这是有史以来飞行的最大电动飞机。它拥有100英尺的翼展,起飞重量为25,000磅,而让它升空的电力成本仅为5美元。其继任者ES30仅靠电池即可飞行125英里,作为混合动力飞机可飞行500英里,并在约30分钟内完成充电。它是世界上最大电动飞机的两倍左右。它只是第一架在18年来在美国任何类别中飞行的全新设计客机,无论是电动还是非电动。这是安德鲁·波尔克兰(Andrew Porceland),他是Hart Aerospace的首席执行官。7年前,安德鲁向我展示了这架飞机。那是一个你可以拿在手里的3D打印模型。“这太超现实了。”是的,我带着那个像这么大尺寸的3D打印飞机来到Y Combinator(YC),而现在它拥有100英尺的翼展,正在跑道上进行滑行测试。那么你是如何从基本上是一个玩具模型发展到现在的呢?我访问了位于洛杉矶的Hart Aerospace总部,以找出答案。
我与安德斯合作已有7年之久,从他通过YC以来。当时是安德斯和他的联合创始人克拉拉(Claraara)以及那个3D打印模型。如今,这是一个由40人组成的团队在洛杉矶建造真正的客机。你会如何用两句话来描述Hart Aerospace?“我们制造混合动力电动飞机,但我们的使命是降低航空旅行的成本,我们正在构建支持这一目标的技术。”凭借相对较小的团队,他们正在挑战波音和空客未能成功实现的目标。Hart的飞机用电动机取代了喷气发动机。“你手里拿着一个只有几克重、安装在无人机上且只有一个运动部件的电机,然后你看看那些400千瓦的。它只是按比例放大了。”所以这是一个非常简单的事情,运动部件非常少。“这意味着你可以以更低廉的成本生产它们。它们不会坏掉,因为它们基本上没有燃烧或流体。”所以你几乎得到零磨损。“让我们分解一下。喷气发动机有数千个部件,燃烧足以熔化金属的高温燃料。而电动机基本上只有一个运动部件。”没有燃烧,也几乎不会磨损。“当你用喷气发动机滑行时,其余部分从定义上来说都是噪音。但在这里你有恒定的扭矩曲线。”所以你可以像十分之一的速度那样旋转它。“如果你站在距离它100英尺远的地方,它几乎是无声的。”
而动力来源是八个电池组,横跨在飞机地板上。“那是八个像横跨机身地板的电池包。”实际上这只需要大约四辆特斯拉来携带价值40美元的燃料。“为了理解为什么这是一个如此重大的突破,让我们看看喷气发动机出了什么问题,特别是在短途飞行方面。”“建造30座飞机的喷气发动机的复杂程度与70座的相同。所以成本是一样的。”无论飞行100英里还是1,000英里,磨损程度都是一样的。“嗯哼。”“所以这推动了行业朝着更大飞机和更长航线的方向发展。它们在滑行时效率极低。对于短途飞行,你可能会花费10%的燃料仅仅用于滑向跑道。”起飞效率低下。着陆也效率低下。“因此,这种区域飞行的细分市场在当今的技术下得到了非常糟糕的服务。”
而这里已经存在一个现有的市场。“世界上有一半的航班都在2小时以内。”“这是一个甚至不是由成本驱动的替代市场。我们要竞争的飞机是40年前的设计。”区域连通性不在于你飞多远,而在于你飞行有多便宜。这架飞机如果在尽可能短的航线上飞行将是绝对最佳的。“想想夏威夷的跳岛游,或者挪威的一个峡湾小镇,从6小时的车程变为20分钟的飞行。”“在过去的一年里,由于油价上涨,整体运营经济性从33%的提升变成了48%。”“那么为什么以前没有人建造这个呢?它始于瑞典”安德斯在瑞典的一个空军基地旁边长大。“你看到维京战斗机飞过足球场,我总是对此超级兴奋。”“非常喜欢纸飞机。一直对飞机、火箭和所有这些事物着迷。”他获得了喷气发动机博士学位,并最终进入了麻省理工学院(MIT)。正是在那里,这个想法在12年前找到了他。“他来MIT是在12年前,埃隆(Elon)出现了,他在谈论电动飞机。他说有一段时间所有大部分交通方式都将电气化,除了火箭。”他提到的是每千克400瓦时的能量密度。“这感觉像是一场号召。”
“当时我白天在研究喷气发动机,晚上则在厨房桌子上摆弄无人机,变得有点痴迷于此。”“我实际上是在做这方面的研究,甚至在我拥有公司之前,我就受瑞典政府资助去与所有航空公司交谈。”“嗯哼。我在尝试建造任何东西之前,就已经在北欧建立了与航空公司的关系。”当安德斯来到YC时,没有先例可循。“通过YC,我们都专注于获得航空公司的早期兴趣。我们从SAS和三家北欧航空公司那里得到了一些意向书(LOI)。”“我们真的没有技术。我来YC演示日时带着一个小小的3D打印模型。”所以我们要从意向书发展到建造像小型喷气发动机大小的400千瓦电机,这反过来又吸引了实际的预购订单。然后联合航空(United)来了,这就吸引了更多的资本,然后我们开始建造,现在我们正在向这架飞机迈进。“如果你是一位创始人听到这个,你应该学到的教训是:每次你需要更多资本时,都需要有一些实质性的东西。理想情况下,是一些你可以触摸并展示你制作的物理实体。”他们的第一位大型航空公司客户实际上来自垃圾邮件文件夹。“联合航空通过我们的信息邮箱发来了一封入站电子邮件。克拉拉在看它时说,‘我觉得这可能是一回事’。”他当时正在清理垃圾邮件,“这为我们打开了大门。我们只是把他们带过来,向他们展示了我们要替换喷气发动机而建造的电动机——它的大小与那些喷气发动机相当”,他们立刻明白了。
设计本身也是如此,大多数电动飞机初创公司试图看起来具有未来感。Hart故意反其道而行之。“它看起来非常像我们要替换的涡轮螺旋桨飞机。”“我们不是在制造跑车。我宁愿建造一些看起来非常传统的东西,但有点像在引擎盖下隐藏了超人的斗篷。”“这是第一个。我们甚至没有测试过这一架,因为我们刚刚意识到它承受不住压力。”而新的那一个一直贯穿到……
底部在这里,非常坚固。这是试点工厂,这架飞机的绝大部分都是在此设计和制造的。“这是一个致动器的圆柱体主体,采用601航空航天铝材。致动器中约有15个机械部件,我们正在开发内部工艺流程。”在传统的航空航天领域,这通常由供应商提供,你需要去采购它。
“在传统模式下,你拿到一个部件可能需要一年时间;而现在你可以随意摆弄和测试它。”这是副翼、方向舵、起落架收放、制动甚至螺旋桨俯仰的基本相同架构。如果你想内部制造某些东西,应该从那些不需要依赖单一供应商的部件开始,而是去整合多个不同的技术。这样规模扩张是基于技术的数量,而不是供应商的数量。“整个工厂就像是一个巨大的测试台。”
你可以像毕加索的画作一样将其解构。这里有驾驶舱、客舱和尾翼。“所有这些系统都接收1.6兆瓦的电力。”如果能把飞机保持在空中,说明这里发生的一切都在正常运转。我们将进行故障注入测试。“从植入编程错误到切断电线,即使一切出错,系统也必须正常工作。”
就像你第一次坐进Model 3时觉得只有一个屏幕很惊讶一样,我想这也是这里的核心理念。“作为设计者,他曾参与龙飞船的设计。”这架飞机最多可容纳36名乘客。“是的,但最常见的配置可能是30名乘客。”这意味着每个人都能获得额外的腿部空间。
运营的核心是电池实验室,团队正在为下一架飞机选择电芯。“这是电池电芯实验室,我们试图确定最终使用的电芯类型。这里展示了许多来自不同制造商的电芯。”包括中国、美国和韩国的厂商。“我们可以确定哪种电芯具有最多的飞行循环次数、最佳的安全性成本以及能量密度。”
“我们曾谈论过12年前埃隆·马斯克在麻省理工学院提到的400瓦时每公斤的电池。我们现在有达到这个水平的电芯吗?”“目前我们桌上最高的能量密度约为370瓦时每公斤。有一家制造商正在生产达到400水平级别的电芯,我们预计在未来几个月内就能获得。”这很容易满足第一代飞机的目标。
“所以那里有一个倒计时器,23天。它受到YC演示日的Chrome扩展程序启发。”“最难的问题与电机或电池无关。”这很可能是公司在运营中遇到的最大挑战。“在美国,每千次飞行中就有一次需要备降其他机场。”飞机通常需要盘旋45分钟,然后飞往100英里外的目的地。
“是的。因此,如果你制造电池电动飞机,你必须携带相当于总需求三分之二备用的电量。”与航空煤油不同,电池不会随着消耗而变轻。他们的答案是混合动力发动机。“我们基于非常简单的涡轮螺旋桨发动机,这是最便宜的类型之一。”大多数航班不需要使用它,但这仍使飞机的初始成本增加了约20%。
“我认为这是值得的。”你可以纯电飞行多达125英里,然后使用混合动力系统飞行高达500英里的运营范围。“这源于SpaceX关于如何对待风险的能量条哲学。”传统航空航天认为影响总是灾难性的,因此要最小化概率。“在了解一切之前我们一无所知。”
“相反,如果我们看如何最小化犯错的后果影响?”那么你可以选择一个更便宜、更容易迭代的流程。“现在的飞机不会因机翼断裂而坠毁,而是因为逻辑错误。”我们要制造软件定义的车辆,“翅膀上的计算机”。Anders听到了所有的质疑。例如,为什么不一开始就制造飞行出租车?
“那非常酷。”他们确实在努力建造飞行汽车。“但我们攻击的不是直升机市场,而是干线飞机市场。当这些公司只有三四个乘客时,我们有36个。”我们还利用现有的基础设施运营。“美国有5000个机场。”另一个常见的问题是为什么不使用氢气?
“对于氢气也是如此。使用混合电动技术的伟大之处在于,它现在已经具有显著的负绿色溢价。”你是在乘着更大的浪潮前行。“我们要取代的飞机已有40年历史。它将成为一项增值资产。”10年后,这架飞机会比购买时更好。“就像买房一样。”36个座位只是一个开始。
“我们喜欢建造更大的飞机。”大型市场是窄体机,波音737和空客A320都有荒谬的积压订单。“有人像SpaceX对待火箭那样在飞机上这样做,这很有意义。”从长远来看,这架飞机的设计是为了适应驾驶舱内飞行员更少的世界。“远程飞行员支持多架飞机,就像Whimos的远程操作员一样。”
“然后我们将看到自主性在货运中发生应用,那里的风险较低,最终进入客运飞机。”噪音会少得多,振动也小得多。航班将会更多,票价更便宜。“你将能够像过去那样去附近的机场乘坐飞机。”这也是Hart在洛杉矶建造它的原因,这里是此类公司的新重心。
“这是地面零号点,航空业最具历史意义的地方。”新的太空生态系统正从SpaceX涌现。“你知道,公司不制造飞机,是人制造的。”亲眼看着它起飞是见证历史的时刻。这显然是我过去7年想象过的时刻,即使看到它在跑道上滑行也会让我起鸡皮疙瘩。“希望我能有一个从细节中抽离,看清全貌的时刻。”
“当这期节目播出时,你将驾驶过世界上最大的电动飞机。从7年前的演示日一路走来。”“天哪,我很感激你获得了这个机会,如今这一天终于到来。这将非常棒。”7年的辛勤工作最终迎来了这一刻。“他们的首次飞行于8月12日星期三在纽约州普拉茨堡进行。”
如果你今天开一家新的五金店,你会怎么做?你关于建造硬件和整个职业生涯的知识……你是怎么开始的呢?
我是一只不错的鸭子,对吧?我知道一点如何游泳。我知道一点如何飞行。我也知道一点如何行走。这就足够了,让我能够识别出谁是真正优秀的人。
我绝不会仅仅因为想拥有一家公司或成为创始人而创办公司。我会开始,是因为我真的享受解决某个问题。如果我们能实现更低排放、更低成本、更少污染以及更高生活质量的事物,我们就应该去做。