提交的申請標志著確定飛艇安全設計的正式開始。獲得認證后將交付飛機。
Hybrid Air Vehicles (HAV) -混合動力飛行器
混合動力飛行器（HAV，Bedford，英國）宣布，已與英國民航局航空監管機構（CAA）正式開始Airlander 10的型號認證（TC）程序。Airlander 10旨在為世界各地提供新的超低排放航空服務。
TC是確保飛機設計安全的嚴格過程。它的認證將使Airlander 10機隊在機動性、物流、旅游和休閑方面實現商業化。后來計劃的開發包括引入電動機，到2030年實現該飛機的零排放版本。
這將是自1979年以來首次批準英國衍生的大型飛行器。計劃與歐盟航空安全局（EASA）和美國聯邦航空管理局（FAA）同時開展工作，以實現全球交付。
HAV首席執行官湯姆·格倫迪（Tom Grundy表示：“Airlander使新的、可持續的航空服務成為可能——這是一架旨在提供全球大型機隊服務的大型飛行器。”。“除了我們的生產計劃外，申請型號認證也是我們實現這一目標過程中的一個關鍵里程碑。
申請后，CAA和HAV將就TC過程的計劃達成一致，該計劃將確定HAV將如何證明Airlander 10達到認證基礎中規定的要求，這一步驟被稱為合規手段（means of compliance）。在CAA的參與下，HAV將制定廣泛的文件并進行一系列計劃測試。至于以前的TC過程，認證將使用一系列分析、模擬、實驗室、地面和飛行測試。
HAV表示，一旦收到TC，它將正式開始交付Airlander 10的當前預訂訂單，金額為10億英鎊，以及將在南約克郡建立的新生產線每年最多24架飛艇。最初的預訂包括20架為新推出的航空公司客戶Air Nostrum Group提供區域乘客流動服務的飛機，以及用于旅游業的飛艇。2024年2月早些時候，旅游公司Grands Espace預訂了一架Airlander 10飛機，用于獨特和可持續的探索體驗。
隨著混合動力飛行器的Airlander飛艇的出現，比空中更輕的飛行正在卷土重來，它將復合材料和可持續性提升到了一個新的水平。
Airlander 10的首次飛行。圖片來源：混合動力飛行器
自19世紀末發展以來，飛艇旅行在商業航空中一直保持著利基地位。自首次亮相以來，他們一直從事客運、貨運和商業應用。最近，國防監視、豪華旅游和貨運方面的新的、更為突出的進展表明，飛艇旅行在不斷增長的城市空中交通（UAM-urban air mobility）市場中具有更大的潛力。
混合動力飛行器（HAV，Bedford，英國）是一家通過開發Airlander 10混合動力飛行器來應對這一利基市場的公司。這架廣泛使用復合材料的雙殼飛艇包括一個非剛性外殼/外殼—容納加壓氦氣并使飛行器呈橢圓形的主要結構—四個燃燒克雷遜的發動機，以及連接在底部的有效載荷模塊。短距離起飛/著陸（STOL-short take-off/landing）飛艇使用氦氣浮力升力、空氣動力學升力（氣流）和矢量推力的組合來保持高空；船體內充滿氣體的氣球會隨著溫度和高度的變化而膨脹和收縮。根據HAV的說法，Airlander 10的航程為4000海里，最高時速為130公里，可以在空中停留長達五天。
CW之前曾報道過Airlander 10中的復合材料使用情況，并再次與該公司核實，以了解飛機上的材料和技術使用是如何演變的。HAV首席技術官邁克·達勒姆（Mike Durham）表示，復合材料的使用非常廣泛。達勒姆說：“外殼是由聚氨酯彈性體材料層制成的，也是復合材料。”。“但它沒有抗壓強度，使其具有靈活性。”達勒姆說，船體的層包括由液晶聚合物（LCP- liquid crystal polymer）、聚酯薄膜和Tedlar聚氟乙烯薄膜編織而成的Vectran高性能復絲紗線的組合，用于設計強度、保氦性和耐用性的多層層壓材料。
復合材料還可用于Airlander的所有剛性結構，包括尾翼部件，這些部件由一家未公開的國際公司提供的編織玻璃纖維預浸料制成，并在低溫下在非熱壓罐（OOA-out of autoclave）中真空固化。有效載荷模塊、后推進器導管和前塔架包含碳纖維預浸料，也在低溫非熱壓罐（OOA）固化下進行處理。
達勒姆說：“在過去的8到10年里，我們不得不開發這些流程。”。“即使是我們的基本有效載荷艙也有大約23米長，大約4.5米寬，所以這是一個很大的結構。你永遠無法為此建造熱壓罐，因此我們避開了熱壓罐。”
HAV有三到四家主要的全球供應商為Airlander 10制造復合材料結構，由HAV進行組裝和集成。達勒姆表示，雖然無法透露名稱，但其許多制造商供應商將設在英國。
走向綠色
Airlander的潛力不僅在于先進材料的使用。達勒姆表示，該公司還致力于整合燃料電池技術，以實現超低碳和零碳運營。
在Airlander的浮力升力和四個燃燒煤油的發動機之間，與傳統的固定翼或旋轉翼飛機相比，該飛行器目前的二氧化碳排放量減少了75%。致力于零碳航空，HAV一直致力于逐步采用發動機電氣化。
達勒姆說：“當我們出發時，我們正著眼于2030年擁有一個全電動、可運行的Airlander”。“我們目前正在開發每一個都裝有煤油發動機的飛艇。我們希望到2025年能駕駛這種（版本）。”。但我們在電動化方面的第一步是轉向我們所說的混合動力版本。”這種配置將結合前向電動和后向煤油發動機，可節省90%的排放。
Airlander 10內部。
為了實現這些目標，與英國柯林斯航空航天公司和英國諾丁漢大學合作的2019年贈款資助項目E-HAV1推動了電力推進技術的發展，包括用于地面測試的全尺寸500千瓦電動推進器原型。達勒姆補充說，這是HAV正在努力與氫燃料電池技術建立的另一個合作伙伴關系的催化劑。
達勒姆說：“我們已經對我們的產品進行了大量的內部研究，但目前我們認為氫氣是最清潔的選擇。”。“我們目前以質子交換膜技術為基礎，因此以加壓或低溫形式獲取氫氣，并將其通過質子交換膜產生電能。”
然而，對于HAV來說，采用氫燃料電池有其長期和短期的挑戰。達勒姆表示，由于氫燃料電池是一個仍在興起的行業，“我們面臨的最大挑戰之一是找到具有適當可信度的合適合作伙伴，使我們作為一家企業能夠管理我們的風險或失誤。一個在我們想要的時候提供我們想要的東西的合作伙伴。”
另一個挑戰是，正在生產的大多數氫氣——“藍色”氫氣——雖然據稱更清潔，但與該公司的零排放預期不符。他補充道：“我真的希望供應商使用風力渦輪機或太陽能電池板發電，以盡可能低的二氧化碳成本創造‘綠色’氫氣。”。
HAV正專注于使用加壓氫氣，因為其風險較低，但達勒姆指出，該公司具有靈活性，可能在2030年前集成低溫/液氫技術，而無需太多修改。無論如何，他說，Airlander最初將需要儲氫罐，該儲氫罐可以容納600巴左右的H2氣體，并且經過完美的輕量化優化，因為“我們負擔不起在任何地方多攜帶一斤。”達勒姆說，使用復合材料壓力容器儲氫是可能的，特別是如果采用低溫/液氫。
Airlander的未來
憑借成功的飛行測試計劃和7級的技術準備水平，HAV的Airlander 10即將進入生產階段。此外，HAV已獲得英國民航局（CAA）的設計組織批準（DOA）和生產組織批準（POA）?，F在，該飛艇的目標是獲得全球運營的型號認證（TC）。
此外，達勒姆表示，Airlander 10的未來是廣闊的，這一點在疫情中得到了重申。他說：“當時（2018-2019年），毫無疑問，豪華旅游是我們獲得吸引力的市場。”。“但當然，疫情來襲，旅游業似乎受到了特別嚴重的打擊，所以我們不得不重新評估我們的立場。我們看到旅游業正在復蘇——綠色生態旅游對我們來說將是一個強大的地方——但我們也將這場（疫情）視為一個尋找其他關鍵銷售市場的機會。”
達勒姆指出，城市空中交通是一個強大的潛在市場，以及監視（軍事和民用）和貨運應用。
他總結道：“這項技術在多個市場都有很多機會。現在是研制超高效艇的激動人心的時刻，我們期待著在今年晚些時候啟動該項目。”。
這是朝著電動推進充氦混合動力飛機的商業生產和型號認證邁出的一步。
根據HAV的說法，更新后的飛艇包括一些增強功能，如節省燃料、降低阻力的形狀；增強型起落架；更寬，更長的客艙可容納乘客、貨物和設備。HAV表示，這些功能將提供所需的靈活性，以提供商業市場希望向客戶提供的體驗。
生產的飛艇旨在提高效率，據報道，Airlander 10的排放量比同類飛機少75%。與合作伙伴Collins Aerospace（美國佛羅里達州西棕櫚灘）和諾丁漢大學（英國諾丁漢）正在開發一種以零碳航空為目標的電力推進系統。
HAV目前正在與旅游和清潔技術行業的組織就Airlander 10的前四個生產飛艇進行合同談判，這是基于與10多架飛艇簽署的意向書。
隨著HAV即將啟動生產和型號認證計劃，該公司也在努力為新的生產設施爭取資金。
Airlander 10在2019年開始時處于進入型號認證計劃的有利位置。
英國民航局（CAA，Crawley，UK）授予HAV有限公司（HAV，Shortstown，Bedford，UK-英國 貝德福德 肖特斯敦）生產組織批準（POA-Production Organization Approval）。繼2018年10月成功獲得歐洲航空安全局（EASA，德國科隆）的設計組織批準（DOA- Design Organization Approval）后，這一最新成就使HAV在2019年開始生產其Airlander 10時處于有利地位。
POA考慮飛機生產的制造和組裝方面。這包括供應鏈管理、與制造和組裝相關的流程以及生產設施本身。DOA（涵蓋設計活動和飛行測試）和POA（涵蓋制造和組裝）都需要與生產的Airlander 10一起進入型號認證計劃。
HAV航空安全與質量保證主管大衛·林德利（David Lindley）表示：“POA的批準對HAV來說是一個重要的里程碑。這是數月辛勤工作和集中精力的結晶。”。“這表明安全、質量保證和供應鏈管理流程以及生產設施都已到位。”
執行董事尼克·奧爾曼（Nick Allman）補充道：“與DOA在同一年成功獲得POA，真是太棒了。”。“POA是監管機構批準我們在獲得飛艇型號認證的道路上推進Airlander 10的生產的印章。”
據報道，Airlander的艇體蒙皮由多種材料制成，包括：
- Vectran（日本東京Kuraray）的編織液晶聚合物纖維（liquid crystal polymer fiber）；
- 編織芳綸纖維（woven aramid fiber）；
- Tedlar（美國杜邦，威爾明頓）的聚氟乙烯薄膜(PVF- polyvinyl fluoride film)；
- DuPont Teijin（盧森堡）的聚酯薄膜（PET- polyethylene terephthalate）；
- 聚氨酯薄膜（polyurethane film）。
以上材料結合以形成氣體屏障。
復合有效載荷模塊連接到船體底部，據報道使用連接到剛性外殼的電纜。HAV與Forward Composites（英國亨廷頓）合作進行復合材料設計。碳纖維復合材料元件有助于將連接模塊的重量降至最低。
由充氦飛艇hybrid Air Vehicles制造的Airlander 10混合動力飛機上的復合材料。HAV2018年在范堡羅（Farnborough）宣布了豪華旅游，引起了轟動。
CW繼續報道混合動力飛行器（HAV，Shortstown，Bedford，UK）的Airlander 10混合動力飛艇，這是一種充氦飛艇。該飛艇最初被稱為HAV-304，是諾斯羅普·格魯曼公司（美國弗吉尼亞州福爾斯徹奇）參與的項目的一部分，被美國陸軍考慮用于美國長航時多智能飛行器（LEMV-Long Endurance Multi-Intelligence Vehicle）項目，旨在支持地面部隊、進行監視和運載軍用貨物。LEMV項目于2013年被取消，HAV將這一概念帶回了國內，將其重新打造為Airlander，并宣布專注于豪華旅游，從而引起了轟動。
首先，一些背景。與傳說中的齊柏林飛船這樣的剛性飛艇不同，Airlander 10沒有內部結構；巨大蒙皮內的加壓氦氣使蒙皮能夠保持其形狀并支撐連接在其上的有效載荷模塊。該公司表示，它被稱為混合動力飛行器，因為它的飛行得益于浮力升力（由于氦比空氣輕）和空氣動力學升力（來自葉片狀橢圓形外殼上的氣流）的結合。浮力升力貢獻了大約60%的升力，空氣動力學貢獻了大約40%。四臺驅動管道螺旋槳的柴油發動機提供推力，主要用于起飛和著陸。據該公司介紹，Airlander 10可以在有乘客的情況下在空中停留3到4天，巡航速度為105節（或120英里/小時）。
據報道，119米長的船體蒙皮由多種材料制成，包括Vectran（日本東京Kuraray）的編織液晶聚合物纖維、編織芳綸纖維、被稱為Tedlar的聚氟乙烯薄膜（PVF）（杜邦，德國威爾明頓）和DuPont Teijin films（盧森堡）的聚酯薄膜與聚氨酯膜結合以形成氣體屏障。根據Guy Norris于2015年5月在《航空周刊與空間技術》雜志上發表的一篇關于Airlander的文章，巨大的艇體通過隔板分為六個隔間，在緊急情況下可以密封；此外，這些隔間裝有氣球（或氣球內的氣球）。氣球可以充滿空氣，以減少氦氣的相對體積，使飛艇更重。閥門和管道允許根據需要釋放空氣，以提高升力。
復合材料出現在有效載荷模塊中，該模塊連接到船體底部，位于兩個船體葉之間，據報道使用連接到剛性蒙皮的電纜。HAV的技術數據表顯示，最大有效載荷容量為60000公斤。HAV與Forward Composites（英國亨廷頓）合作進行了復合材料設計，該公司總部位于一級方程式賽車，以前被稱為Lola Composites。碳纖維復合材料元件有助于最大限度地減輕所附模塊的重量，這些模塊可根據任務進行互換。
7月16日，在最近的范堡羅國際航展上，混合動力飛行器有限公司與Design Q（英國雷德迪奇）共同推出了一款新的Airlander 10飛艇，其口號是“重新思考天空”，以展示豪華遠征旅游的可能性。乘客區將包括私人連接臥室，并在飛艇廣闊的無限休息室內欣賞地平線到地平線的景色，最多可容納19名乘客和機組人員，為期3天。Altitude Bar酒吧提供飲品，享有終極美景，設有落地窗和帶玻璃地板的休息室。
HAV首席執行官斯蒂芬·麥格倫南（Stephen McGlennan）表示，Airlander 10正在改變我們對航空旅行的看法：“Airlander挑戰人們重新思考天空——這是我們所做一切背后的驅動力，”他說。“航空旅行已經變得非常注重盡快從A到B。我們提供的是一種讓旅程變得愉快的方式。”Airlander 10幾乎可以在任何平坦的表面起飛和降落，從而消除了對傳統機場基礎設施的需求。這為前往現有交通工具無法到達的地方的豪華探險創造了機會，并提供了終極的變革性體驗式旅行。
新的客艙設計充分利用了Airlander的獨特特性，創造了一個不同于當今航空業的環境。Airlander 10的模塊內部異常寬敞；設計Q表示，客艙比大多數單通道飛機（如A320）都大。去年，這個空間讓設計Q的團隊能夠利用他們在創造豪華空間方面的豐富經驗來開發獨特的功能。
在整個過程中，團隊一直受到工程和監管需求以及，計今年晚些時候還會發布更多公告。
參見原文：
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
楊超凡 2024.3.4
