电动垂直起降无人机重塑货运市场格局

格雷厄姆·沃里克

电子商务市场的增长为众多初创企业的发展提供了动力，这些公司希望利用电动垂直起降（eVTOL）和自主技术大幅降低成本，增加航空货运量。

人们对当日送达和次日送达的需求与日俱增，尤其是农村地区更为迫切。目前，飞行员短缺和严格的环境法规可能有利于自主电动垂直起降货运无人机的发展。

发展历程

初创企业埃尔罗伊航空公司（Elroy Air）位于美国加利福尼亚州旧金山市，成立于2016年，是无人货运市场的优秀企业之一。

2019年8月，埃尔罗伊公司曾试飞一架早期全电动验证机。该验证机的一个前机翼与2个机梁相互连接，6个升力旋翼分别安装在2个机梁上，当无人机以固定翼模式巡航时，一副推进式螺旋桨提供升力。

2021年8月，该公司完成4000万美元A轮融资，由洛克希德-马丁风险投资公司（Lockheed Martin Ventures）和马林斯派克资本公司（Marlinspike Capital）领投，迄今为止总融资额达4800万美元，其中包括2021年底美国空军AFWerx创新部门资助的170万美元，以及“小型企业创新研究”（SBIR）第三阶段合同拨付的资金。埃尔罗伊公司正在与空军合作，目的是获取“丛林”无人机的军事飞行许可证并参与“敏捷至上”（Agility Prime）项目的飞行测试。

试生产型样机问世

2022年1月26日，埃尔罗伊公司推出“丛林”（Chaparral）自主电动垂直起降货运无人机的首架试生产型样机，并公布改进型无人机的设计方案。根据“敏捷至上”项目合同的条款，该公司将获得美国空军的支持，并生产两架试生产型样机，2022年第二季度开展样机飞行测试，2022年底前建成一条低价格初始生产线，2023年启动“丛林”无人机交付。试生产型样机可能在加利福尼亚州罗伯茨营地进行首飞，而埃尔罗伊公司曾在该营地与海军研究生院合作，完成了早期验证机的试飞。

技术特点

布局设计

试生产型“丛林”货运无人机采用了传统T型尾翼、高置机翼布局设计，翼展8.38m，干重608kg，设计任务载荷重量136～227kg，航程483km。

该机的4个机梁位于机翼下方，8个升力旋翼分别安装在4个机梁上，4个前旋翼位于机梁下方，可最大程度减少机翼上的湍流，4个后旋翼位于机梁上方，可收藏在机翼中，以便留出空间方便无人机运输中转。机翼前缘有4副牵引式螺旋桨用于巡航，为尽量减小干扰，4副螺旋桨安装在机翼下方的挂架上。“丛林”无须拆卸即可由40英尺标准集装箱或洛克希德-马丁公司C-130运输机运输。

油电混合动力系统

埃尔罗伊公司自主开发了油电混合动力系统，增大了“丛林”货运无人机的航程。串联式混合动力系统包括一台功率为150kW的小型涡轮轴发动机，该发动机位于机头下方。在整个飞行过程中，发动机驱动发电机运转，发电机为电动机供电，而一套小型双余度电池组为无人机垂直起降提供电力，在飞行中，发电机为该电池组充电。

“丛林”货运无人机可在没有电池充电设施的苛刻环境中运行。目前，整机动力系统和飞行控制系统利用全尺寸铁鸟开展地面测试。

全自动化货舱装卸流程

货物装载于机身下方的货舱内，货物装卸均远离无人机。“丛林”无人机对备好货的货舱进行定位，滑行到货舱附近后收取货舱，然后起飞，到达目的地后降落并滑行，再将货舱放置在地面，并收取另一个货舱，整个装卸流程实现了全自动化操作。

货舱安装了基于射频三角测量技术的多个跟踪信标。无人机因此可使用射频跟踪信标、机头下方的激光雷达自主对货舱进行定位，并利用机轮减阻罩中的电机操纵无人机在地面滑行。

多家客户采购“丛林”无人机

埃尔罗伊公司已与美国支线航空公司梅萨航空（Mesa Airlines）公司签订150架“叢林”货运无人机的意向采购协议，这些无人机将为包裹快递和医疗救护部门提供服务；另与商业机构、国防部门和人道主义救援组织签订了超过500架“丛林”无人机的协议，该协议中的无人机总价超过10亿美元；而英国直升机运营商AYR物流公司（AYR Logistics）已承诺购买超过100架“丛林”无人机，为联合国世界粮食计划署等救援组织提供支持。

埃尔罗伊公司联合创始人兼首席执行官戴维？梅里尔（David Merrill）表示，首批无人机将交付军事部门、人道主义救援组织和国际客户，这些用户采购的无人机无须通过美国联邦航空管理局（FAA）的适航审定。

虽然军事和人道主义救援任务是早期市场机会，但埃尔罗伊公司正在与美国联邦航空局合作，对“丛林”无人机进行第23部型号审定。该公司的最终目标是创建新的航空货运航线网络，为每一个人提供当日送达服务。（李悦霖编译）■