Большинство проектов современных аппаратов вертикального взлета и посадки (VTOL) представляют собой конвертопланы или мультикоптеры
с электрическими движителями. В большинстве проектов конвертопланов
реализуется один из известных принципов перехода от вертикального полета к горизонтальному - двигатели поворачиваются относительно крыла или крыло вместе с
двигателями меняет положение, и постепенно вектор тяги силовой установки изменяет направление и создает тягу для горизонтального полета. А подъемную силу
генерирует крыло. Чтобы сбалансировать аппарат во время взлета и посадки, чаще всего применяют тандемную компоновку крыльев.
Проект Lilium Jet многим отличается от традиционных конвертопланов.
Во-первых, тягу в самолете создают несколько десятков вентиляторов-импеллеров, приводимых в движение электродвигателями. Двухместный Lilium Jet взлетным весом
600 ДаН, способный брать на борт 200 ДаН полезной нагрузки, будут отрывать от земли и перемещать в воздухе 36 таких вентиляторов суммарной мощностью 435 л.с.
(320 кВт).
Во-вторых, маршевые вентиляторы установлены... на закрылке. Для балансировки в носовой части установлены блоки из 12 выдвижных поворотных вентиляторов. На
взлете закрылки отклоняются вниз, 24 вентилятора, закрепленные на них, создают тягу вверх. С другой стороны центра масс тягу создают 12 вентиляторов,
размещенных в выдвижных гондолах (не уверен, что это правильное название, но другого слова подобать не могу).
По мере набора высоты закрылки и гондолы поворачиваются, меняя направление тяги. А когда самолет наберет скорость, и крыло будет создавать достаточную для
балансировки подъемную силу, гондолы в носовой части убираются и самолет превращается в бесхвостку.
Управление в полете осуществляется с помощью бортового компьютера путем изменения тяги двигателей, установленных на левой и правой консолях, а также поворотом
блоков двигателей с помощью отклонения закрылка. Пилот с помощью джойстика указывает компьютеру только направление и скорость полета. Кроме того, система
безопасности автоматически блокирует неверные команды пилота.
Использование импеллеров, создающих тягу в замкнутых каналах, дало разработчикам основание назвать свою "Лилию" реактивной. Они используют в конструкции
многократное резервирование всех систем: при отказе нескольких двигателей система не утратит работоспособности, остальные будут работать для компенсации
частичной потери тяги. Если же произойдет критический отказ, самолет возвращается на землю с помощью быстродействующей парашютной системы спасения.
При всей необычности такой компоновки самолета, этот проект нельзя отнести к разряду фантастических. За два года инженеры компании Lilium Aviation
разработали и испытали семь летающих моделей для отработки аэродинамики, динамики полета и систем управления. Полеты трех наиболее интересных, HEXA, Falcon и
Dragon, можно посмотреть на youtube. И даже если пилотируемый аппарат окажется не таким, как ожидается, опыт разработки его беспилотных моделей позволит Lilium Aviation создавать скоростные и исключительно малошумные БПЛА вертикального взлета и посадки, которые наверняка найдут применение в различных областях,
от военного дела до мониторинга поверхности Земли в интересах различных гражданских учреждений.
Однако основная цель проекта -создание скоростного транспорта вертикального взлета и посадки, способного взлетать и садиться в городе, в горах, в лесу на
ограниченные площадки и перемещаться в воздухе с высокими скоростями.
По расчетам немецких инженеров, Lilium Jet с двумя членами экипажа на борту сможет летать со скоростью 300 км/ч и пролетать без посадки 300 км. Если расчетные
скорости будут достигнуты, то преодолеть 300 км можно даже на нынешних литийполимерных аккумуляторах. А с развитием авиационных бортовых аккумуляторов эта
дальность должна увеличиться.
В крейсерской конфигурации самолет будет создавать минимальное сопротивление, а расчетные летные характеристики должно обеспечить уникальное крыло. В настоящее
время в Lilium Aviation изготовлен первый прототип самолета и в текущем году должны пройти его испытания в беспилотном режиме.
Компанию Lilium Aviation учредили в 2015 г. четыре выпускника Технического университета в Мюнхене, давшего миру 13 лауреатов Нобелевской премии. Проект Даниэля Вейгана (Daniel Wiegand) и трех его сокурсников поддержали университет, Европейское космическое агентство (European Space Agency, ESA), точнее, его баварский
Центр бизнес-инкубации. Первоначальное финансирование взял на себя немецкий инвестор Фрэнк Телен и его компания E42.
В октябре 2016 года Lilium получила гран-при "Hello Tomorrow" в размере 100 000 евро. В декабре 2016 г. лондонская компания Atomico привлекла по фандрейзингу
для развития проекта 10 млн. евро.
Первый беспилотный полёт двухместного полноразмерного прототипа Lilium Jet состоялся 20 апреля 2017 года c аэродрома Миндельхайм-Мацци, Бавария, Германия.
Пилот управлял самолетом с земли. Главная задача таких испытаний – сбор и анализ данных о поведении Lilium Jet в воздухе. А в мае 2019
года компания Lilium провела успешные беспилотные испытания пятиместного электрического аэротакси.
Корпус и крылья Lilium Jet выполнены из углеродного волокна – очень легкого материала, который в пять раз прочнее и в три раза жестче алюминия.
Самолет оснащен 12 закрылками, каждая из которых несет по три электрических реактивных двигателя. В зависимости от режима полета закрылки поворачиваются из
вертикальной позиции в горизонтальную. На подъеме все закрылки направлены вертикально. Когда необходимая высота достигнута, они постепенно поворачиваются,
обеспечивая плавный переход в горизонтальный полет, а подъемная сила обеспечивается крыльями, как в обычном самолете. Кроме того, закрылки с электродвигателями
действуют как рулевые поверхности, благодаря чему самолет способен маневрировать в любом положении: он может подниматься, поворачивать и опускаться в любой фазе
полета.
Вместо одного топливного мотора, самолет несут 36 электродвигателей, которые работают намного тише и не дают вредных выхлопов в атмосферу. Они
маленькие и потому легкие, что необходимо для конструкции такого самолета. "Еще одним важным преимуществом маленьких моторов является то, что они делают полет
намного безопаснее. Если один из электродвигателей выйдет из строя, остальные 35 продолжат свою работу", - рассказал Виганд в интервью порталу Wired.de.
На старте потребляемая мощность сравнима с суперкаром, но это длится всего 15-20 секунд. В режиме горизонтального полета расход энергии на
километр сходен с электромобилем. Такая система позволяет самолету достигать дальности полета в 300 километров с максимальной крейсерской скоростью в 300 км/ч.
Создатели Lilium Jet отмечают, что уделили особое внимание вопросам безопасности. Система самолета полностью регулируется компьютерами, которые
постоянно контролируют функции электродвигателей. Пилот направляет самолет с помощью рычага управления, который компьютер приводит в действие. В систему
встроена защита от опасных маневров: компьютер не переходит заданные границы безопасности по скорости, поворотам и высоте. В экстренном случае он должен
проинформировать пилота, что необходимо посадить самолет, а вертикальная посадка возможна даже в случае потери нескольких элетродвигателей. Lilium Jet
оборудован парашютом, а кабина водонепроницаема на случай посадки на воду. Самолет будет работать в том числе и под руководством программы Flight System
Protection Envelope, которая будет анализировать команды пилота и в случае, если они будут представлять угрозу безопасности - отвергать их.
Каждый электромотор защищен прочным кейсом, а воздуховод вокруг вентилятора спроектирован таким образом, чтобы удержать потерю лопасти на полном
ходу. Если вследствие попадания инородного предмета выйдет из строя один электродвигатель, это не приведет к потере смежного мотора.
экспериментальные
Lilium Jet
ЛТХ
Авиация Общего Назначения 2017-03. Сергей
Арасланов.
Уголок неба. 2021
