著名垂直起降飞机Joby

Joby Aviation 由首席执行官兼总工程师 JoeBen Bevirt 于 2009 年创立，是一家风险投资支持的初创航空航天公司，位于美国加利福尼亚州圣克鲁斯和圣卡洛斯，该公司正在开发并将制造无人驾驶的全电动垂直起降(eVTOL) 飞机，提供快速、安静且价格合理的空中出租车服务。截至 2020 年 1 月，该公司报告称他们拥有大约 400 名员工。

该公司结合了直升机和小型飞机的元素，提供的优势包括高可靠性、零排放、飞行速度快、运行安静、运营成本低、维护成本低以及安全功能增强。他们以前的项目包括Joby S2、Joby Lotus和Joby Monarch。

 Aviation 的 S4 飞机相对保密，但它源自Joby S2设计。2015 年 8 月在美国宇航局艾姆斯研究中心举行的第二届年度 AHS 变革性垂直飞行研讨会上展示了 S4 的一些计算机图像。在 2019 年 1 月垂直飞行协会的第六届年度 eVTOL 研讨会上，Joby透露了更多信息和初始性能细节试飞规模和全尺寸的示威者。2020 年 1 月 15 日，他们公布了他们的 S4 eVTOL 飞机的全尺寸图片（见上图和下图）以及关于他们的飞机、飞机的使用和他们的公司的其他规格。

2020 年 9 月 25 日《航空周刊》的一篇文章包括了这架飞机的第一张飞行照片（除了 1 月份的一张照片，它在离地面只有几英尺的地方盘旋），并重申最初的无人原型机尺寸可容纳四个座位称为“1.0”，而第二架可容纳五个座位的飞机称为“2.0”或“第二代”。

它的尺寸可搭载四名乘客和一名飞行员，能够在仪表或目视飞行规则下进行昼/夜飞行，最高可达 150 海里。虽然整体只有 21 英尺 [6.4 m] 长，但该飞机的翼展为 38 英尺 [11.6 m] ...

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从 2015 年开始，Subscale S4 原型机飞行了 700 多次，并于 2017 年开始对第一代全尺寸“1.0”版本进行远程驾驶测试。在这种高翼、六螺旋桨配置的基础上，Joby 于 2019 年开始了第二代“2.0”版本的飞行测试。变化包括增加的总重量——高达 4,800 磅（2,177 公斤）——以及改进的前掠 V 型尾翼。

Joby迄今为止已经完成了“数百次”飞行，其中包括一些有飞行员的航班。尽管可以远程进行一些测试，但经过认证的 S4 将被试飞，以便能够融入现有的国家空域。

Joby 公布 EVTOL 设计细节和认证计划，Aviation Week Network，2020 年 9 月 25 日

飞机设计和特点

Joby Aviation 的 S4 空中出租车 2.0 是一款五座 eVTOL（一名飞行员和四名乘客）矢量推力飞机，使用位于固定翼及其 V 型尾翼上的六个倾斜螺旋桨。四个螺旋桨垂直倾斜，包括其整个发动机舱，其中两个螺旋桨通过连杆机构垂直倾斜。该飞机具有非常现代和未来主义的设计，带有可欣赏壮观景色的大窗户，并具有三轮式可伸缩轮式起落架。该公司报告说，他们的飞机在起飞和降落期间比直升机安静 100 倍，并具有近乎无声的天桥。

分布式电力推进 (DEP) 系统（利用 NASA 的LEAPTech演示）可以使飞机达到 200 英里/小时（322 公里/小时）的速度，该系统由锂镍钴锰氧化物电池供电，提供 150英里（241 公里）。该飞行器采用统一的飞行控制系统，以减少飞行员在垂直起降到水平飞行模式转换过程中的工作量。

eVTOL 飞机上的 DEP 具有多种优势，包括飞机在常规和阵风条件下的稳定性更高、飞机更安静、无排放、重量更轻、可靠性更高、运营成本更低、更紧凑、效率更高、无需启动或关闭延迟，并通过为其乘客提供冗余来确保安全。如果一个或两个电机或螺旋桨发生故障，其他工作的螺旋桨可以安全着陆飞机。

荣誉和 FAA 注册

Joby 于 2018 年 5 月荣获垂直飞行协会的 Paul E. Haueter 奖，该奖授予创始人兼首席执行官JoeBen Bevirt Joby Aviation Inc. 的执行官，以成功展示世界上第一架高速多人电动 VTOL 飞机。

Joby 在FAA Aircraft Registry中注册了以下飞机：

• 无人驾驶的 1.0 代演示器注册为 N541JA，型号 JAS4-1 和序列号 JAS4-101（“Joby Aircraft S4, Generation 1, Aircraft 1”）。测试车最初的绰号是“Rachel”。

• 第二架飞机——载人 2.0 代原型机——于2019 年 8 月注册为 N542AJ，型号 JAS4-2，序列号 JAS4-201（“Joby Aircraft S4, Generation 2, Aircraft 1”）。

• 第二代 2.0 原型机于2021 年 3 月注册为 N542BJ，型号为 JAS4-2，序列号为 JAS4-202（“Joby Aircraft S4, Generation 2, Aircraft 2”）。

在 4 月 14 日由 IPO Edge 举办的网络研讨会上，Joby 执行主席 Paul Sciarra 表示，去年其美国空军 Agility Prime 小型企业创新研究 (SBIR) 第二阶段 Plus 合同是 Joby 在 2021 年向空军交付两架飞机。如果获得第三阶段延期后，Joby 可以交付 10-30 架飞机用于基地运营。

资金和伙伴关系

Joby 最初由 JoeBen Bevirt、Paul Sciarra 等人资助。A 轮和 B 轮投资在 2018 年达到 1.3 亿美元。2017 年 1 月，Joby Aviation 从国防创新单位实验 (DIUx) 获得了 970,000.00 美元，这是一个五角大楼组织，专注于在美国军队中实施尖端技术。Joby 的努力得到了至少五家大型投资者（摩羯座投资集团、英特尔资本、JetBlue Technology Ventures 和 Toyota AI Ventures）的支持。2020 年 1 月 15 日，丰田宣布向 Joby Aviation 提供 3.94 亿美元的资金，使公司迄今为止筹集的资金总额达到 7.2 亿美元。

2019 年 12 月 20 日，优步宣布该公司已与 Joby Aviation 签署了一项多年商业合作伙伴关系，以在特定市场推出快速、可靠、清洁且价格合理的城市空中出租车服务。Joby 将供应和运营电动空中出租车，Uber 将通过其空中拼车网络提供空域支持服务、空中港口基础设施、与地面交通的连接和客户界面。通过这项协议，Joby Aviation 成为优步 Elevate 计划的第一个合作伙伴，并承诺到 2023 年部署空中出租车服务。该公司预计，随着时间的推移，每次旅行的成本将与地面交通的价格范围相近。

飞行测试

在 2019 年 1 月 29 日举行的 VFS第 6 届年度电动 VTOL 研讨会上，Joby 指出该公司“成功飞行了小规模和全规模的演示机”，并提供了以下有关 S4 的详细信息：

• 超过 CS-23 认证要求的安全保证

• 统一飞行控制——极其简单的飞行器操作（SVO）

• 全电动 CTOL/VTOL

• 200 mph 巡航速度（322 公里/小时）

• 150 英里范围（241 公里）

• 比直升机安静 100 倍

Joby 计划继续在美国加利福尼亚州马里纳制造原型飞机，并将使用丰田生产设施大规模生产飞机。该公司预计美国联邦航空管理局 (FAA) 将在 2022 年为其飞机提供认证，并预计公众将在 2023 年共享他们的飞机。该公司还在为他们的飞机在世界各国寻求认证。该飞机将用于按需城市空中交通（UAM）、空中出租车，并且该飞机不会出售给消费者。

Joby Aviation 位于美国加利福尼亚州的滨海机场

制造工厂

2020 年 1 月 16 日，据《蒙特雷县周刊》报道，Joby估计可以雇佣 1,600 个高薪科技工作。Joby Aviation 计划在美国加利福尼亚州马里纳市建造一座 eVTOL 制造工厂，最终面积将达到 580,000 平方英尺。该制造厂距离 Joby Aviation 在圣克鲁斯的总部约 34 英里（55 公里）。工厂建设计划于 2021 年 4 月开始。

城市空中交通更安全的飞行

在 2020 年 1 月 21 日至 23 日举行的垂直飞行协会第7 届年度电动 VTOL 研讨会上，Joby Aviation 的试飞员 Justin Paines 谈到了统一飞行控制是如何在 1980 年首次开发的。它减少了飞行员的失误，使飞行更容易驾驶飞机。他说，所有 eVTOL 都应该这样运行。这就是洛克希德马丁公司 F-35 战斗机控制装置的制造方式。这意味着拥有一个良好的飞行员飞机界面。

统一飞行控制背后的想法是减少飞行员犯错误和飞机坠毁的能力。争论不是反对自动化，而是反对部分自动化。飞机仍然可能耗尽燃料，撞到地面、山丘或山区，发生空中碰撞，着陆时可能发生地面碰撞。避免这种飞行员错误的技术就在这里，飞机将在需要时接管飞机安全着陆。当飞机接管时，飞行员可以重新控制飞机，但不建议这样做，因为你可能会死。使用这种技术，无法应对紧急情况的飞行员不会让他们的飞机坠毁。

Paines 表示，要么保持不变，要么做得更好，这被称为简化车辆操作。

• 我们必须避免事故

• 简化了车辆操作

• 降低飞行员培训成本

• 防止飞行员杀死自己和他的乘客

• Joby 相信 UAM 社区将在这里引领潮流

Joby S4 CFD 图像

Joby的演示模拟器

《航空周刊》高级编辑盖伊·诺里斯 (Guy Norris) 有机会在 Joby 的 Joby S4 eVTOL 飞机演示模拟器中飞行，以感受其飞行特性。诺里斯在 2020 年 9 月 25 日的《航空周刊》一篇题为“赶上空中出租车？航空周刊飞行 Joby 的 EVTOL 模拟器”的文章中讲述了他的经历。引自文章，“模拟器体验表明，就像在 F-35 中一样，开发人员已经消除了对驾驶飞机的担忧，使飞行员能够专注于任务。我从来没有担心驾驶过飞机或失速速度等问题，或者作为旋翼飞行员，工作量过大。”

Joby 透露更多信息，包括 FAA 认证更新、电池简报等

根据 2020 年 9 月 25 日的另一篇航空周刊文章，该文章由同一作者撰写，标题为“ Joby 公布 EVTOL 设计细节和认证计划”，Joby S4 eVTOL 飞机没有小型无人机发出的熟悉的高音。S4 eVTOL飞机在启动和起飞过程中，会发出一种低音低频率的声音，在悬停时，声音比直升机的声音要小得多。记者表示，乔比声称他们的 S4 比直升机安静 100 倍，这似乎是一个真实的说法，飞机在向前飞行时几乎没有声音。

上述文章引用贝维尔的话说，“第一要务是安全，在您在商业航空中看到的水平，这是我们拥有的最安全的运输方式。” 第二个优先事项是，随着时间的推移，eVTOL 空中出租车服务必须非常实惠。文章还指出，Joby 现在完成了 70-80% 的 S4 认证，以向美国联邦航空管理局 (FAA) 进行认证。Joby 预计 S4 的认证将在 2023 年底之前进行。根据上述航空周刊文章，S4 名称不是飞机的正式名称，该飞机被指定为 S4 用于 FAA 认证目的。

在电池技术方面，Joby 使用当前的锂离子电池满足了所有航程和飞行操作参数。因此，Joby 目前不等待任何类型的新电池技术突破，因为这对于成功的短途城市空中交通来说并不是必需的。该飞机将能够进行短程城市内航班（同一城市内的航班）、郊区内航班和城际（城市之间）航班。

Joby 的 eVTOL 飞机演变回顾

Joby Aviation 的 Monarch 个人 eVTOL 概念于 2011 年亮相。此后，设计了具有 12 个倾斜和折叠螺旋桨的 S2 两人座 eVTOL。2015 年，小型 S4 eVTOL 飞行了 700 多次。2017 年，全尺寸 S4 eVTOL 1.0 版本使用高翼和六个螺旋桨进行远程飞行。2019 年，S4 eVTOL 2.0 版本进行了多项工程设计更改，包括修改后的前掠 V 型尾翼，已通过远程和有人驾驶飞行测试进行了数百次飞行。

Joby S2 和 S4 与 R22 和 R44 的比较

自 2009 年以来，该公司主要专注于开发其 eVTOL 飞机（并且也是保密的），但截至 2020 年，Joby Aviation 现在更专注于认证、初始生产，然后是大规模生产和为商业运营奠定基础。Joby 的三个关键支柱是安全、低噪音和消费者的负担能力。正如最后几段所见，Joby现在透露了更多关于他们的飞机、公司和未来目标的信息，并且正在慢慢揭开他们的秘密面纱。

Joby 将运营自己的飞机或与 Uber 的其他拼车公司合作。Joby Aviation 在其网站上表示，他们已成为优步 Elevate 计划的第一个合作伙伴，并制定了部署空中出租车服务的承诺时间表。据报道，截至 2020 年秋季，Joby 领先于所有 UAM 制造公司，预计 Joby 将于 2023 年投入运营。

Joby 襟翼

Joby S4“1.0”规格：

• 飞机类型：eVTOL客机

• 遥控：1名飞行员

• 乘客：4名乘客

• 最高速度：200 英里/小时（322 公里/小时）

• 范围：150 英里（241.4 公里）

• 螺旋桨：6个倾斜螺旋桨，4个螺旋桨垂直倾斜，包括整个发动机舱，2个螺旋桨通过连杆机构垂直倾斜

• 电机：6台高性能电动机

• 能源： 采用先进电池组设计的锂镍钴锰氧化物电池

• 翼展：35 英尺（10.7 m）

• 长度：24 英尺（7.3 米）

• 重量：4,000 磅（1,815 公斤）

• 窗户：为乘客提供壮观景色的大窗户

• 机身：复合材料

• 起落架：三轮轮式收放起落架