对于Beta Technologies的创始人兼首席执行官Kyle Clark来说，他对工程、航空和可持续发展的热情是Beta成为电动垂直起降(eVTOL)革命领跑者之一的催化剂。

该公司已经设计了一款名为Alia-250的eVTOL飞机，并正在进行认证和商业化，此外还有一款名为CX300的电动常规起降(eCTOL)飞机。但开发电动飞机是一个漫长的过程，直到Clark遇到联合治疗公司的创始人兼首席执行官马丁·罗斯布拉特(Martine Rothblatt)，这个过程才真正得到了关注。

认识到电力推进在航空领域的价值及其在医疗货物物流方面的好处，罗斯布拉特成为了Beta公司开发零排放飞机工作的早期支持者，该公司计划用这种飞机向医院和移植中心运送救命的人体器官。

“这让我们有机会专注于一项任务，并开始建造一架飞机，”克拉克说。“自从Martine介入以来，Beta并没有多少低谷。”

那是在2017年。今天，几家eVTOL公司已经出现，希望在十年中在美国认证和商业化eVTOL飞机。Beta是领跑者之一，但这家总部位于佛蒙特州伯灵顿的公司在eVTOL项目的几乎所有方面都采取了与竞争对手不同的方法。

Alia-250由分布式电力推进系统提供动力，具有四个头顶螺旋桨提供垂直升力。

“我们没有在营销上投入太多资源。我们不会在承诺上花费太多资源，”Clark说。“我们让工程和技术进步成为明星。”

克拉克骨子里是一名工程师和飞行员，他最初创办这家公司是作为一个工程智库和研发中心，为电动航空制造推进系统。

克拉克说:“我们很快认识到，设计一架电动飞机是一个整体的过程。”它不仅包括高能量密度电池和高功率密度电机，还包括确定系统如何集成在一起。“当我们意识到这一点时，我们开始设计自己的飞机充电器、控制系统以及推进系统的集成。”

这就是贝塔第一架电动飞机Ava的前提，Ava是一架八旋翼推力矢量液冷飞机。克拉克说，通过数百次试飞，该团队很快就学会了“在eVTOL飞机上不能做什么”。“我们改变了方向，设计了一架我们认为具有商业可行性的飞机，并打算获得认证。我们叫它Alia。”

 

 

开发下一代飞机

Beta公司的Alia-250 eVTOL是一种升力加巡航飞机，由一个分布式电力推进系统提供动力，该系统有五个电动机、四个垂直起降螺旋桨和一个推进螺旋桨。这架飞机的目标最大航程为250海里(288英里或463公里)，设计载重量为1400磅(635公斤)，即一名飞行员和五名乘客。

Beta的首席电机工程师Manon Belzile说，它的电机和逆变器是内部设计的，可以与电池和飞行控制器同步。测试结果是一个高能效的推进系统，Beta公司声称该系统最大限度地提高了电池的续航里程，这意味着推进系统将在整个系统的生命周期中保持高性能。

Belzile说:“与内燃发动机相比，这是一个改变游戏规则的技术，随着时间的推移，内燃发动机的性能和效率会降低。”“第二大优势是电力推进系统的维护将非常有限。”

该公司打算对其垂直推进系统进行认证和制造，并计划将该系统整合到其Alia-250 eVTOL和CX300 eCTOL中。事实上，CX300的整个结构，包括其航空电子设备，内部和推动电机，将与Alia-250密切相关。主要的区别是它没有头顶的升降螺旋桨。

Clark说:“这为我们提供了一架性能非常高的CX300飞机，加上升力套件，它就可以成为一架垂直起降飞机。”

为了帮助其工程流程，该公司求助于其沉浸式飞行模拟器——一个小型的三自由度运动平台，以及一个更大的全尺寸复制品，该复制品位于一个200度的圆顶内。

“在任何东西上飞机之前，我们确保我们在模拟器中飞行，飞行员在循环中，”贝塔飞行模拟器软件负责人文森特·莫伊肯斯说。

Moeykens说，飞行模拟器也是飞行测试准备和飞行员训练的有用工具。

除了飞机之外，Beta公司还通过开发自己的多模式充电基础设施来关闭推进系统回路。这些充电器——最新的设计是“充电立方”——被开发用于支持不同类型的电动飞机，包括其竞争对手的飞机，以及各种电动地面车辆。

Beta充电基础设施团队负责人Chip Palombini表示:“充电立方解决了标准充电器存在的许多问题。”“标准充电器通常太高，无法在飞机上使用，而且它们的电缆距离也太短。Charge Cube的外形更短，电缆长度为50英尺(15米)，非常适合电动飞机使用。”

Beta目前在美国有近12个充电站点，还有54个站点处于许可或建设阶段。该公司的最终目标是在欧洲、亚洲和澳大利亚也建立充电网络。

Clark说:“我们发现，这一点非常受行业和客户的欢迎，他们拥有多种类型的电动机型，他们希望一个充电器为所有机型充电。”“它为我们提供了一条通往真正可持续航空未来的道路，这在以前是不存在的。”

 

 

电动航空认证

随着美国联邦航空管理局(FAA)在2022年决定改变有翼eVTOL飞机的认证方式，像Beta这样的开发商正在等待监管机构最终确定用于操作和飞行员培训的特殊联邦航空法规(SFARS)，预计将在2024年的某个时候准备好。

尽管已经着手开发eVTOL飞机，但Beta公司表示，它打算在2025年首先向FAA(根据第23部分)认证其CX300 eCTOL飞机。该公司最近获得了美国联邦航空局的G-1认证，没有任何特殊条件，这给了Beta公司一套明确的要求来遵循CX300。

克拉克说:“有趣的是，它给了我们一架飞机，我们今天可以卖给客户想要解决的任务，这是一架机场到机场的零碳排放货运和物流飞机。”

Beta已经对CX300和Alia-250进行了广泛的飞行测试，主要集中在CX300的翼载飞行、远距离飞行和电池充电，以及Alia-250的悬停和过渡飞行。

Beta公司在2019年使用Ava飞机完成了首次悬停飞行，并在2023年使用Alia-250完成了载人过渡飞行包线扩展。事实上，Beta目前是北美唯一一个搭载飞行员飞行的eVTOL开发商——该公司认为尽早解决这一里程碑至关重要。

克拉克说:“我们现在载人飞行，因为这是我们未来飞行的方式。”“我们不会在发射前引入飞行员。飞行员是飞机设计的重要组成部分，因此我们执行载人飞行任务。”

这种飞行测试方法意味着飞机从第一天起就需要安全飞行。该公司也有自己的合作伙伴和客户驾驶其电动飞机，包括军方飞行员、美国联邦航空局飞行员和联合治疗公司的罗斯布拉特，以及自己的员工。

Clark说:“我们让飞行员进入驾驶舱的另一个原因是，安全飞机设计的很大一部分是人为因素，即飞行员如何理解飞机。”“我们正在引入新的系统、电池、配电、主推进系统的分支电路保护、电传控制系统，当然还有逆变器和电机。我们需要确保从人为因素的角度来看我们是正确的。”

 

 

在过去的一年里，该公司已经完成了许多飞行里程碑，包括：

去年夏天一次多任务越野飞行。它从纽约普拉茨堡来回飞行了2000海里(3700公里);到阿肯色州的本顿维尔;沿途会停下来为自己的基础设施充电。随后是2022年12月从纽约到肯塔基州的第二次多任务飞行，这次总共飞行了1300海里(1400公里)。

此外，该公司还创造了新的里程纪录，从詹姆斯敦到普拉茨堡，在纽约州境内飞行，单次充电行驶了336海里(622公里)。Beta还在纽约韦斯特切斯特进行了飞行演示，成为第一架在纽约大空域飞行的电动飞机，并与美国联邦航空局，美国空军和美国陆军试飞员一起完成了定性评估飞行-成为第一架(也是迄今为止唯一一架)由国防部门和监管机构飞行的eVTOL飞机。

“这说明，监管环境赋予了我们对飞机的信心，允许我们在国内一些最复杂的空域飞行，”Beta公司的试飞员克里斯·卡普托(Chris Caputo)说，他在军事和商业任务中飞行了超过1万小时。

卡普托形容这架飞机“飞行起来非常直观。它非常稳定。飞机的主要质量在腹部，所以所有的操纵杆和方向舵技能都是非常可转移的，无论你是在A-10、F-16还是757上。主要的区别在于整个系统的简单性，以及对故障模式的理解和处理方式。”

Beta现在将注意力集中在制造过程上，并即将在一个188,500平方英尺(17,500平方米)的新制造工厂开业。

当Vertical在6月份访问Beta时，该公司正准备与新英格兰地区的一位客户进行飞行演示任务，以合作进行货物交付应用。这架飞机在实验性市场调查飞机的范围内运行，“执行真正的任务，但没有得到报酬，”克拉克说。

 

 

一种可持续的经营方式

虽然eVTOL领域的很多焦点都集中在客运上，但当涉及到其飞机的市场时，Beta公司采取了另一种不同的方法。

“民航是一个巨大的市场，”Clark说。“这是一个很好的机会，我们肯定会实现这一目标，但我们正在采取逐步的方式，从军事、医疗和货运到客机。”

该公司在围绕这些任务开发客户群方面取得了进展。除了联合治疗公司，Beta公司还吸引了Bristow 集团、UPS、Blade Air Mobility、LCI和新西兰航空公司的兴趣，这些公司都同意成为Beta公司一种或两种机型的早期客户。该公司也是美国空军和陆军的合作伙伴。

与一些eVTOL竞争对手不同，Beta选择不运营自己的飞机，而是选择与现有的135和121部分运营商合作，这些运营商希望创建一个可持续的机队，在全国和世界各地运送产品和人员。

Clark说:“我们在认证电动航空方面还有很多工作要做，与这些运营商合作不仅是一个很好的战略，也是将这些产品推向市场的最有效、最安全的方式。”

Belzile表示，从维护的角度来看，运营商应该看到电动飞机降低了成本和停机时间。例如，她说，在电动飞机上安装一个新的马达大约需要30分钟，而在直升机上安装一个新的燃气轮机需要1.5天。

“操作成本也显著降低，”Belzile说。“如果我们的飞机飞行200海里，大约需要15到17美元的电力，而一架塞斯纳大篷车需要600到800美元的航空燃料。这不仅对环境有益，对钱包也有好处。”

随着一架飞机即将为认证做好准备，以及两架几乎每天进行载人试飞的全尺寸原型机，该公司现在正将注意力集中在制造电动飞机上。

“这是从研发到制造的过渡，我们真的准备好全力以赴制造飞机了，”Beta的制造工程师拉扬·埃尔-科托布(Rayan El-Kotob)说。“我认为，这是企业实现大幅增长的一个重要转折点。”

2022年6月，Beta公司在其占地188,500平方英尺(17,500平方米)的新制造工厂破土动工，该工厂有望在今年秋天投产，并开始建造第一架飞机。这将是美国第一个大规模的电动飞机制造工厂，Beta认为这是密西西比河以东最大的净零排放制造工厂。

Clark说:“这在后勤、许可和实际施工方面都花费了大量的时间和精力。”“每个人都认为制造业是一栋大建筑和一群人，但这里面有太多的工程设计。”

Clark说，在制造飞机时，生产认证和型号认证一样重要，“所以从进货检验、质量控制、库存、所有ERP(企业资源规划)系统，这些都是要通过的重要里程碑。”

 

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为航空的未来做准备

Caputo说:“在这个新兴行业中，我们在培训人员时面临的最大挑战是，市面上有很多不同的eVTOL设计。“我们需要关注的最大领域是系统知识和显示器中不同的驾驶机型界面，了解与电池管理系统的非常复杂的集成以及如何将这些信息显示给驾驶员。”

为了培养eVTOL领域的熟练人才，Beta与航空培训公司CAE合作，为下一代电动飞机飞行员和维修技术人员制定了培训计划。Beta表示，该课程将专门为其Alia-250飞机设计，并将提供给其客户运营商，以培训他们的团队。

Beta公司还与伯灵顿技术中心和其他当地职业学校合作，确保学生们在电传飞行控制、碳纤维复合材料和电动马达等领域接受培训，以便他们为未来的eVTOL飞机做好准备。

总的来说，Caputo认为Beta的飞行器是一种“维护简单的飞机”，许多现有的航空工程技术都可以转移到eVTOL领域。该公司还认为，新颖的eVTOL技术将吸引潜在的飞行员和维护工程师进入新兴领域。

在最近的一次Beta飞行中，Alia的加油成本是17美元的电费。与此同时，乘坐一架塞斯纳大篷车(Cessna Caravan)进行同样的飞行，在Jet-A上要花费700美元。

科尔顿·波林就是这样到Beta的。波林是一名电子工程师兼实习生，他在参观了工厂并见证了下一代电动飞机的开发后，于3年前加入了该公司。

“我对它很感兴趣，我知道这是我想要追求的东西，”波林说，他与Beta公司的飞行控制和模拟团队合作。“我打算进入电子工程领域，所以对我来说，这似乎是一个非常合适的选择。”

Beta为像波林这样的实习生提供了在电动飞机上获得实践经验的新机会。

“每天我都会经历一个新的机会，即使是一个很小的事情，比如找到一个我还没用过的新组件或新传感器，”波林说。“Beta的每个人都想分享他们的知识，所以能够有机会吸收Beta的每个工程师都想分享的所有信息真的很棒。”