極光公司（現(xiàn)波音公司子公司）雖然在2016年3月贏得了XV-24A“雷擊”項目的第二和第三階段合同，但是子承包商霍尼韋爾公司在研發(fā)高性能1兆瓦級發(fā)電機(jī)時遇到了技術(shù)瓶頸，使項目在第二階段難以制造出全尺寸原型機(jī)。目前高級研究計劃局（DARPA）決定取消項目第三階段研發(fā)和相關(guān)飛行試驗。

兆瓦級發(fā)電機(jī)出現(xiàn)熱管理問題

XV-24A配裝了一臺羅羅公司AE1107渦軸發(fā)動機(jī)。該發(fā)動機(jī)驅(qū)動一個裝有3臺高性能1兆瓦發(fā)電機(jī)的齒輪箱。該發(fā)電機(jī)的體積比現(xiàn)役1兆瓦電動機(jī)的體積小，效率達(dá)到98%（現(xiàn)役電動機(jī)只有92%），而且功率密度是現(xiàn)役電動機(jī)的5倍。其產(chǎn)生的電能可為24臺可變槳距涵道風(fēng)扇提供能量，其中的18臺安裝在機(jī)身后方的傾轉(zhuǎn)機(jī)翼上，6臺安裝在機(jī)身前方的傾轉(zhuǎn)鴨翼上。這種獨(dú)特的同步發(fā)電機(jī)可以為電動機(jī)直接提供交流電，不需要轉(zhuǎn)換成直流電，進(jìn)一步降低了發(fā)電機(jī)的重量。

霍尼韋爾公司承認(rèn)在發(fā)電機(jī)熱管理方面遇到了挑戰(zhàn)，但也表示該發(fā)電機(jī)研發(fā)取得了“實質(zhì)性進(jìn)展”，并將按計劃于今年7月在佛羅里達(dá)州立大學(xué)進(jìn)行全功率狀態(tài)試驗，以達(dá)到技術(shù)成熟度6。公司堅稱，發(fā)電機(jī)熱管理方面額外的研究工作不是讓DARPA取消項目的原因，但也承認(rèn)發(fā)電機(jī)問題導(dǎo)致了項目的進(jìn)度拖延。

霍尼韋爾公司最早在項目中只是子承包商羅羅公司的下級承包商，其原本計劃首先在“銅鳥臺”上測試電推進(jìn)系統(tǒng)。但是當(dāng)發(fā)電機(jī)問題持續(xù)無法解決時，極光公司直接接手了發(fā)電機(jī)和“銅鳥臺”的管理權(quán)，并在波音公司的支持下通過外部專家研究該問題。

DARPA自身也有問題

該項目的失敗也和DARPA的獨(dú)特性密不可分。首先，該局的戰(zhàn)略優(yōu)先事項經(jīng)常發(fā)生改變，目前已經(jīng)轉(zhuǎn)移到高超聲速等領(lǐng)域。因此取消XV-24項目可以把經(jīng)費(fèi)投入到優(yōu)先等級更高的項目中。另外，為更好開展技術(shù)轉(zhuǎn)化，DARPA一般會在飛行器項目實施飛行驗證時引入軍方的合作伙伴。但是XV-24項目太過于聚焦先進(jìn)技術(shù)，沒有向外界描述該機(jī)未來可以承擔(dān)何種任務(wù)。這使項目目前并沒有找到軍方合作伙伴，下馬也算合情合理。

項目已取得的成果

2017年4月，極光公司完成了XV-24五分之一縮比驗證機(jī)的試飛，并達(dá)到了數(shù)個關(guān)鍵里程碑，例如驗證了分布式電推進(jìn)涵道風(fēng)扇、同步發(fā)電機(jī)、傾轉(zhuǎn)機(jī)翼/傾轉(zhuǎn)鴨翼系統(tǒng)等。根據(jù)DARPA的說法，項目雖然取消但也取得了一些成果，例如在縮比驗證機(jī)制造過程中，在結(jié)構(gòu)和氣動面上使用了3D打印塑料。另外也在驗證機(jī)上集成了分布式電推進(jìn)系統(tǒng)。而且縮比驗證機(jī)也增強(qiáng)了開發(fā)氣動數(shù)據(jù)庫的方法，在此基礎(chǔ)上可以建模未來飛行器的控制系統(tǒng)，并為飛控系統(tǒng)設(shè)計提供經(jīng)驗教訓(xùn)。

XV-24項目將向商業(yè)領(lǐng)域開展技術(shù)轉(zhuǎn)化

這不是電驅(qū)動X系列飛機(jī)遇到的首個挑戰(zhàn)。2016年12月，NASA配裝鋰離子電池的X-57麥斯威爾電動驗證機(jī)在試驗中遭遇毀滅性的失敗。NASA不得不對電池進(jìn)行重新設(shè)計，通過提升容量確保在一個電池單元短路時不會波及其他單元。2017年，重新設(shè)計的電池通過了安全性測試。這使X-57在今年重返藍(lán)天，也讓NASA學(xué)習(xí)到了寶貴的經(jīng)驗教訓(xùn)。

DARPA表示，在項目2013年啟動時，商業(yè)領(lǐng)域就對其技術(shù)表現(xiàn)出濃厚的興趣。目前，極光公司表示已經(jīng)和DARPA就項目技術(shù)向商用方向轉(zhuǎn)化達(dá)成了協(xié)議。該公司打算把這些技術(shù)通過和優(yōu)步公司的合作應(yīng)用到商用電動垂直起降出租飛機(jī)上。

極光公司首席技術(shù)官Tom Clancy表示，過去幾年，極光公司在自主、電動力和垂直起降飛機(jī)設(shè)計方面投入了大量資金，而這三項技術(shù)是電動出租飛機(jī)的關(guān)鍵。另外電動飛機(jī)領(lǐng)域持續(xù)增長的私人投資也加快了點對點垂直起降通勤的應(yīng)用進(jìn)程。例如優(yōu)步計劃在2020年早期開展商用電動垂直起降飛機(jī)的試驗，2023年取得認(rèn)證。

Clancy預(yù)計，如果經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和政策壁壘被消除，那么商用電動飛機(jī)的市場將十分廣闊。根據(jù)高盛公司的預(yù)期，到2035年，全球電動出租飛機(jī)的市場將達(dá)到700億美元/年，每年需要制造50000架全新的飛機(jī)。

在XV-24縮比驗證機(jī)飛行試驗中獲得的經(jīng)驗可以讓極光公司為優(yōu)步公司快速試飛一架尺寸類似的但技術(shù)更加簡單的電動垂直起降驗證機(jī)。雖然DARPA的項目被取消，但是極光公司將保留該縮比驗證機(jī)，以期通過相關(guān)飛行試驗支持未來的電動垂直起降驗證機(jī)的研發(fā)。

XV-24項目在發(fā)展兆瓦級混合電推進(jìn)系統(tǒng)中得到的經(jīng)驗教訓(xùn)將為業(yè)界提供很多啟示。目前由于電動飛機(jī)市場的供應(yīng)鏈并不存在，因此很多初創(chuàng)企業(yè)都在研發(fā)各自的電動機(jī)和發(fā)電機(jī)。但是面向兆瓦或更高等級，研制工作將不會像想象中的那么簡單。雖然沒有人期待電動飛機(jī)的研制會一帆風(fēng)順，但是DARPA決定取消XV-24A“雷擊”項目確實讓工業(yè)界看清了嚴(yán)苛的現(xiàn)實，畢竟XV-24A早已成為人們心中開啟航空新時代的旗艦機(jī)型。