eVTOL博士之杂谈24_Vertical公司介绍：发展和技术特征分析

Vertical Aerospace（简称Vertical）是一家位于英国布里斯托尔的创新型航空航天技术公司，成立于2016年，由 OVO 能源集团的创始人Stephen Fitzpatrick领导。公司专注于开发电动垂直起降（eVTOL）飞机，旨在通过零排放的电动飞行技术，彻底改变城市交通和短途航空旅行。Vertical旗舰产品VX4，是一款设计用于城市空中交通和区域运输的全电动飞行器。VX4最多可容纳四名乘客，续航能力超过160公里，最高时速可达321km/h。VX4 的设计注重安全性、效率和环境影响，噪音输出低，操作成本比传统直升机大幅降低。Vertical已与多家顶级航空航天企业建立了合作关系，包括GKN Aerospace、Honeywell、Hanwha、Molicel、Leonardo 和 Syensqo等，以共同推进 VX4 的开发和生产。到目前为止，Vertical已获得维珍大西洋航空、美国航空和日本航空等多家公司预订单，总额达数十亿美元。尽管2023年，Vertical遭遇了试飞原型机坠毁重大挫折，但其继续推进其飞行测试和认证工作。2024年，推出了更先进的 VX4 原型机，展现了其在电动航空领域的领导地位和对未来可持续航空旅行的承诺。本文还详细介绍了系留试验，以及Vertical坠机事件和原因等。

1、Vertical的重要事件

2016年：Stephen Fitzpatrick 创立 Vertical ，旨在利用航空、能源和汽车行业的技术来实现航空旅行的脱碳；

2021年3月：航空动力巨头罗罗与Vertical达成合作，为最新的飞行汽车提供电动力系统（100千瓦级电动力推进单元、动力分配及监控系统），可让搭载四名乘客的eVTOL以321公里/小时的巡航速度飞行约193公里；

2021年10月：Vertical 宣布获得了超过2.05亿美元的额外融资，其中 Mudrick Capital Management 通过可转换优先担保票据向 Vertical 投资了2亿美元。此外，Kouros SA 公司和其他一些投资者也参与了投资；

2021年12月：通过与壳公司 Broadstone Acquisition Corp 合并，在纽约证券交易所完成了上市，股票代码为 EVTL。这次上市是在完成的，公司通过这次上市筹集了超过3亿美元的资金；

2022年2月：2022年2月，Vertical与意大利公司Leonardo签署了联合开发计划，共同开发VX4的设计、测试、制造和供应碳纤维复合材料机身。之后，Vertical 展示了其 VX4 eVTOL 无人机，设计最大载客量为五人，续航超过  160 公里，最高时速可达 322公里；

2022年7月：Vertical宣布获得美国航空订单，美国航空同意支付50架Vertical 旗下的eVTOL的预付款。此前，Vertical已从多家航空公司获得了1350架VA-X4机型的预订订单，总价值为56亿美元；

2022年7月6日，Vertical宣布我国台湾锂电池企业能元科技股份有限公司成为其研制的VX4五座倾转旋翼eVTOL的电池供应商。双方将成立联合工作组，以进行VX4在EASA和英国民航局的适航审定，Vertical Aerospace计划2025年取得EASA适航证。

2023年7月：Vertical 开始对其全尺寸eVTOL  VX4 进行飞行测试，目标是 2026 年投入商用；

2023年8月3日：净运营亏损为3,600万英镑，较2022年同期的3,950万英镑有所减少。现金及现金等价物：截至2023年6月30日为8970万英镑。首次无线飞行测试成功，获得英国民航局的设计组织批准，与Kakao Mobility建立合作关系，并预计2023年下半年支出约8000万英镑；

2023年8月9日：Vertical发布VX4项目的最新信息：第一架全尺寸VX4原型机在远程推力飞行测试中达到了70公里/小时的目标速度，展示了卓越的整体稳定性和控制能力。在进一步的无人飞行测试中，由于螺旋桨故障，原型机发生坠机事故，VX4 原型机在科茨沃尔德机场进行无人飞行测试时发生坠毁事故，公司遭受重大挫折；

2023年8月31日：Vertical提供了更新后的VX4 项目计划，包括飞行测试的进展和坠机事故的调查结果；

2024年3月15日：Vertical发布消息，预计将在未来几周内完成第二架更先进的全尺寸 VX4 原型机设计，并计划于第二季度重新启动飞行测试计划；第二架原型机将包括第二代螺旋桨及其内部开发的电池组，预计在2024年下半年进行飞行测试；

2024年5月24日：Vertical发布了截至2024年3月31日的第一季度财务业绩。公司报告净营业亏损为2000万英镑，较上年同期（2300万英镑）有所减少。截至2024年3月31日现金及现金等价物为4900万英镑，公司正在筹划进一步融资以支持其持续的资本需求和未来运营。英国航空技术研究所提供800万英镑拨款，英国政府启动未来飞行行动计划，Skyports计划开发英国首个垂直起降机场试验台；

2024年5月：Vertical与罗罗达成协议，退出罗罗的电力推进装置（EPU）设计合同。Vertical将从罗罗获得一笔现金，预计这笔钱将支付替代EPU设计合同的预期成本，并延长公司的现金周转时间。

2024年7月17日：Vertical公布了新型全尺寸 VX4 原型机，该原型机比之前的版本更强大，具备更高的功率重量比，能够达到241km/h；该机型具有 20% 功率重量比提升，并计划不久后开始飞行测试和验证。

Vertical Aerospace计划在2026年底前完成VX4飞机的型号认证，并继续推进其电动航空技术的发展。公司正在积极与潜在的EPU合作伙伴接洽，以确保其原型机和认证飞机的推进系统供应。同时，公司也在与英国民航局合作，争取获得飞行许可证，以便进行载人飞行测试。

2、VX4系留试验

系留试验是一种在飞行器开发过程中通常都会进行的这一种测试，特别是在eVTOL飞机或其他类型的飞行器原型测试中。这种试验的主要目的是：在受控环境中验证飞行器的飞行性能和系统功能，同时确保测试的安全性。

在系留试验中，飞行器会被一根或多根绳索固定在地面上，以限制其移动范围，通常只允许进行垂直或前后有轻微的移动。这样做可以模拟飞行器在空中的飞行状态，同时避免飞行器在测试过程中发生意外移动或飞行，从而减少飞行器的研制风险，特别是测试炸机或坠机风险。

系留试验目的：

验证推力：确保飞行器的发动机或推进系统能够提供足够的推力来维持悬停或进行预期的飞行动作。

操纵品质：评估飞行器对飞行员/飞手等输入的响应，包括控制面的操作和飞行器的稳定性等。

系统性能：测试飞行器的航电系统、飞行控制系统和其他关键子系统的功能。

结构完整性：检查飞行器在受力状态下的结构反应，确保没有结构损伤或故障。

飞行动力学：收集有关飞行器飞行动力学的数据，如升力、阻力和稳定性等。

安全特性：测试飞行器的安全特性，如紧急停机程序和故障响应，单点失效初步验证等。

系留试验是飞行器从地面测试向自由飞行过渡的重要步骤，有助于在飞行器开发早期发现和解决潜在问题。在进行系留试验之前，需要先完成地面测试，如推进系统测试等等。

Vertical的系留试验是在英国民航局向Vertical颁发原型机飞行许可证之后，以及Vertical 向英国民航局提交相关文件后，才开始进行的各飞行状态测试。提交的文件涵盖了安全协议、工程规范和操作程序。

在系留飞行之后并获得英国民航局许可条件下，VX4原型机才能进入下一阶段的测试，具体包括推力飞行测试、扩大飞行包线、垂直起飞和着陆、螺旋桨产生的升力等特性测试，以及低速飞行机动测试等等。之后阶段，将进入常规飞行模式测试，最后进入载人过渡飞行或飞行模式转换测试。

Vertical 首席执行官 Stuart Simpson 表示：“我们新型 VX4 原型机的首次系留飞行是14个月工作的结果：将飞机从设计到开发，再到现在的空中飞行。个人评估14个月是比较正常的开发时间和周期，一些新入局的eVTOL公司常计划6~8个月就要求开发出一款eVTOL，其实是不太负责的，特别是在相关技术成熟度和供应链完整度等都不高的情况下。

Vertical最新版的原型机还具有改进的结构和子系统，接近最终生产版本。VX4 的型号式认证计划于 2026 年进行。

3、关于VX4坠机事件

2023年8月9日，Vertical一架首架全尺寸eVTOL，即VX4原型机，在英国科茨沃尔德机场（Cotswold Airport）进行无人飞行测试时发生了验证坠毁事故，给Vertical造成不小的困扰。国内也有数家公司eVTOL研发过程中发生坠机事件，同样造成了较大影响，甚至导致公司资金链紧张。

事故概述：

事故发生在2023年8月9日，VX4原型机在科茨沃尔德机场进行无人飞行测试时从约约6米高度突然坠落。该坠毁事件，导致VX4飞机的右翼和起落架受损，但幸运的是，由于是无人飞行测试及当时地面保障措施得力，未造成人员伤亡。

事故原因及分析：

飞机在进行电机故障测试时，左外电机被设置为零速度。当飞机刚进入前飞状态时，对侧翼的螺旋桨发生故障（单片螺旋桨飞出）。故障导致飞机失去平衡，进而引发冲击负荷，破坏了机翼前方的支架，并触发了高压保护系统。尽管飞机的飞行控制系统能够维持水平姿态，但由于失去垂直推力，飞机最终以高速度坠地。

电机故障测试：坠毁发生在进行无人飞行测试时，测试中故意将左侧外伸倾斜螺旋桨的电机设置为零速度，以模拟电机故障情况下飞机的操控性。

螺旋桨故障：在测试过程中，右侧内伸尾螺旋桨的一个桨叶由于粘接问题而脱落。桨叶脱落导致飞机失去平衡，进而引发冲击负荷。

结构损坏：脱落的桨叶造成右侧内伸支柱（pylon）结构性损坏，这进一步导致飞机的电线束受损。

电机功率下降：支柱损坏和电线束损害导致电机4和7失去推力，飞机无法维持高度，最终坠地。

飞行控制系统反应：尽管飞机的飞行控制系统设计为在此类情况下自动关闭断裂桨叶的电机并启动故意关闭的电机，但意外的短路导致两个电机功率下降。

坠机结果：坠机造成了飞机右翼、机身、起落架和发动机支架的实质性损害。

事故影响：

坠毁导致VX4原型机的右翼、机身、起落架和发动机支架受到严重损坏。尽管飞机的核心专有技术（包括电池和高压系统）在事故中表现正常，但坠毁事故仍对Vertical的VX4适航认证进程产生了重要影响。

后续措施：

Vertical迅速完成了事故初步调查，并向英国航空事故调查局提交了报告。公司表示，尽管第一架原型机受损，但仍将用于进行一些地面测试，但不会修复到适航标准，且不会再用作适航认证。

4、第二架原型机

Vertical Aerospace建造了第二架更先进的全尺寸VX4原型机，并于2024年初进行了飞行测试。第二架原型机将包括大部分认证合作伙伴的技术，如霍尼韦尔、GKN航空航天、韩华、索尔维、Leonardo和Molicel。

第二架 VX4 eVTOL 原型机的制造和测试进展如下：

螺旋桨问题：

由于事故原因涉及螺旋桨问题，Vertical已经重新设计了螺旋桨，并在事故发生前就已解决了这一问题。此外，公司还在实施调查得出的进一步建议，以提高飞行安全。

技术提升：与之前的原型机相比，新一代 VX4 的功率重量比提高了 20%，能够达到241km/h，这是适航认证飞行器预期的巡航速度。

合作伙伴技术：60% 的技术和部件来自 Vertical 的全球航空航天合作伙伴，包括 GKN Aerospace、Honeywell、Hanwha、Molicel、Leonardo 和 Syensqo。

电池技术：VX4 首次使用了 Vertical 在其位于布里斯托尔附近的 Vertical Energy Centre 设计和制造的专有电池技术，该电池技术具有快速充电能力，并能支持高达 150 英里/小时的巡航速度。

测试进展：第二架 VX4 原型机已经成功完成了系统和飞机测试及调试。Vertical 目前正在与英国民用航空局（CAA）紧密合作，以获得飞行许可，随后将开始在 Vertical 飞行测试中心进行飞行测试计划。