提交的申请标志着确定飞艇安全设计的正式开始。获得认证后将交付飞机。
Hybrid Air Vehicles (HAV) -混合动力飞行器
混合动力飞行器（HAV，Bedford，英国）宣布，已与英国民航局航空监管机构（CAA）正式开始Airlander 10的型号认证（TC）程序。Airlander 10旨在为世界各地提供新的超低排放航空服务。
TC是确保飞机设计安全的严格过程。它的认证将使Airlander 10机队在机动性、物流、旅游和休闲方面实现商业化。后来计划的开发包括引入电动机，到2030年实现该飞机的零排放版本。
这将是自1979年以来首次批准英国衍生的大型飞行器。计划与欧盟航空安全局（EASA）和美国联邦航空管理局（FAA）同时开展工作，以实现全球交付。
HAV首席执行官汤姆·格伦迪（Tom Grundy表示：“Airlander使新的、可持续的航空服务成为可能——这是一架旨在提供全球大型机队服务的大型飞行器。”。“除了我们的生产计划外，申请型号认证也是我们实现这一目标过程中的一个关键里程碑。
申请后，CAA和HAV将就TC过程的计划达成一致，该计划将确定HAV将如何证明Airlander 10达到认证基础中规定的要求，这一步骤被称为合规手段（means of compliance）。在CAA的参与下，HAV将制定广泛的文件并进行一系列计划测试。至于以前的TC过程，认证将使用一系列分析、模拟、实验室、地面和飞行测试。
HAV表示，一旦收到TC，它将正式开始交付Airlander 10的当前预订订单，金额为10亿英镑，以及将在南约克郡建立的新生产线每年最多24架飞艇。最初的预订包括20架为新推出的航空公司客户Air Nostrum Group提供区域乘客流动服务的飞机，以及用于旅游业的飞艇。2024年2月早些时候，旅游公司Grands Espace预订了一架Airlander 10飞机，用于独特和可持续的探索体验。
随着混合动力飞行器的Airlander飞艇的出现，比空中更轻的飞行正在卷土重来，它将复合材料和可持续性提升到了一个新的水平。
Airlander 10的首次飞行。图片来源：混合动力飞行器
自19世纪末发展以来，飞艇旅行在商业航空中一直保持着利基地位。自首次亮相以来，他们一直从事客运、货运和商业应用。最近，国防监视、豪华旅游和货运方面的新的、更为突出的进展表明，飞艇旅行在不断增长的城市空中交通（UAM-urban air mobility）市场中具有更大的潜力。
混合动力飞行器（HAV，Bedford，英国）是一家通过开发Airlander 10混合动力飞行器来应对这一利基市场的公司。这架广泛使用复合材料的双壳飞艇包括一个非刚性外壳/外壳—容纳加压氦气并使飞行器呈椭圆形的主要结构—四个燃烧克雷逊的发动机，以及连接在底部的有效载荷模块。短距离起飞/着陆（STOL-short take-off/landing）飞艇使用氦气浮力升力、空气动力学升力（气流）和矢量推力的组合来保持高空；船体内充满气体的气球会随着温度和高度的变化而膨胀和收缩。根据HAV的说法，Airlander 10的航程为4000海里，最高时速为130公里，可以在空中停留长达五天。
CW之前曾报道过Airlander 10中的复合材料使用情况，并再次与该公司核实，以了解飞机上的材料和技术使用是如何演变的。HAV首席技术官迈克·达勒姆（Mike Durham）表示，复合材料的使用非常广泛。达勒姆说：“外壳是由聚氨酯弹性体材料层制成的，也是复合材料。”。“但它没有抗压强度，使其具有灵活性。”达勒姆说，船体的层包括由液晶聚合物（LCP- liquid crystal polymer）、聚酯薄膜和Tedlar聚氟乙烯薄膜编织而成的Vectran高性能复丝纱线的组合，用于设计强度、保氦性和耐用性的多层层压材料。
复合材料还可用于Airlander的所有刚性结构，包括尾翼部件，这些部件由一家未公开的国际公司提供的编织玻璃纤维预浸料制成，并在低温下在非热压罐（OOA-out of autoclave）中真空固化。有效载荷模块、后推进器导管和前塔架包含碳纤维预浸料，也在低温非热压罐（OOA）固化下进行处理。
达勒姆说：“在过去的8到10年里，我们不得不开发这些流程。”。“即使是我们的基本有效载荷舱也有大约23米长，大约4.5米宽，所以这是一个很大的结构。你永远无法为此建造热压罐，因此我们避开了热压罐。”
HAV有三到四家主要的全球供应商为Airlander 10制造复合材料结构，由HAV进行组装和集成。达勒姆表示，虽然无法透露名称，但其许多制造商供应商将设在英国。
走向绿色
Airlander的潜力不仅在于先进材料的使用。达勒姆表示，该公司还致力于整合燃料电池技术，以实现超低碳和零碳运营。
在Airlander的浮力升力和四个燃烧煤油的发动机之间，与传统的固定翼或旋转翼飞机相比，该飞行器目前的二氧化碳排放量减少了75%。致力于零碳航空，HAV一直致力于逐步采用发动机电气化。
达勒姆说：“当我们出发时，我们正着眼于2030年拥有一个全电动、可运行的Airlander”。“我们目前正在开发每一个都装有煤油发动机的飞艇。我们希望到2025年能驾驶这种（版本）。”。但我们在电动化方面的第一步是转向我们所说的混合动力版本。”这种配置将结合前向电动和后向煤油发动机，可节省90%的排放。
Airlander 10内部。
为了实现这些目标，与英国柯林斯航空航天公司和英国诺丁汉大学合作的2019年赠款资助项目E-HAV1推动了电力推进技术的发展，包括用于地面测试的全尺寸500千瓦电动推进器原型。达勒姆补充说，这是HAV正在努力与氢燃料电池技术建立的另一个合作伙伴关系的催化剂。
达勒姆说：“我们已经对我们的产品进行了大量的内部研究，但目前我们认为氢气是最清洁的选择。”。“我们目前以质子交换膜技术为基础，因此以加压或低温形式获取氢气，并将其通过质子交换膜产生电能。”
然而，对于HAV来说，采用氢燃料电池有其长期和短期的挑战。达勒姆表示，由于氢燃料电池是一个仍在兴起的行业，“我们面临的最大挑战之一是找到具有适当可信度的合适合作伙伴，使我们作为一家企业能够管理我们的风险或失误。一个在我们想要的时候提供我们想要的东西的合作伙伴。”
另一个挑战是，正在生产的大多数氢气——“蓝色”氢气——虽然据称更清洁，但与该公司的零排放预期不符。他补充道：“我真的希望供应商使用风力涡轮机或太阳能电池板发电，以尽可能低的二氧化碳成本创造‘绿色’氢气。”。
HAV正专注于使用加压氢气，因为其风险较低，但达勒姆指出，该公司具有灵活性，可能在2030年前集成低温/液氢技术，而无需太多修改。无论如何，他说，Airlander最初将需要储氢罐，该储氢罐可以容纳600巴左右的H2气体，并且经过完美的轻量化优化，因为“我们负担不起在任何地方多携带一斤。”达勒姆说，使用复合材料压力容器储氢是可能的，特别是如果采用低温/液氢。
Airlander的未来
凭借成功的飞行测试计划和7级的技术准备水平，HAV的Airlander 10即将进入生产阶段。此外，HAV已获得英国民航局（CAA）的设计组织批准（DOA）和生产组织批准（POA）。现在，该飞艇的目标是获得全球运营的型号认证（TC）。
此外，达勒姆表示，Airlander 10的未来是广阔的，这一点在疫情中得到了重申。他说：“当时（2018-2019年），毫无疑问，豪华旅游是我们获得吸引力的市场。”。“但当然，疫情来袭，旅游业似乎受到了特别严重的打击，所以我们不得不重新评估我们的立场。我们看到旅游业正在复苏——绿色生态旅游对我们来说将是一个强大的地方——但我们也将这场（疫情）视为一个寻找其他关键销售市场的机会。”
达勒姆指出，城市空中交通是一个强大的潜在市场，以及监视（军事和民用）和货运应用。
他总结道：“这项技术在多个市场都有很多机会。现在是研制超高效艇的激动人心的时刻，我们期待着在今年晚些时候启动该项目。”。
这是朝着电动推进充氦混合动力飞机的商业生产和型号认证迈出的一步。
根据HAV的说法，更新后的飞艇包括一些增强功能，如节省燃料、降低阻力的形状；增强型起落架；更宽，更长的客舱可容纳乘客、货物和设备。HAV表示，这些功能将提供所需的灵活性，以提供商业市场希望向客户提供的体验。
生产的飞艇旨在提高效率，据报道，Airlander 10的排放量比同类飞机少75%。与合作伙伴Collins Aerospace（美国佛罗里达州西棕榈滩）和诺丁汉大学（英国诺丁汉）正在开发一种以零碳航空为目标的电力推进系统。
HAV目前正在与旅游和清洁技术行业的组织就Airlander 10的前四个生产飞艇进行合同谈判，这是基于与10多架飞艇签署的意向书。
随着HAV即将启动生产和型号认证计划，该公司也在努力为新的生产设施争取资金。
Airlander 10在2019年开始时处于进入型号认证计划的有利位置。
英国民航局（CAA，Crawley，UK）授予HAV有限公司（HAV，Shortstown，Bedford，UK-英国 贝德福德 肖特斯敦）生产组织批准（POA-Production Organization Approval）。继2018年10月成功获得欧洲航空安全局（EASA，德国科隆）的设计组织批准（DOA- Design Organization Approval）后，这一最新成就使HAV在2019年开始生产其Airlander 10时处于有利地位。
POA考虑飞机生产的制造和组装方面。这包括供应链管理、与制造和组装相关的流程以及生产设施本身。DOA（涵盖设计活动和飞行测试）和POA（涵盖制造和组装）都需要与生产的Airlander 10一起进入型号认证计划。
HAV航空安全与质量保证主管大卫·林德利（David Lindley）表示：“POA的批准对HAV来说是一个重要的里程碑。这是数月辛勤工作和集中精力的结晶。”。“这表明安全、质量保证和供应链管理流程以及生产设施都已到位。”
执行董事尼克·奥尔曼（Nick Allman）补充道：“与DOA在同一年成功获得POA，真是太棒了。”。“POA是监管机构批准我们在获得飞艇型号认证的道路上推进Airlander 10的生产的印章。”
据报道，Airlander的艇体蒙皮由多种材料制成，包括：
- Vectran（日本东京Kuraray）的编织液晶聚合物纤维（liquid crystal polymer fiber）；
- 编织芳纶纤维（woven aramid fiber）；
- Tedlar（美国杜邦，威尔明顿）的聚氟乙烯薄膜(PVF- polyvinyl fluoride film)；
- DuPont Teijin（卢森堡）的聚酯薄膜（PET- polyethylene terephthalate）；
- 聚氨酯薄膜（polyurethane film）。
以上材料结合以形成气体屏障。
复合有效载荷模块连接到船体底部，据报道使用连接到刚性外壳的电缆。HAV与Forward Composites（英国亨廷顿）合作进行复合材料设计。碳纤维复合材料元件有助于将连接模块的重量降至最低。
由充氦飞艇hybrid Air Vehicles制造的Airlander 10混合动力飞机上的复合材料。HAV2018年在范堡罗（Farnborough）宣布了豪华旅游，引起了轰动。
CW继续报道混合动力飞行器（HAV，Shortstown，Bedford，UK）的Airlander 10混合动力飞艇，这是一种充氦飞艇。该飞艇最初被称为HAV-304，是诺斯罗普·格鲁曼公司（美国弗吉尼亚州福尔斯彻奇）参与的项目的一部分，被美国陆军考虑用于美国长航时多智能飞行器（LEMV-Long Endurance Multi-Intelligence Vehicle）项目，旨在支持地面部队、进行监视和运载军用货物。LEMV项目于2013年被取消，HAV将这一概念带回了国内，将其重新打造为Airlander，并宣布专注于豪华旅游，从而引起了轰动。
首先，一些背景。与传说中的齐柏林飞船这样的刚性飞艇不同，Airlander 10没有内部结构；巨大蒙皮内的加压氦气使蒙皮能够保持其形状并支撑连接在其上的有效载荷模块。该公司表示，它被称为混合动力飞行器，因为它的飞行得益于浮力升力（由于氦比空气轻）和空气动力学升力（来自叶片状椭圆形外壳上的气流）的结合。浮力升力贡献了大约60%的升力，空气动力学贡献了大约40%。四台驱动管道螺旋桨的柴油发动机提供推力，主要用于起飞和着陆。据该公司介绍，Airlander 10可以在有乘客的情况下在空中停留3到4天，巡航速度为105节（或120英里/小时）。
据报道，119米长的船体蒙皮由多种材料制成，包括Vectran（日本东京Kuraray）的编织液晶聚合物纤维、编织芳纶纤维、被称为Tedlar的聚氟乙烯薄膜（PVF）（杜邦，德国威尔明顿）和DuPont Teijin films（卢森堡）的聚酯薄膜与聚氨酯膜结合以形成气体屏障。根据Guy Norris于2015年5月在《航空周刊与空间技术》杂志上发表的一篇关于Airlander的文章，巨大的艇体通过隔板分为六个隔间，在紧急情况下可以密封；此外，这些隔间装有气球（或气球内的气球）。气球可以充满空气，以减少氦气的相对体积，使飞艇更重。阀门和管道允许根据需要释放空气，以提高升力。
复合材料出现在有效载荷模块中，该模块连接到船体底部，位于两个船体叶之间，据报道使用连接到刚性蒙皮的电缆。HAV的技术数据表显示，最大有效载荷容量为60000公斤。HAV与Forward Composites（英国亨廷顿）合作进行了复合材料设计，该公司总部位于一级方程式赛车，以前被称为Lola Composites。碳纤维复合材料元件有助于最大限度地减轻所附模块的重量，这些模块可根据任务进行互换。
7月16日，在最近的范堡罗国际航展上，混合动力飞行器有限公司与Design Q（英国雷德迪奇）共同推出了一款新的Airlander 10飞艇，其口号是“重新思考天空”，以展示豪华远征旅游的可能性。乘客区将包括私人连接卧室，并在飞艇广阔的无限休息室内欣赏地平线到地平线的景色，最多可容纳19名乘客和机组人员，为期3天。Altitude Bar酒吧提供饮品，享有终极美景，设有落地窗和带玻璃地板的休息室。
HAV首席执行官斯蒂芬·麦格伦南（Stephen McGlennan）表示，Airlander 10正在改变我们对航空旅行的看法：“Airlander挑战人们重新思考天空——这是我们所做一切背后的驱动力，”他说。“航空旅行已经变得非常注重尽快从A到B。我们提供的是一种让旅程变得愉快的方式。”Airlander 10几乎可以在任何平坦的表面起飞和降落，从而消除了对传统机场基础设施的需求。这为前往现有交通工具无法到达的地方的豪华探险创造了机会，并提供了终极的变革性体验式旅行。
新的客舱设计充分利用了Airlander的独特特性，创造了一个不同于当今航空业的环境。Airlander 10的模块内部异常宽敞；设计Q表示，客舱比大多数单通道飞机（如A320）都大。去年，这个空间让设计Q的团队能够利用他们在创造豪华空间方面的丰富经验来开发独特的功能。
在整个过程中，团队一直受到工程和监管需求以及，计今年晚些时候还会发布更多公告。
参见原文：
1.《HAV begins Airlander 10 type certification program 》2024.3.1
2.《Airlander 10: The future of zero-carbon aviation 》2021.3.26
3.《Hybrid Air Vehicles unveils production Airlander 10 model 》 2020.1.14
4.《Luxury travel by airship returns 》 2018.7.29
杨超凡 2024.3.4
