作者采訪(fǎng)了大型機(jī)身原始設(shè)備制造商，了解他們正在開(kāi)發(fā)哪些技術(shù)驗(yàn)證機(jī)，以及它們?nèi)绾斡绊懳磥?lái)的旋翼機(jī)。

空中客車(chē)直升機(jī)公司正在使用多個(gè)直升機(jī)測(cè)試平臺(tái)，探索現(xiàn)有旋翼機(jī)系列和未來(lái)垂直升力飛機(jī)的新技術(shù)。該公司目前正在開(kāi)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(guó)馬里尼亞訥的起飛，正在測(cè)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(jiǎn)化電傳飛行控制系統(tǒng)。FlightLab 也曾是 Vertex 項(xiàng)目的測(cè)試平臺(tái)，該項(xiàng)目旨在測(cè)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(wú)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(wú)人飛機(jī)系統(tǒng)配對(duì)飛行。

空客 DisruptiveLab 于 2023 年 1 月首飛。這架概念直升機(jī)用于測(cè)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(xiàn)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(chē)類(lèi)似?？湛捅硎?，這將“大幅”減少二氧化碳排放。總體而言，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(kāi)始，該機(jī)已累計(jì)飛行 42 小時(shí)，評(píng)估了其最大重量和速度特性以及過(guò)載能力。2024年，DisruptiveLab 進(jìn)行了全面的技術(shù)評(píng)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(duì)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(cè)試。

在多瑙沃特，空中客車(chē)公司正在測(cè)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(guò)減少機(jī)身和尾翼阻力來(lái)提高燃油經(jīng)濟(jì)性，從而減少排放；測(cè)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(lái)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(xiàn)探測(cè)；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(shì)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(duì)由生物基和再生材料制成的結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行飛行測(cè)試。

2024 年，PioneerLab 專(zhuān)注于測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)試將繼續(xù)測(cè)試飛行包線(xiàn)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(lái)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(chēng)為未來(lái)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(kāi)發(fā)，用于測(cè)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(kāi)，“允許在不影響整體安全性的情況下快速開(kāi)發(fā)和評(píng)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(lái)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(kāi)發(fā)和測(cè)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(guó)空軍高速測(cè)試軌道上成功測(cè)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(guó)國(guó)防高級(jí)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(lái)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(guó)家航空研究所（NIAR）完成了該設(shè)計(jì)的風(fēng)洞測(cè)試。風(fēng)洞測(cè)試通過(guò)飛行中旋翼折疊和展開(kāi)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(chēng)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(guò) 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(kāi)發(fā)的。

NGCTR-TD 將測(cè)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(kāi)始對(duì)該機(jī)進(jìn)行地面試車(chē)，包括測(cè)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(guò)對(duì)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(guó)的 Proteus 無(wú)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(kāi)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(guó)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(wú)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(wú)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(kāi)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(wú)需進(jìn)行實(shí)機(jī)試飛即可測(cè)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(wú)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(wú)人系統(tǒng)）和歐洲有人無(wú)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(wú)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(wú)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(wú)人機(jī) (UAV) 能夠在北約研究選定的任務(wù)場(chǎng)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(chē)直升機(jī)公司在法國(guó)成功完成了與 RUAS 配對(duì)的直升機(jī)類(lèi)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(chē) RUAS 在法國(guó)的聯(lián)合操作，通過(guò)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(chē)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(shì)和規(guī)模，然后在火勢(shì)仍處于初期階段時(shí)，用放置在 60 英尺（18 米）長(zhǎng)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(guò)程中，駕駛艙內(nèi)有一名安全飛行員，但在“黑鷹”著陸前，他沒(méi)有沒(méi)有觸碰裝置。

這是近年來(lái) Matrix 系統(tǒng)眾多成功應(yīng)用之一。2022 年，美國(guó)國(guó)防高級(jí)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(guò)在現(xiàn)有飛機(jī)上增加高水平的自動(dòng)化功能來(lái)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(kāi)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(wú)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(wú)人 eVTOL 的試飛。該無(wú)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(zhǎng)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(kāi)發(fā)所謂的旋翼式無(wú)人 eVTOL，這是 DARPA 輔助計(jì)劃的一部分。西科斯基圖片

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