chǎn)的制造周期。

SW-4 Solo 無人機(jī)系統(tǒng)/可選駕駛直升機(jī)（RUAS/OPH）是歐盟資助的MUSHER（直升機(jī)有人/無人系統(tǒng)）和歐洲有人無人協(xié)同（e-MUMT）系統(tǒng)于 2024 年 10 月進(jìn)行的演示試驗(yàn)的核心組成部分。該于 2020 年啟動(dòng)，旨在提高歐洲在民用、軍用或混合中操作有人和無人機(jī)平臺(tái)的能力。

MUSHER 由泰雷茲公司協(xié)調(diào)，其行業(yè)合作伙伴包括萊昂納多公司、空客直升機(jī)公司、Indra 公司噴砂機(jī)配件、泰雷茲葡萄牙公司和空間應(yīng)用服務(wù)公司。項(xiàng)目的主要目標(biāo)是設(shè)計(jì)一個(gè)可擴(kuò)展的歐洲有人-無人協(xié)同 (MUM-T) 系統(tǒng)，使歐洲部隊(duì)的載人平臺(tái)（直升機(jī)）和無人機(jī) (UAV) 能夠在北約研究選定的任務(wù)場景內(nèi)進(jìn)行互操作。

2024 年 9 月 30 日至 10 月 9 日，萊昂納多公司駕駛一架 AW189 超中型雙發(fā)直升機(jī)與一架遙控 SW-4 Solo RUAS/OPH 技術(shù)驗(yàn)證機(jī)一起飛行。SW-4 上載有一名安全飛行員，但飛機(jī)由 AW189 上的工作站控制。與此同時(shí)，空中客車直升機(jī)公司在法國成功完成了與 RUAS 配對的直升機(jī)類似活動(dòng)。為了驗(yàn)證全面的互操作性，飛行試驗(yàn)包括 AW189 與空中客車 RUAS 在法國的聯(lián)合操作，通過衛(wèi)星連接進(jìn)行實(shí)時(shí)有效載荷數(shù)據(jù)傳輸，以及萊昂納多 SW-4 Solo 與空中客車直升機(jī)之間的互動(dòng)。

2024 年 10 月，西科斯基使用一架“黑鷹”直升機(jī)執(zhí)行了一項(xiàng)自主滅火任務(wù)。該直升機(jī)采用西科斯基的 Matrix 飛行自主系統(tǒng)，并結(jié)合 Rain 公司的野火任務(wù)自主技術(shù)，按照指令起飛，確定火勢和規(guī)模，然后在火勢仍處于初期階段時(shí)，用放置在 60 英尺（18 米）長繩上的“斑比”消防水桶精準(zhǔn)灑水。此次演示在康涅狄格州斯特拉特福德的西科斯基總部進(jìn)行。飛行過程中，駕駛艙內(nèi)有一名安全飛行員，但在“黑鷹”著陸前，他沒有沒有觸碰裝置。

這是近年來 Matrix 系統(tǒng)眾多成功應(yīng)用之一。2022 年，美國國防高級研究計(jì)劃局（DARPA）駕駛一架 UH-60A “黑鷹”直升機(jī)空載飛行了 30 分鐘，作為該局“機(jī)組人員駕駛艙自動(dòng)化系統(tǒng)”（ALIAS）項(xiàng)目的一部分，該項(xiàng)目采用了 Matrix 技術(shù)。ALIAS 旨在通過在現(xiàn)有飛機(jī)上增加高水平的自動(dòng)化功能來減輕飛行員的工作負(fù)擔(dān)。

2023 年，西科斯基宣布與通用電氣公司合作開發(fā)一款全自動(dòng)混合動(dòng)力電動(dòng)（HEX）驗(yàn)證原型機(jī)。當(dāng)時(shí)，該公司表示，預(yù)計(jì)這款無人機(jī)將于 2026 年或 2027 年試飛。初步計(jì)劃是擴(kuò)大HEX 的規(guī)模，使其能夠搭載乘客和貨物。

最終，在 2024 年 5 月，西科斯基宣布，作為 DARPA 輔助計(jì)劃的一部分，該公司正在進(jìn)行旋翼吹氣式無人 eVTOL 的試飛。該無人機(jī)系統(tǒng)采用雙螺旋槳推進(jìn)器，像直升機(jī)一樣尾部起飛和降落，并可轉(zhuǎn)換為水平前飛以執(zhí)行長航時(shí)任務(wù)。西科斯基表示，該飛行器將具有可擴(kuò)展性，并集成其 Matrix 自主飛行控制系統(tǒng)。

西科斯基正在開發(fā)所謂的旋翼式無人 eVTOL，這是 DARPA 輔助計(jì)劃的一部分。西科斯基圖片

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