2018年，这位航空航天工程师在一个由致力于电动垂直起降飞行器(evtools)的企业家组成的会议小组上发表了讲话。
这些未来的交通工具正从军用领域迅速转向商业市场，比如飞行出租车和公务机。劳斯莱斯(Rolls-Royce)和贝尔(Bell)等专业初创企业和老牌航空公司承诺，将以快速、绿色和灵活的航班彻底改变城际和市内的旅行。支持者预测自动飞行很快就会实现，载人飞行也会更快——但严重的障碍仍然存在。
挑战一:范围
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Vertical Aerospace是去年第一家测试飞行出租车的英国公司。(来源:Vertical Aerospace)
Wright向eVTOL创业者提出的问题很简单:“你最头疼的是什么?”
“哦，这很简单，”他们告诉西英格兰大学(UWE)副教授。“电池，电池，电池!”如果我们能将电池中所含的能量翻倍，那将改变一切。”
能量密度影响着evtol中的一切，但也许它最根本的关系是与距离。电池为发动机提供动力，但也很重——你不能简单地增加电池就飞得更远。
该领域的早期参与者一直在与怀疑论作斗争，将他们的概念定位为近期可行的交通选择，但如果电动汽车的飞行距离不能超过几十公里，会有足够多的人选择电动汽车而不是汽车或火车吗?
布里斯托尔的垂直航空航天公司有电池限制的第一手经验。2018年9月，它是第一家成功测试飞行出租车的英国公司。现在，它正在利用那次试验的经验教训采取下一步行动——但取得进展绝非易事。
电力与供应主管劳伦斯•布莱克利(Lawrence Blakeley)表示:“技术刚刚好……一切都是有限的。”他估计，使用目前的电池最多可以飞行20-30分钟，这种电池通常用于电动工具或汽车。
“我不认为未来两年，甚至三年内会有任何重大改进。但在固态电池方面有大量投资，这是我看到续航能力增长和改善的地方。”
固态电池使用固体电解质，而不是典型锂离子电池的液体电解质。它们可以提供2.5倍的能量密度，更快的充电速度和更长的寿命——这些都是制造商难以置信的渴望，可能是里程头痛的扑热息痛。制造商也在研究氢燃料电池。
与此同时，eVTOL的先驱们不得不面对一个令人不安的事实——电池还不够好。相反，有几个概念更像hVTOLs——混合动力汽车，在传统发动机的同时使用电池。
与优步的合作，84年的经验和贝尔波音V-22鱼鹰的生产-第一种倾转旋翼飞机，结合直升机式垂直飞行与飞机的速度和航程-使贝尔成为商业垂直起降领域领导地位的竞争者，其Nexus空中出租车的方法可能会显示未来的道路。
贝尔公司与电力系统公司和赛峰集团在能源和推进方面展开合作，该公司的飞机将使用电池作为主要或补充电源，还将使用燃气轮机来驱动发电机。一个配电核心将监控“混合动力”水平，在飞机的六个螺旋桨的电动机之间共享能量。
尽管混合动力推进可以提供所需的航程，但在排放受到比以往任何时候都更严格的审查之际，燃烧的任何燃料都将对可持续性证书产生重大影响。其他设计方面可以帮助在不依赖化石燃料的情况下最大化行驶里程。
例如，工程师们不得不在管道风扇上做出艰难的决定——包括贝尔和垂直航空航天公司的设计，这些风扇可以提高飞机的效率，但会增加额外的重量和阻力。
与目前公布的许多概念不同，机翼可能会普遍应用于未来的垂直起降飞机，以帮助最大限度地减少能源消耗。
挑战二:安全
Transcend Air和BRS Aerospace希望Vy 400将成为“历史上最安全的垂直起降飞机”(来源:Transcend Air)
美国国家航空航天局(NASA)的统计数据显示，在2005年至2012年期间，美国乘用车每行驶1亿英里，就有一人死亡。在摩托车上，这个数字超过了27。通用航空——通常使用小型飞机的私人飞行——造成超过15人死亡，而航空飞行只有0.2人死亡。这相当于每10亿小时发生一次灾难性的故障。
垂直起降坠毁的风险是显而易见的——易燃的电池、旋转的螺旋桨和建筑面积都不是一个好的组合——所以为了保证人们的安全，一些制造商声称他们的目标是客机的安全水平。
“如果你想让这种类型的飞机成为未来交通和基础设施的重要组成部分，我们需要它们比汽车安全得多，比现有的轻型飞机，尤其是旋翼飞机安全得多，”Vertical Aerospace结构主管詹姆斯•佩克(James Peck)表示。
UWE的赖特说，每10亿小时发生一次灾难性故障是不切实际的乐观，但制造商正在通过引入冗余措施来追求这一数字。设计越来越多地包括8个、10个或更多的螺旋桨和同轴偏移，旋翼位于远离机身的臂上。这种方法增加了给定区域的推力。
赖特说:“另一个巨大的优势是，如果你失去了一个旋翼，你不会从天上掉下来——你可以想象，如果你在空中飞行，这是非常令人愉快的。”
各公司还在复制电机、开关设备、电池组等，以确保乘客始终能安全到达地面。
赖特副教授说:“这是有代价的。“它通常会增加重量……你在性能、成本和复杂性方面付出了非常沉重的代价，而且具有讽刺意味的是，尽管它是安全的，但它的故障次数实际上会增加。”
其他功能将有助于保证商用vtl的安全。Vertical Aerospace和其他公司承诺采用电传飞行控制，这对于小型飞机来说并不常见。
固态电池可能不那么易燃。运营商和飞行员可以在沿途的固定地点规划安全着陆点，或者可以在河流上空飞行，以保护繁忙道路上的人们。
更令人兴奋的是，飞机上安装的弹道降落伞可以在出现动力损失或其他故障时展开。BRS Aerospace公司声称，他们在Cirrus和Cessna小型飞机上使用火箭部署的降落伞挽救了401人的生命。据报道，他们与Transcend Air公司合作开发Vy 400，这是一款六座飞机，他们的目标是制造“历史上最安全的垂直起降飞机”。
无论制造商怎么做，他们都需要快速完成。
派克说:“我们必须尽早做好，这样公众和当局就会认为这些飞机非常安全。”“这是最大的挑战，确保你提出的所有架构都能证明这一点，并给公众和当局信心——尽管它看起来有点新奇和不寻常。”
挑战三:监管
Volante Vision概念车的目标是城市飞行(图片来源:Eleanor Bentall/ Aston Martin)
伦敦的道路和人行道禁止电动滑板车——飞行出租车在天空中有什么机会?尽管许多垂直起降公司希望彻底改变城市交通，但Vertical Aerospace认为，城际航线将是这项技术取得初步成功的关键。
该公司的一位女发言人说:“证明它非常安全，证明它非常方便，并且有很好的碳减排。”“一旦这样做了，而且你知道这样做是安全的，你就会转向更短的绕城路线。”
blakley表示，监管机构将期望Vertical Aerospace公司达到航空公司的安全水平，因为他们的车辆很复杂，而且包含了使能技术。得益于与欧洲航空安全局(European Aviation Safety Agency)正在进行的讨论，该机构负责认证和监管(截至发稿时)，该公司有信心满足要求。以前发布过雄心勃勃的概念的公司可能很难在不损害其愿景的情况下支持符合法规的技术。
Vertical Aerospace首席认证工程师保罗·哈珀(Paul Harper)表示，空中交通管理本身将不得不改变，以应对垂直起降飞机的大量涌入。
“当你进入一个交通非常密集的环境时，通常的方法可能无法坚持下去。”
他说，航空业将与监管机构一起参与统一的空中交通管理系统，这是一个“更可控、更综合的大气和环境”，其中的“数据网络”不仅包括飞机位置，还包括能力。该系统可以根据车辆的特性以及周围车辆的特性来管理车辆。
克兰菲尔德大学的国家超视距实验走廊和蓝熊系统研究等项目正在为城市空域的综合无人机飞行奠定基础。克兰菲尔德航空航天公司董事、空中客车英国公司前董事总经理伊恩•格雷表示:“这将成为研究城市空中交通的一个跳板，在那里我们将研究货运与乘客交换。”
有时，这些挑战似乎无法克服，垂直起降的愿景也不现实。格雷被Vertical Aerospace首席商务官形容为“可能是美国业内最可信的人”，但他表示，他“毫无疑问，我们正处于技术领域的一个转折点，这一切都有可能发生”。
格雷也是英国创新公司(Innovate UK)的前首席执行官，他正在与阿斯顿马丁(Aston Martin)和劳斯莱斯(Rolls-Royce)合作开发豪华飞行出租车Volante Vision概念车。然而，在谈到行业进步时，他表示:“我相信，它所需要的时间可能比人们想象的要长得多。”
他补充说:“我不会低估这些挑战，但我也不会说:‘这只是对100年飞行的自然推断’，因为总有人有新的想法和看待问题的新方法……
“我希望我现在就加入这个行业。”
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