Vertical Aerospace推进VX4电动垂直起降飞行器测试，计划2028年投入城市空中交通市场

一阵刺骨的寒风吹过凯姆布尔机场，穿过停在我们身后那架 747-400 型飞机的空发动机舱。

尽管巨型喷气式飞机曾被认为是航空业最先进的机型，但对于“空中女王”来说，那样的日子已经一去不复返了，它的生产线已经关闭，客运服务的数量也在不断减少。

相反，支持者认为，未来属于停在附近的那架小型白色飞机，它的八个电动螺旋桨在十二月微弱的阳光下旋转。

该飞机是 VX4 的第二架原型机，VX4 是一种电动垂直起降 (eVTOL) 飞行器，由总部位于英国布里斯托尔的 Vertical Aerospace 公司开发。

VX4 是一种可搭载四名乘客的载人飞机，设计用于执行航程达 100 英里的空中出租车任务，将从 2028 年开始进军城市或先进空中交通市场。

去年 12 月底 FlightGlobal 到访时，Vertical 刚刚进入飞行测试的第二阶段——有人驾驶推力悬停。1 月初，Vertical 开始进行第 2B 阶段——最高速度为 20 节（37 公里/小时）的有人驾驶推力机动。

Vertical 的飞行测试计划还包括另外两个步骤：第三阶段将涉及在约 90 节 (kt) 的标准滑行起飞后进行机翼飞行，而第四阶段则是过渡的试金石 - 从推力飞行转为机翼飞行，速度为 40-75 节 (kt)。

但这一切都是未来的事：今天的测试是一次系留地面试验，首席试飞员西蒙·戴维斯将在驾驶舱内对 VX4 的推进系统进行全面测试。

戴维斯是一名英国皇家海军老兵，拥有驾驶多种固定翼和旋翼飞机的经验。他表示，垂直起降飞机公司决定在有飞行员的情况下进行原型机飞行，这使该公司进入了一个“相当排外的俱乐部”。

Vertical 声称，它是继 Joby Aviation 之后第二家试飞出全尺寸、有人驾驶、矢量推力 eVTOL 的开发商，虽然这一说法有多个限定词排除了其他潜在竞争者，但这个领域仍然很小。

据英国航空事故调查局称，VX4（G-EVTL）的早期原型机在 2023 年 8 月的一次遥控测试事故中报废，当时螺旋桨分离引起多个系统发生连锁故障，导致飞机失去控制，以近 20 英尺/秒的速度从低空坠落到停机坪。

根据谈论者的不同，该事件被描述为硬着陆或坠毁，但无论如何，这对 Vertical 来说是一个挫折，导致飞行测试暂停了近一年，在此期间，该公司组装了第二架原型机，并寻求英国监管机构的批准恢复飞行。

这种延迟显然会带来问题——在没有原型机的情况下，很难吸引投资，而且认证也不可避免地会推迟。

尽管如此，新的飞行测试设备 (G-EVTA) 比其前身有了显著改进。它比上一代有多项改进，使用来自供应链的组件，这些组件最终将装备 VX4 的生产版本；Leonardo、GKN Aerospace 和 Honeywell 等知名品牌都在飞机上亮相。

它还采用了内部开发的电池组和第二代螺旋桨设计——消除了引发事故的故障点。Vertical 认为，控制这两个系统的 IP 将带来巨大的好处。

当 VX4 的螺旋桨加速到大约 700rpm 的起飞速度时，其系绳受到拉力，有两件事显而易见。

首先，它很安静。虽然在 VX4 处于运行状态并升空时，人们对此会有争议，但从我们上方飞过的轻型飞机发出的噪音比原型机发出的噪音明显得多。

其次，VX4 和它的飞行员确实想要飞行。

“驾驶这架飞机……开始感觉它已经准备就绪；开始感觉它就像一架真正的飞机，”戴维斯以所有试飞员都常见的非常务实的方式说道。“我们也真正享受到拥有一名飞行员的好处。”

在 FlightGlobal 访问期间，戴维斯已经多次驾驶不受束缚的 VX4 升空，但尽管如此，他已经对它的操控方式有了深刻的了解：虽然它在视觉上与直升机有相似之处，但在悬停时“它的飞行方式完全不同”，他说。

作为飞行员，“你要告诉它要去哪里，告诉它飞行路线”，其余大部分工作都由霍尼韦尔提供的数字飞行控制系统完成。在这方面，他说，“它非常像 [洛克希德马丁] F-35B”，并补充道：“它是一种非常强大的技术。”

戴维斯表示，飞行控制背后的指导原则是提供一架“复杂度降低”的飞机，使其“飞行起来更加容易”。（FlightGlobal 在 Vertical 的 Pilot in the Loop 模拟器上进行了笨拙的尝试，在此期间虚拟飞机或场景没有受到任何损坏，这证明了操作的简单性。）

在驾驶舱中，飞行员面对的是双操纵杆，没有其他控制装置（尽管原型机配备了用于差速制动的踏板，但这些踏板不会出现在量产版中）。左侧操纵杆控制速度——向前加速，向后减速——而向后拉右侧操纵杆，飞机爬升，向前推则下降。同一操纵杆控制横向机动，同时它还有一个用于偏航控制的扭转轴。

至关重要的是，无论飞机是悬停还是巡航飞行，操纵杆都控制相同的操作。

不同状态之间的转换是自动的。例如，当准备起飞时，飞行控制系统会自动将旋翼从滑行模式倾斜到起飞位置。

当飞机以 60 节左右的速度通过阈值时，从推力飞行转换为机翼飞行并再次转换回推力飞行时，情况也是如此。一旦空速足以使机翼产生所有升力，并且与机翼失速保持安全距离，飞行控制计算机就会自动停止后螺旋桨。

戴维斯补充道：“这比驾驶直升机或固定翼飞机的要求要低得多。”

VX4 具有多个控制面：前四个旋翼的倾斜度、俯仰度和速度可以改变，四个固定后部装置的速度也可以改变，尽管范围较窄；机翼上还有襟翼、副翼和副翼，以及 V 型尾翼上的四个方向舵。

如此广泛的效应器阵列意味着“对于人类来说，一次性管理太多了”，因此 VX4 采用了“统一控制定律”——一种应用于 F-35B 的原理，飞行测试负责人彼得·谢德勒 (Peter Scheidler) 说，他是一位旋翼机和动力升力方面的资深人士，之前曾在莱昂纳多直升机公司的 AW609 倾转旋翼机上工作过。

当然，最新的 VX4 原型机及其姊妹机（目前正在布里斯托尔 GKN 航空全球技术中心进行最后组装）并不能完全代表最终投入使用的飞机。

明显的区别是没有客舱，但有飞行员弹射座椅，而不太明显的是更坚固（更重）的起落架，以应对 90 节左右机翼起飞和降落的严酷考验。谢德勒说，虽然测试活动需要这种能力，但生产规范中还没有这种能力。

运营和制造总监罗斯·克劳福德 (Ross Crawford) 解释道，Vertical 尚未完全优化 VX4 电池组的体积。

克劳福德在最近升职之前，曾担任该公司电池设施（也称为垂直能源中心 (VEC)）的负责人。

VEC 位于布里斯托尔郊区一处不知名的工业区内，Vertical 公司在此设计、开发和测试其电池系统以及应对大批量生产所需的生产方法。

VEC 于 2023 年开业，是 Vertical 决定将供应链中这一重要环节纳入公司内部的结果。“电池是飞机性能的关键部分……质量标准非常严格，很难依赖第三方来做这件事，他们不像我们一样关心重量和质量，”克劳福德说。“这样我们就可以控制这个过程。”

来自供应商 Molicel 的电池被运送到 VEC，在那里进行测试并组装成能够提供 1.4MW 峰值功率的电池组，然后与电池管理系统集成。

该公司指出，最新原型机搭载的电池组的功率重量比比前代产品提高了 20%。

VEC 被设计为一个研发设施，数百万英镑的投资（尤其是设备和人员）使 Vertical 能够制造原型产品并快速测试它们。“如果我们内部没有能力，我们就必须等待六周才能获得外部测试机会，”Crawford 指出。

内部测试能力包括一个大型气候室，能够在工作温度下复制任务概况，一个振动测试单元和一个破坏性测试设施：绰号为“滥用室”，这是一个特殊装备的容器，可在其中执行重要但更残酷的测试。

同样，自动化生产系统（粘合剂涂抹和固化，以及清洁和焊接）可以在商业推广之前进行微调。“现在所有这些东西都已经成型，因为我们必须专注于大规模和高产量，”克劳福德说。

然而，某些流程部分将始终保持手动，因为自动化成本太高，或者对于“有时人工更胜一筹”的任务而言。

然而，VEC 并不是一个生产基地。尽管 Vertical 将在那里为原型机和符合要求的飞机制造电池组，但“我们需要一个更大的设施，因为我们需要扩大规模”。

在投入使用时，Vertical 计划使用能量密度略低于 200Wh/kg 的电池组，但正在与 Molicel 合作制定“未来产品路线图”。VX4 的设计允许更换改进的电池组，以增强未来升级的性能，增加续航里程或有效载荷。

虽然 Vertical 尚未具体说明是否正在研发新电池，但其去年 11 月发布的 Flightpath 2030 战略承诺将在本世纪末推出未公开的升级产品。

Flightpath 文件的发布标志着 Vertical 忙碌的年底的开始，因为它还解决了其长期存在的融资问题。

尽管与美国大型竞争对手相比，Vertical 公司一直相对吝啬——它那座朴素的总部大楼坐落在布里斯托尔主要火车站后面，更像硅巷而非硅谷——但即使是轻资本模式，仍然需要资金来资助持续的开发工作。

2021 年与美国投资基金 Mudrick Capital 达成的协议阻碍了获得未来投资，该基金以当时 2 亿美元的现金注入作为回报，获得了该业务的浮动可转换票据。

这些债券本身的不确定性（尤其是定价）曾吓退了其他投资者。但 12 月 23 日最终批准的一项协议似乎解决了这个问题。

Mudrick 已将其未偿还的 2.6 亿美元债务中的一半转换为股权，从而拥有 Vertical 70% 的股份，并且该交易确定了剩余票据的转换价格。

该协议已经取得了进展：1 月 24 日结束的一轮融资共筹集到 9000 万美元，其中包括 Mudrick 提供的 2500 万美元，由于投资者需求，这一数字比最初的 7500 万美元目标有所增加。此外，作为发行一部分的认股权证如果以现金赎回，还可以产生另外 1 亿美元。

但即使有了最新的投资，Vertical 仍需要重返市场以获得更多资金，以推动 VX4 通过认证和投入服务，并建立必要的生产基础设施。据大多数人估计，最近一轮融资将该公司的现金流延长至 2027 年。

如果说投资者的热情是 Mudrick 交易的一个切实成果，那么另一个成果则是租赁公司 Avolon 的前首席执行官多姆纳尔·斯莱特里 (Domhnal Slattery) 重返董事长岗位。

斯莱特里对 Vertical 的职位并不陌生，他曾于 2022 年 1 月至 2023 年 8 月担任该职位，但根据 Vertical 的股票市场文件，这次穆德里克提议他回归，这表明权力平衡发生了转变。如果需要进一步的证据，公司创始人斯蒂芬·菲茨帕特里克 (Stephen Fitzpatrick) 于 1 月 22 日宣布，一旦融资结束，他将辞去 Vertical 董事会职务——月底确认了这一离职。

尽管公司层面的举措并不能解决 Vertical 面临的所有挑战（无论是技术、财务还是监管），但它们至少可以让 Kemble 团队专注于他们的使命：让 VX4 一飞冲天。