联合治疗公司(United Therapeutics)是一家生物技术公司,赞助了电动罗宾逊R44直升机的开发,该公司正在继续推进氢燃料电池动力飞机的概念。
5月9日,United Therapeutics子公司Unither Bioelectronics的项目管理副总裁Mikaël Cardinal在魁北克蒙特利尔举行的Vertical Flight Society's Forum 80上透露了该公司的进展。卡迪纳尔说,他的团队已经研究了大约一年半的氢动力R44原型,它的第一次悬停“希望迫在眉睫”。
United Therapeutics于2016年开始与南加州公司Tier 1 Engineering合作开发电池电动R44。该项目在 2018 年 12 月引起了轰动,当时它创造了电动直升机飞行最远距离的吉尼斯世界纪录。
正如 Vertical 当时报道的那样,30 海里(55 公里)的飞行不仅仅是宣传噱头。相反,这是一项深思熟虑的战略的早期里程碑,即开发一支零排放垂直升降机机队,将器官从联合治疗公司的设施运送到有需要的患者手中——这一雄心壮志还包括与eVTOL开发商亿航和Beta Technologies的合作。
United Therapeutics与Tier 1 Engineering合作开发了三代电池供电的e-R44。2022 年 10 月,配备 magniX magni250 电机的第三代 e-R44 进行了首次从杰奎琳·科克伦地区机场到加利福尼亚州科切拉谷棕榈泉国际机场的全电动越野直升机飞行。
当时,合作伙伴表示,他们正在努力为电池电动转换提供补充型号证书(STC)。然而,最终,United Therapeutics认为,电池电动R44能够完成的20分钟任务对于它想要实现的目标来说太有限了。
“这不是一个最佳系统——它的性能不如全新设计的eVTOL飞机,”Cardinal谈到电池电动R44时说。尽管如此,他说,该项目仍然“在电力推进系统集成到现有机身的不同方面产生了许多宝贵的经验,这是我们技术组合整体战略的一部分。United Therapeutics预计,与全新eVTOL相比,现有机身的电动改装在认证方面遇到的障碍更少,尽管它也对这些进行了投资。
随着该公司探索如何扩大其电池电动直升机的航程(约40海里(75公里)无储备),氢燃料电池成为一种有前途的解决方案。总部位于魁北克的 Unither Bioelectronics 决定将其氢气研发引入内部,采购商用技术并将其组装成铁鸟进行初步地面测试。
“在过去的八个月里,我们已经从这个过渡到实际的机身,并开始集成电力推进装置,以及油箱和燃料电池系统,”Cardinal说。“我们目前正在构建更多的知识数据集,这些数据集将为......实验机身的安全飞行配置。
根据该公司迄今为止所了解到的情况,它相信使用液态氢作为燃料源可以实现超过175海里(325公里)的续航里程。“通过这些范围预测,我们相信从商业可行性的角度来看,就范围和有效载荷而言,它可能是一个非常有趣的产品,”Cardinal说。
该原型包含两个低温质子交换膜(PEM)燃料电池堆以及一个用于满足瞬态电力需求的增压电池组。氢燃料箱安装在飞机后部,与尾梁下方的整流罩对齐。Cardinal表示,该公司计划在今年晚些时候使用气态氢进行首次试飞,并过渡到液态氢。
除了悬停中的热管理外,液态氢储存也是该项目面临的主要挑战之一。Cardinal说,Unither Bioelectronics正在使用一种完全定制的真空绝缘复合罐,该罐已显示出非常低的蒸发率。他说,该系统也很轻,结构重量为35%,“因此,系统总重量为67磅(30公斤),我们能够容纳44磅(20公斤)的液态氢”,足以满足公司的续航里程目标。
“在魁北克,我们很幸运,我们有一个绿色的液氢供应,非常接近我们领导研发活动的地方,”Cardinal指出。他说,展望未来,United Therapeutics的直升机所需的氢气量相对较少,可以想象可以通过现场生产设施来满足,“因此,我们正在设想整个网络的本地液化中心,以便在我们执行器官输送任务时为机队提供氢气。
Cardinal表示,Unither Bioelectronics将自己视为“系统集成商”,而不是技术开发商,并且正在与各种针对航空市场的外部供应商合作。但是,由于仍处于研发阶段,该公司尚未最终确定或宣布任何供应商。“我们没有与供应链中的任何特定参与者联姻,”他说。
由于研发工作一直在魁北克进行,Unither Bioelectronics一直在与加拿大交通部就该项目进行联络,认识到监管机构也需要时间来加快这项新技术的速度并制定适当的认证标准。
最终,该公司的目标是为其集成解决方案实现STC,该解决方案可能适用于R44,也可能不适用于R44。“我们正计划在罗宾逊机身上安装STC - 让我们这样说吧,”Cardinal告诉Vertical。
四座 R44 RAVEN II 和 CLIPPER II 直升机性能高、可靠且易于维护。R44 具有双叶片转子系统、T 型杆循环、流线型仪表板和防撞燃油系统。铝制硬壳体和粉末涂层钢管结构提供了轻巧而坚固的机身,而空气动力学机身则优化了空速和燃油经济性。液压增强控制消除了循环和集体反馈力,并提供响应式处理。低尾桨尖端速度和大弧度尾部可降低飞越噪音。Raven II 和 Clipper II 直升机由 Lycoming 的 IO-540 燃油喷射发动机提供动力。IO-540 提供了改进的高度性能、更高的有效载荷,并消除了对化油器加热的需求。
规格
乌鸦 II | 快船 II | |
发动机 | 莱康明IO-540,六缸,燃油喷射 | 莱康明IO-54O,六缸,燃油喷射 |
马力 | 起飞降额为 245,连续降额为 205 | 起飞降额为 245,连续降额为 205 |
最大毛重 | 2500磅(1134千克) | 2500磅(1134千克) |
近似空重(包括机油和标准航空电子设备) | 1505磅(683千克) | 1570磅(712千克) |
标准燃油(29.5加仑) | 177磅(80千克) | 177磅(80千克) |
辅助燃料(17.0加仑) | 102 磅(46 千克) | 102 磅(46 千克) |
飞行员、乘客和行李(使用标准燃料) | 818磅(371千克) | 753 磅(342 千克) |
最大毛重下的巡航速度 | 高达 109 节(202 公里/小时) | 高达 106 节(196 公里/小时) |
最大航程(无储备) | 约 550 公里 (300 海里) | 约 550 公里 (300 海里) |
悬停天花板 IGE | 8950 英尺 @ 2500 磅 | 8950 英尺 @ 2500 磅 |
悬停天花板OGE | 7500 英尺 @ 2300 磅 | 7500 英尺 @ 2300 磅 |
爬升率 | 超过 1000 fpm | 超过 1000 fpm |
最大工作高度 | 14,000英尺 | 14,000英尺 |
电气系统 | 28 伏 | 28 伏 |
本文翻译来自United Therapeutics adds hydrogen to its electric helicopter plans - Vertical Mag
R44 Raven II and Clipper II Helicopters - Robinson Helicopter Company