Vertical Aerospace

电动垂直起降（eVTOL）飞行器的商业化竞赛已经打响。作为领跑者之一，英国航空初创企业 Vertical Aerospace 计划推出 VA-X4——全球首款获得认证的有翼电动垂直起降（eVTOL）飞行器。eVTOL 飞行器安静、高效且零碳排放，被誉为下一代城市出行解决方案。Vertical Aerospace 等创新企业希望实现更加灵活自由的空中出行，并往返于当地的直升机起降点和机场——这些场所目前因噪声法规限制了每日可运营的航班数量。Vertical Aerospace 的目标是打造一款噪声远低于直升机、运营成本也大幅降低的飞行器，从而开拓高铁网络和支线航空服务覆盖不足地区之间的出行市场。

Vertical Aerospace 工程主管 Eric Samson 表示：“我们看到，随着各大城市人口不断增长，这些城市的道路和公共交通等地面基础设施正日趋饱和与拥堵。”“此外，直升机虽然可用于大城市及其周边的交通出行，但由于噪声较大，正面临越来越多的起降限制；同时，它们缺乏安全冗余，而且成本高昂，普通大众难以承受。我们正在开发一套分布式电力推进系统，该系统具备冗余保障，运行和维护成本更低，噪声水平仅约为直升机的三十分之一，而且不会以牺牲地球环境为代价。”

Vertical Aerospace 的 VA-X4 采用有翼设计，这可产生升力，并降低飞行过程中的电力负荷。

Samson 表示：“VA-X4 飞行器的设计载客量为 5 人，包括 1 名飞行员和 4 名乘客。我们的目标是满足城际和城市内部出行需求，最大航程可达 100 英里，巡航速度可达 150 英里/小时。我们之所以选择有翼设计，是因为飞行器能够借助升力提升飞行速度和航程，同时在巡航状态下保持极低的噪声，这将帮助我们在该市场中脱颖而出。”

该公司目前正在制造一架验证机，计划于 2021 年第三季度进行试飞，随后于 2024 年完成最终机型的认证并推向市场。Vertical Aerospace 的整个产品开发流程均通过 3DEXPERIENCE® 云平台进行定义和管理，这使公司能够加快创新步伐，并实现其宏伟目标。

Samson 表示：“我们正在书写航空业的新篇章。我们采用多项新兴技术，其中包括霍尼韦尔提供的直观且安全的飞行控制技术。与此同时，我们还在制定新的适航审定基础，并与全球领先企业展开合作。3DEXPERIENCE 平台将帮助我们制定并共享一整套关键要求，确保我们严格按照这些要求开发飞行器，完成相关验证，并与适航当局协同推进飞行器认证工作。它为 Vertical Aerospace 及其业务合作伙伴提供了一站式平台和单一数据源，使我们无论身处世界何地，都能协同开展工作。”

Vertical Aerospace 正与达索系统的业务合作伙伴 Desktop Engineering（DTE）携手合作，以最大限度地发挥 3DEXPERIENCE 平台的优势。在构建业务流程并将其与平台功能相匹配的过程中，该公司认为这些支持与指导不可或缺。

Vertical Aerospace 高级设计工程师 James McMillan 表示：“该平台提供的丰富功能令人振奋。我们首先聚焦核心业务需求，确保相关流程顺利建立并投入运行，例如构建产品结构，以及实施一套面向未来、能够支持配置控制的零部件编号系统。当我们的机队投入运营后，我们必须确保所有零部件均可实现完整可追溯性。”

McMillan 表示：“我们一直与 DTE 和达索系统密切协作，共同构建面向未来的产品结构。但与此同时，我们的项目进度十分紧迫，因此许多工作必须立即落实，例如建立零部件编号系统。DTE 和达索系统提供的指导非常出色。”

为满足当前以及不断增长的业务需求，Vertical Aerospace 选择了 3DEXPERIENCE 云平台。

Samson 表示：“云端部署能够增强业务韧性，让我们能够随时随地持续开展工作。将所有数据统一存储在云端，既能确保单一数据源，又节省了前期资本投入。所有应用程序都能始终保持最新状态，我们还可以根据不断变化的需求，灵活增减所需功能。”

McMillan 在 Vertical Aerospace 的职责是定义公司的业务流程，并在整个组织内推行标准化的精益工作方式。

他表示：“当我第一次了解到 Vertical Aerospace 想要实现的目标时，就深受震撼。我非常认同公司的愿景、绿色发展理念和创新精神，以及我们正在开发全新技术这一事实。我们正在从无到有打造一款全新的飞行器，一切都要从零起步。因此，我们不仅要建立满足当前需求的规范流程，还要确保这些流程能够适应未来发展。”

因此，在推进产品开发的同时，该公司也在建立符合行业标准的业务流程，所有这些流程均由 3DEXPERIENCE 平台提供支持。其中，该平台重点提供支持的领域之一就是变更管理。

McMillan 表示：“根据我的经验，变更管理通常分散在多个平台上。但我们正通过 3DEXPERIENCE 平台统一开展端到端的数据管理。在决策会议中，我们可以通过平台向相关人员分派行动任务、记录会议内容，并利用工作流程推进后续工作。我们还可以建立签核流程，由关键人员审核并批准相关文档。”

随着公司进入产品开发的后续阶段，这项功能显得尤为重要。

McMillan 表示：“端到端的变更流程对我们至关重要，尤其是着眼于未来发展时。我们将能够把变更管理与配置控制关联起来，从而为设计解决方案设定有效性范围，确保其适用于特定批次的飞行器。现在，用户只需通过一个账号登录，即可查看从始至终的完整流程。这非常了不起。未来，当我们开始生产飞行器并提供配套服务时，我们希望能与供应商共同建立贯穿全程的全三维协同流程，实现从生产计划到客户服务、维护和维修各环节的数字化数据交换。”

通过全面互联的产品开发生命周期，Vertical Aerospace 能够快速推进工作并实现高效协作。

McMillan 表示：“我们正在开发一款全新产品，因此希望采用最新、最先进的平台来完成这项工作。能够与 DTE 和达索系统携手完成平台部署，这尤其令人振奋。我相信，我们有望为航空航天行业的工作方式树立标杆。”

Vertical Aerospace 的工程师使用 CATIA 对飞行器结构件进行 3D 设计。

Vertical Aerospace 高级设计工程师 John Russell 表示：“我们需要一套功能强大、能够胜任整机设计的 CAD 软件包。而我们知道 CATIA 完全具备这样的能力。”

例如，CATIA 集成了一整套面向流程的功能，使工程师能够完全在 3DEXPERIENCE 平台上进行复合材料结构的设计与验证。

Russell 表示：“这架飞行器主要采用复合材料制造。使用其他 CAD 软件包进行设计时，往往会对复合材料结构进行简化。然而，复合材料涉及的分析工作十分复杂，还需要深入理解其铺层、铺层方向和层叠结构。借助该平台，我们在设计初期便能使用复合材料工作台，逐层定义铺层并构建复合材料零部件模型。虽然前期设置需要多花一些时间，但随着分析工作的深入，我们可以从全流程角度确定零部件的最佳制造方式，整个过程反而会快得多。未来，我们可以将这些数字数据直接交付给制造商，用于生产制造。”

重要的是，3DEXPERIENCE 平台使 Vertical Aerospace 能够构建飞行器的虚拟孪生，并将从空气动力学到电子系统的各个方面纳入其中。

McMillan 表示：“我们正在绘制 2D 电气功能设计，并将其直接关联至 3D 模型。很快，我们就能把 2D 和 3D 设计集成到整个系统架构中，从而建立从飞行器顶层定义及相关要求一直到具体 2D 和 3D 设计的映射关系。所有内容都将集中在一处，无需再四处查找不同的数据集，也不必在不同系统之间传输数据。这是一套基于单一数据源的解决方案。因此，如果我们调整或更改某项功能设计，系统便会发出提醒，提示需要更新 3D 模型。同样，如果几何结构发生变更，系统也会反馈需要对 2D 设计作出相应修改。”

借助 3DEXPERIENCE 平台，Vertical Aerospace 能够开展并行工程，并让公司内的所有用户都能获取所需信息，确保项目按计划推进。

Russell 表示：“该平台将所有团队汇聚在一起，让不使用 CAD 的人员也能够查看相关数据。“飞行器设计首先由空气动力学团队着手，他们负责确定具有良好气动性能的外形，并对飞行器周围的气流进行分析。我们建立了主控几何曲面，并将 CAD 数据与其关联。这样，当空气动力学团队调整飞行器的气动外形时，我们的 CAD 模型也能随之快速更新。没有 CAD 使用权限的人员也可以通过基于 Web 的应用程序查看所有这些内容。他们可以查看飞行器的气动外形和结构，并查询、分析物料清单。让所有人都能查看零部件和模型，并据此制定项目计划——这一点意义重大。”

为了将飞行器推向市场，该公司正在不断拓展合作伙伴和供应商网络，并将通过其 3D 模型，沿供应链向各级关键相关方传递所需信息和具体指令。

Samson 表示：“我们坚信，应当与实力雄厚的企业建立合作伙伴关系。例如，霍尼韦尔正在为我们开发飞行控制系统，并在垂直起降（VTOL）技术领域拥有丰富经验。我们希望与那些敏捷灵活、勇于颠覆创新并积极推动新技术商业化的企业建立合作，从而扩大生产规模，满足市场需求。这样的合作能够帮助我们加快飞行器开发和适航认证进程，实现 2024 年的既定目标；否则，我们将需要更长时间才能完成这些工作。”

Russell 补充道：“我们正在将应力分析、空气动力学等团队的所有分析成果，纳入 3DEXPERIENCE 平台上基于 3D 模型的产品定义之中。所有制造与装配信息以及安装说明均已集成到模型中，这将使设计成果向制造环节的移交更加顺畅、高效。”

在推动飞行器走向市场的过程中，Vertical Aerospace 正与安全监管机构英国民航局（CAA）密切合作，共同推动相关法规的完善，并确立行业新的安全标准。正是这种紧密的合作关系，加上公司的前瞻愿景、创新设计和先进技术，为其飞行器取得适航认证提供了一条清晰可行的路径。

McMillan 表示：“3DEXPERIENCE 平台将为我们提供完整可追溯性，并帮助我们获得英国民航局颁发的设计组织批准（DOA）认证。我们不仅希望成为第一，更希望做到最好。”

以 3DEXPERIENCE 平台为业务运营核心，Vertical Aerospace 已具备重塑航空出行未来所需的各项能力。

McMillan 表示：“唯一能够限制你的，只有想象力。我们正在从零开始打造这家公司，因此必须采用模块化方法。但我们也在着眼长远，并对借助该平台所能实现的巨大潜力充满期待——那就是建立飞行器的完整数字化呈现。每当我需要寻找解决方案时，都能在该平台上找到。这令人无比振奋。”