Beta Technologies 开设电动飞机制造工厂并投入生产

尽管上市的电动飞机初创公司大肆宣扬每一个财务和技术里程碑，以安抚股东，但贝塔科技公司在相对私有制的保护区内取得了实质性进展。

两名有飞行员的全尺寸示威者已经记录了500多次飞行，包括常规和垂直起降。数百台电动机已经完成了超过10000小时的地面测试。10月2日，贝塔在佛蒙特州的帕特里克·莱希-伯灵顿国际机场开设了制造工厂。

该制造厂每年可生产300架飞机

一种型号设计的发动机在示威者身上飞行

生产意图电池系统正在形成

《航空周刊》8月对伯灵顿的访问突显了贝塔的平静进展，从进行例行试飞的飞机、正在进行耐力运行的电机和正在制造的电池组，到已经在几乎完整的制造设施中就位的机翼组装夹具。

这不是一个像Joby Aviation和Archer Aviation组装第一架飞机那样的试点生产设施。贝塔电动飞机的首批原型机将在同一个工具上和同一栋建筑中制造，认证生产的飞机计划于2025年开始下线。

第一架飞机将是Beta的Alia设计的CX300电动常规起降（eCTOL）版本。这家初创公司在2022年决定，客户对电动飞机的需求证明，首先推出更容易认证的固定翼飞机是合理的。FAA认证的目标是2025年。

CX300交付给Bristow Group和United Therapeutics等客户将带来收入，而Beta将继续开发A250电动垂直起降（eVTOL）版本的Alia，计划于2026年获得认证。这两个版本都有80%的通用性，并且将在相同的工具上构建。

工业化

Beta成立于2017年，已从私人投资者那里筹集了超过8亿美元，在先进的空中交通行业中，其获得的资金总额排名第四，仅次于Joby、Archer和Lilium。贝塔表示，它已在资本设施上投资超过1.5亿美元，其中包括制造厂。

贝塔没有像Joby那样垂直整合，也没有像Archer那样外包主要的航空结构，而是选择在内部购买零件和组装飞机。这将使初创公司能够在生产增加时控制流程变化，并决定何时何地进行投资和自动化。

Albany Engineered Composites（AEC）是波音公司和空中客车公司的供应商，正在为Alia的复合材料主结构提供“大骨架”。第一个机翼蒙皮的自动胶带铺设于8月底在盐湖城的AEC完成。索尔维提供碳纤维预浸料系统。

Beta宣布的其他供应商合作伙伴包括集成飞行甲板的Garmin、起落架的Triumph和推进器的Hartzell，后者适用于eCTOL和eVTOL版本。Sensata Technologies正在为飞行员inceptors和Volz Servos提供用于飞行控制表面的机电旋转致动器。

Advanced Integration Technology提供组装工具和设备，并向Beta的复合材料零件供应商提供工具。机翼、吊杆、尾翼、机身和总装都有装配位置。建在60英尺的地基上。工具，一体式机翼在两个Alia版本中都是通用的，尽管eCTOL版本在eVTOL变体上没有用于升降电机的高压接线。

该建筑占地40英亩，完全由太阳能和地热能供电，占地188500英尺。²设施的设计年产量可达300架，但在第二阶段扩建时，其规模可能会翻倍。

贝塔在蒙特利尔也有分店；纽约普拉茨堡；北卡罗来纳州罗利市；俄亥俄州斯普林菲尔德；以及华盛顿。普拉茨堡国际机场曾是战略空军司令部的一个空军基地，从伯灵顿飞往尚普兰湖的短途航班，是贝塔飞行测试中心的所在地，两个机库容纳了示威者、遥测系统、飞行员简报设施和测试控制室。

预计将在年底前下线，首批原型将用于证明制造过程，然后与客户进行测试，而不是直接进行FAA认证的信用测试。

Beta的创始人兼首席执行官Kyle Clark说：“最初的三四架飞机实际上是在试运行。”。“我们可以直接让他们进行信用测试。我们不会这样做，原因有两个。一是航空航天领域围绕电气化的思想发生了一些转变，我们发现了销售预先认证飞机的能力。另一个是，学习曲线仍然非常陡峭，与其说是设计，不如说是过程。如果我们加紧这一进程。”

他说：“在调试这条线路的过程中，我们真的在测试所有没有公开谈论的工业化要素。”。“这包括业务系统、质量管理系统、员工培训手册和计费机制。”

将进入合格品结构测试的第一个结构将在第一架完全合格的飞机下线之前进行。克拉克说：“原因是我们想尽可能多地了解机身。”。“如果有问题，我们想尽快知道。所以，在制造第一架飞机之前，我们实际上会折断我们的第一个机翼。”

可见的进展

除了制造设施之外，在伯灵顿机场周围其他建筑的测试台、电机测试、电池组装、飞机充电器和飞行训练活动中，也可以看到贝塔取得重大进展的证据。

透过办公室一层的防火玻璃，可以看到一排测试设备，可以看到贝塔的研发机库。这种开放是经过深思熟虑的。Beta首席运营官Blain Newton表示：“团队合作、同理心和创新不是通过电子邮件实现的。”。“在这里，你可以清楚地看到整个机库，去和某人交谈，制造无意的碰撞。”

机库中有最终装配线测试台或“FAL Bird”。这是一个由木材和3D打印零件制成的全尺寸车辆模型，用于了解系统集成和装配顺序，并为制造和维护的设计提供反馈。

重点是重叠的区域，目的是在实际车辆组装开始之前降低设计风险。一个例子是使用正确的工具访问鼻子中的环境控制系统，这需要重新设计安装。

机库对面是人体工程学测试台，或称“Ergo Buck”，这是另一个专门用于机组人员进出的全尺寸部分模型。克拉克说：“人为因素是飞机最主观的认证领域之一。”。如果飞行员在紧急情况下如何离开飞机是事后考虑的，“你的认证会颠倒过来”，因为这会影响结构、飞行员能见度和其他问题。

研发机库中还有铁鸟系统测试台和飞行模拟器的概念验证模型，Beta正在与培训合作伙伴CAE共同开发。他们将为客户提供飞行员和维修人员培训的中心毗邻制造厂，是Beta用于飞行测试、运输和培训的各种机队的所在地，包括其员工。

虽然Alia是为单飞行员、仪表飞行规则操作而设计的，但Beta也计划建造一个双座教练机版本。这符合美国联邦航空局提出的操作规则，该规则要求动力升降机飞行员在双控飞机上接受培训。正如提议的那样，该规则是大多数其他eVTOL开发人员的主要障碍，因为他们设计的飞机只有一个飞行员驾驶舱。

推进先驱

贝塔公司将其内部开发重点放在了电力推进系统上——推进电机、升降电机、电力电子设备和电池。在从一家主要国防承包商那里获得了一支经验丰富的开发团队后，这家初创公司还将电传飞行控制系统引入了内部。

这两款演示飞机现在都采用了计划进行认证的型号设计推进电机，这是Beta四年来开发的第六代。这家初创公司表示，从第一天起，目标就是开发一种基于制造的电机配置和技术，其规模超过了航空航天的传统规模。

“是什么让高性能电机对航空有益？最不复杂。所以我们会去除故障，”电机团队负责人Manon Belzile说。贝塔的电机是直接驱动和风冷，消除了齿轮箱和液体冷却。eVTOL版本上有两个电机为推进器和四个升降支柱提供动力。每台电机本身都是双冗余的，有两个三相绕组。电机的每一半都有自己的风冷碳化硅逆变器/控制器。

Beta试飞员Chris Caputo说，安装了型号设计的推进电机，Alia演示机的爬升率优于塞斯纳大篷车。如果发动机在起飞过程中失去一半动力，飞机仍然可以爬出来，安全地返回起飞跑道并顺风降落。

Belzile说，贝塔的电机设计有外定子和内转子，通过轴上的轴承更容易稳定。到目前为止，该公司已经制造了250台电动机。贝塔说，推进器发动机在巡航飞行中的效率已达到97.5%。升降电机具有相同的结构，但更宽、更浅，冷却空气通过定子的流动方式不同。功率密度较高，但效率略低。生产的eVTOL A250将在每个提升转子上配备两个双冗余电机，并配有一个楔块离合器，使其机械独立。

克拉克说：“这不仅仅是四个电机绑在一个轴上，而是四个电机以优雅的方式绑在一起。”。“它们是机械去耦和电气去耦的，它们有不同的控制系统。”

其他eVTOL开发人员使用了6个、12个甚至18个升降支柱，而Beta则采用了四柱设计，选择在电机而不是转子中添加冗余。克拉克说：“你把可靠性放在有失败倾向的地方。”。“你不能容忍螺旋桨分离。这是最可靠的部件。它不能分离。但发动机确实会关闭。”。

他继续说道：“对我来说，一台单一的电机会是最可靠的，这是不可思议的。”。“因此，将四个定子放在一根柱子上，所有这些定子都能够安全降落飞机，并将其分开，这样定子之间就没有电流连接，也没有机械连接，一个可能会使另一个发生故障，最终会得到比六个单系统更高的数字冗余。”

惩罚性试验

贝塔有多个推进器和升降机电机，在伯灵顿的测功台上进行耐久性测试，还在普拉茨堡湖对面的一个“螺旋桨农场”持续驱动螺旋桨。“制造的发动机与飞行的发动机的比例大约是40比1。克拉克说：“我们把发动机放进容器里加热和冷却，它们永远不会飞起来。”。

到目前为止，已经对电机在高温下进行了超过10000小时的加速寿命测试，以收集可靠性数据。Beta说，相当于运行数年的耐久性测功机测试已经完成，电机没有出现退化。

推进器电机是该初创公司计划在2024年底前认证的第一款产品，远远领先于eCTOL飞机。美国联邦航空管理局已经为电动发动机的第33部分型号认证制定了特殊条件，贝塔预计将成为美国第一个获得认证的公司。

经过认证的推进电机将被纳入eCTOL版本的型号证书中，该版本计划被认证为第23部分通用航空飞机。升降机电机计划作为eVTOL飞机第21.17（b）部分动力升降机类型证书的一部分进行批准。

从所有电机和电池测试以及模拟运行和飞行测试中收集的数据都会进入一个中央存储库。这使公司能够了解制造的可变性如何导致性能的变化。克拉克说：“我们正在聚合的数据主干是一项非凡的资产。”。“事实上，它是可解析、可搜索和可操作的，这是一个重要的部分，因此任何人都可以获取历史数据，做出一个好的决定，并向美国联邦航空管理局表明，我们有一个统计相关的数据集来为该决定提供信息。”

电池发展

贝塔还开发了自己的电池组，第五代正在第一架演示飞机上飞行。该公司已经建立了制造能力，专注于制造这些包，以支持实验飞机，同时也充当沙盒，在其中获得生产经验。这包括按照发布的设计进行构建，跟踪电池组序列号和电池生产批次，并始终与锂离子电池供应商保持一致。

第五代电池组使用商业上可买到的圆柱形电池，其供应链已经成熟。Alia在腹部整流罩中搭载了两到五个40-65-kW的模块化组件；包的数量是范围和有效载荷之间的权衡。电池组是风冷的，因此使用内阻低的电池，产生的热量较少。在位于伯灵顿北部圣奥尔本斯的先进电池研究中心，贝塔公司正在测试本十年后可能上市的袋装电池和先进化学物质。

对于生产型飞机，贝塔已经改用电池系统，该系统在充电和电池加热时在地面上进行液体冷却。现在，生产目的电池在冷板的两侧都有带圆柱形电池的子电池组。电池生产也进行了其他设计和工艺改进，目前正在新制造设施内的一个区域进行。

飞机充电是Beta商业计划的一个关键部分，该公司目前有13个运营点，大部分在美国东部，但一直延伸到阿肯色州。该网络正在不断扩展，以支持Bristow、UPS Flight Forward和美国空军的Agility Prime计划等早期客户。Beta正在佛罗里达州埃格林空军基地的杜克球场安装一个充电站，以支持计划于今年开始的eCTOL飞行测试。

该公司最新的地面支持设备配置有三个模块，即“立方体”，用于快速充电、电池调节和客舱调节。贝塔说，由于飞机的高效设计和结构，电池在飞行过程中的温升降到了最低，在地面上，任何因快速充电而积累的热量和热量都会通过液体冷却回路排出。这是一种比在飞行中提供主动冷却更简单、更轻的解决方案。

充电站采用为电动汽车开发的联合充电系统（CCS）标准。在通用航空制造商协会领导、贝塔担任主席的一项倡议下，大多数电动飞机原始设备制造商和几家垂直起降场开发商已同意采用CCS标准。

Beta的充电站提供高达350千瓦的直流快速充电，可在50分钟内完全充电。电缆来回转动，以防止连接器脱落。而且没有显示：牛顿说，一个软件应用程序可以跟踪操作员、飞机和电池，以及任务需要多少电量。

执行

伯灵顿的制造厂、培训中心、研发机库以及电池和充电器商店都是Beta取得进展的明显迹象，也证明这家初创公司是少数准备进入认证和生产的电动飞机开发商之一。

克拉克说：“对我来说，这表明业务的下一阶段在很大程度上是建立在我们投入的资本平台上的执行阶段。因此，当我们进入执行阶段时，问题是：我们要执行什么战略？”。

“我从制药界的Martine Rothblatt那里学到的一句话是：‘批准然后改进。’我们很清楚，我们最好的飞机，最好的设计，最好的软件，就是我们的下一架飞机，下一个设计，下一种软件，”他说。Rothblatt是United Therapeutics的首席执行官，也是Beta的早期投资者和发布客户。

克拉克说：“因此，我们非常务实——有些人可能会指责我教条主义——我们知道我们的下一步是什么。”。“我们需要专注于一种今天可以理解和认证的技术，一个愿意并能够接受它的市场，一个今天有效的监管框架。”

这就是Beta在2022年决定完成eVTOL Alia的设计，然后确定可以移除什么来生产一种可行的eCTOL飞机，这种飞机可以更快地推向市场，认证风险更小，以回应渴望获得电动飞机早期运营经验的客户的需求信号。

克拉克说：“我很清楚，这个市场正在乞求逐步务实地进入服务业。”。“因此，我们完成了A250的设计，并向美国联邦航空局提交了我们提出的合规方法。CTOL飞机是A250减去了一堆东西。这一点非常重要，因为CX300的整个认证基础可移植到21.17（b）中。”

这种实用主义在贝塔的活动中表现得很明显。全面的示威者从一开始就有人驾驶，而其他原始设备制造商只进行了远程驾驶。克拉克说：“它推动了人们的思考。”。“如果我们要用一台发动机飞往蒙特利尔或肯塔基州鲁西维尔等B级机场，最好是一台在各个压力维度、电压、电流、温度、盐雾、湿度上都能达到10倍的发动机——所有这些都是我们在把自己和客户放进飞机之前必须非常舒适的。”

《航空周刊》在参观贝塔位于普拉茨堡的飞行测试中心时看到了这种方法的实施。在eCTOL试飞的精心准备过程中，测试负责人、试飞员和飞行测试工程师有条不紊地完成了对电动推进飞机特有的潜在故障做出安全响应所需的程序，因此对该行业来说是新的。

示威者在电机和电池方面进行了多次渐进式改进。eCTOL飞机现在有细长的吊杆，其中eVTOL飞机在升降电机上有大型整流罩。对于生产CX300，动臂将在机翼之前拆下。其他设计变化包括三轮车起落架、驾驶舱和客舱之间的舱壁、鸥翼驾驶舱门和更大的货舱门。

eVTOL演示机已沿普拉茨堡长跑道以62海里/小时的速度飞行，开始探索推进式和翼展式飞行之间的过渡。整个过渡走廊预计将在年底前清理完毕。贝塔一直在分阶段改进其升力旋翼的设计。克拉克说：“我认为，将进入生产车辆的更精细的系统……这将是美国联邦航空管理局认为普通飞行员无法打破的过渡。”。

实用魔术

贝塔引入电动航空的大胆、循序渐进的做法引起了行业分析师的共鸣。SMG咨询公司在其颇具影响力的先进空中交通（AAM）现实指数中，将私人持有的Beta公司排名第二，仅次于上市公司Joby。SMG创始人兼合伙人Sergio Cecutta表示：“我想说，第一辆投入使用的AAM汽车将是Joby和Beta之间的两场赛马，在某些领域，这两辆车都比另一辆更先进。”。

他说：“Beta在eVTOL之前使用eCTOL的策略是一个赢家，因为它允许法规在获得与eVTOL几乎相同的飞机的认证时保持稳定。”。CX300交付还将产生收入，以帮助减少对eVTOL A250认证的投资。

最后，Cecutta说，贝塔公司将电动飞机投入运营服务的货物优先方法“使他们能够与那些热切等待飞机的客户签约，这些客户已经支付了定金，而且不必担心基础设施和客户采用率。”