| 文/Jeremy Bogaisky
圖片來源：AARON KOTOWSKI FOR FORBES 由哈佛畢業生、前職業冰球運動員凱爾·克拉克（Kyle Clark）創立的Beta Technologies公司即將把能像直升機一樣垂直起降、由電池驅動的重型貨運飛機引入美國的天空。 凱爾·克拉克(Kyle Clark)說，當他在十多年前打冰球小聯盟比賽的時候，他的隊友會在長途巴士上談論他們昨晚吸食的毒品，以及誰又把一個妓女帶進了酒店的房間。然而，克拉克這個身高近兩米的強悍助攻手（曲棍球比賽中專門負責肢體沖突的角色）則會在大巴上埋頭學習如何制造飛機。這相當書呆子氣——但他在哈佛的更衣室里以一個工程知識分子的身份脫穎而出，他的隊友還給他起了個綽號叫“貝塔“（Beta）。 克拉克從未打進過美國冰球聯盟賽，但20年后，他的初創公司Beta Technologies估值10億美元，并有可能與Alia這款可能具有突破性的電動飛機一起加入另一個大聯盟。 據克拉克介紹，Alia的翼展為50英尺，造型優雅，其靈感來自于能長時間飛行的北極燕鷗。Alia是眾多新型電動飛機中的一款，這些電動飛機能像直升機一樣垂直起降。幾乎Beta公司的所有競爭對手——包括億萬富豪拉里·佩奇（Larry Page）的Kitty Hawk公司和通過SPAC上市、現金充裕的Joby Aviation公司——都以運送乘客為目標，即讓城市居民能夠在交通擁堵的城市街道上空乘坐飛機而直達目的地。但克拉克在設計Alia的時候，卻主要想把它設計成一架貨機，因為他認為，早在人們認為空中出租車可以安全飛越城市街道之前，一個巨大的空中貨運市場就會發展起來，以加速電子商務與郊區倉庫之間的往來。 現年41歲的克拉克說：“實際上，我們也將在客運的游戲中獲勝，因為當其他人開始執行客運任務時，我們已經坐擁數千架飛機、數百萬小時的飛行時間和安全、可靠、經過審查的設計了?！笨死说墓究偛课挥谒募亦l，佛蒙特州的伯靈頓（Burlington）。 克拉克還在醞釀一項他認為將有利可圖的第二業務：為各種類型的電動飛機提供充電站，他計劃在全國各地建立一個類似于特斯拉超級充電站網絡的電動飛機充電系統。在從佛蒙特州到阿肯色的線路上，已經有9個這樣的充電站正在建設和運行，另外還有51個在建或正在審批中。大多數充電站都將包含來自Alia飛機的舊電池組：當這些舊電池的容量下降約8%時會被從飛機上移除，而這些充電站給它們帶來了有利可圖的第二次生命，同時Beta公司還將以大約50萬美元的價格向Alia飛機的所有者出售替換電池組。為充電站配備蓄電池可以避免對當地電網進行昂貴的升級：克拉克的計劃是讓充電站在非高峰時段緩慢充滿電，而不需要的電力可以在高峰時段賣回給公用事業公司。
電動飛機Alia有大約200立方英尺的內部空間——大約和賽斯納（Cessna）的Grand Caravan飛機一樣——足夠放置三個標準的貨物托盤。應美國聯合包裹運送服務公司（UPS）的要求，Beta將機身加長了15英寸，以便在允許自主飛行和飛行員座位被移除的情況下，能夠容納第四個托盤?？死苏f，將Alia改造成客運飛機并不需要太多時間：用來確保貨物安全的導軌上面就可以安裝五個座位。圖片來源：AARON KOTOWSKI FOR FORBES “飛機是最吸引人的部分，但我們將從電池上賺大錢，”克拉克說。 Beta的投資者Fidelity Management和亞馬遜希望該公司能夠復制他們資助的另一家電動汽車初創公司Rivian的成功，后者的市值最近突破了1.000億美元?！八麄儼l現Beta和Rivian有很多相似之處，”前高盛投資銀行家愛德華?埃普勒(Edward Eppler)說。他是在參與了Beta的首輪融資后加入該公司的首席財務官。今年5月，Beta融資3.68億美元，估值14億美元。福布斯估計，Beta在過去12個月的收入為1,500萬美元，主要來自美國空軍的研發合同。 這筆融資是在Beta獲得UPS的大力支持后的一個月獲得的。UPS和Beta簽署了購買150架Alia飛機的意向書，預計每架飛機的價格將在400萬美元到500萬美元之間。Beta的高管們希望亞馬遜也能下訂單，因為這兩家巨頭都在尋找兌現其削減包裹遞送業務碳排放承諾的方法。 Beta公司的目標是在2024年開始交付UPS訂購的第一批10架飛機——假設它屆時能從聯邦航空管理局獲得Alia的安全認證的話。如果不是這樣，首先使用Alia的最終可能會是美國空軍：Beta已經贏得了價值4,360萬美元的合同，用于測試Alia的軍事用途。今年5月，Alia成為第一款獲得空軍載人飛行適航批準的電動飛機。 Beta表示，Alia的球形機艙將能夠攜帶包括飛行員在內600磅的有效載荷，最大航程250海里——比任何在空中有原型機的競爭對手至少遠100英里——或者在去掉五個電池組中的一個后，最大荷載達到1,250磅，航程200英里?？死祟A計，聯邦航空管理局的儲備要求將把最大航程限制在125英里以內。 但是，考慮到Alia高企的價格——它大約是同等大小的新賽斯納Grand Caravan飛機的兩倍，是占主導地位的小型貨運二手飛機的五倍——Beta和UPS知道，Alia只有在大量飛行的情況下才有經濟意義。這將需要徹底重塑配送網絡，擺脫長期以來的樞紐和輻條模式。在這種模式下，貨機通常每天只往返一次，將包裹從當地機場運送到分揀中心。相反，他們設想Alia直接從UPS的一個倉庫飛到另一個倉庫——減少卡車和飛機飛行——最終直接抵達大客戶。隨著運營成本的降低，頻繁的飛行將節省開支。Beta承諾節省90%的燃料和提供更便宜的維護費用，因為電力推進系統的部件更少，如果計算機最終將飛行員從駕駛艙中完全取代，還可以節省35%的費用。
Beta總部的走廊上裝飾著手繪的示意圖(左)。工程師(右)研究目前正在進行飛行測試的兩架Alia原型機中的一架。圖片來源：AARON KOTOWSKI FOR FORBES 克拉克身上紋滿了紋身，精力充沛，每天凌晨4點起床，他說自己總是能找到一個很晚的時間來研究摩托車或他自己的飛機。他在伯靈頓郊外長大，對運動和飛行十分著迷，他也曾是埃塞克斯高中(Essex High School)的明星運動員，是橄欖球隊、長曲棍球隊和冰球隊的隊長。他在七年級時認識的妻子凱蒂(Katie)說，當克拉克被邀請參加聚會時，他常常會向主辦方請求提前回家做模型飛機。克拉克曾在當地機場為機械師提供幫忙，以換取坐飛機的機會，同時打磨自己的機械修理技能。當他開始用一個工具包建造一架超輕型飛機時，他的母親還曾因為擔心他會自殺，而在他家后院升起一堆篝火，燒毀了所有部件。 在哈佛大學讀大三時，克拉克被華盛頓首都隊簽下，他也趁此機會終于坐上了飛行員的位置：他在弗吉尼亞州里士滿和緬因州波特蘭的農場球隊打球時，利用合約提供的獎金參加了飛行課程。 兩年后，他回到哈佛，而在他的畢業設計中，克拉克設計了一個基于摩托車座椅和車把的單人飛機飛行控制系統。由于未能找到開發這架飛機的投資者，克拉克于2005年在岳母的車庫里開始了建造電源設備的業務。2010年，他把這家公司賣給了佛蒙特州的電力設備制造商Dynapower，并成為該公司的工程總監，參與開發用于特斯拉商用儲能產品Powerpack的系統。 2012年，一個私人股權投資集團收購了Dynapower公司，克拉克發現自己手頭有了一筆現金。他騎著摩托車在東海岸來回穿梭，試圖再次向投資者推銷他的飛機設計。由于無人問津，他在2014年又聯合創辦了一個社交網絡平臺，將初創企業與人才和資本聯系起來，希望以此作為自己創業的跳板。 但Beta公司的存在并不歸功于互聯網，而要歸功于打破傳統的生物技術企業家馬丁·羅斯布拉特（Martine Rothblatt）。羅斯布拉特通過創辦天狼星衛星廣播公司(Sirius Satellite Radio)致富后，于1996年創辦了一家生物技術公司——聯合治療公司(United Therapeutics)，并致力于開發一種新的治療方法來拯救她患肺病的女兒。該藥物起了作用，但她的女兒后來仍然需要肺移植。這促使羅斯布拉特做出更大的努力來解決移植器官的慢性短缺：她想要開發人造器官。垂直起降的電動飛機(eVTOL)是一個完美的解決方案，可以快速且環保地將易損的人體移植器官送到醫院的直升機停機樓。她與Piasecki直升機公司簽訂了合同，讓后者按照她的要求開發一架直升機，但在2017年與分包商的一次會議上，她說她對克拉克印象深刻，Piasecki于是聘請克拉克來建造電力系統。 “我參加過無數次技術演講，”羅斯布拉特說。“我當時立刻意識到，這個人就是一個九成九的專家?！?br>
Beta為客戶聯合治療公司開發了一個更復雜的充電站，在模塊化金屬容器狀房間的頂部有一個著陸甲板，而房間內部則可以配置為船員休息室、任務規劃空間或存儲單元。圖片來源：Beta公司 她發現克拉克就住在她在佛蒙特州的度假屋附近，于是邀請他過來面談。原本30分鐘的咖啡變成了一整天的聚會，直到克拉克開車送她去蒙特利爾參加之前安排好的會議。羅斯布拉特當即決定他是建造整架飛機的合適人選，于是她給了克拉克5,200萬美元，讓Beta公司開始運作，并訂購了60架飛機和8個充電站。 “你可以通過與某人面對面地相處來判斷誰會為了成功而不惜一切努力，誰又只會給你找借口，”羅斯布拉特說?！霸趧P爾為我做任何事之前，他就相當于我一生中合作過的最好的主管?！?br> 在僅僅8個月的時間里，克拉克的小團隊就打造出了Ava原型機并進行了試飛，這是一個關鍵子系統的測試機。他們以一架Lancair公司（現哥倫比亞飛機公司）的飛機機身為基礎，在機頭和機尾安裝上傾斜的軸，用來支撐著四對反向旋轉的螺旋槳，這使得有人把Ava比作“剪刀手愛德華”。它重達4,000磅，是迄今為止實現垂直起降的最大的電動飛機。但是，隨著它的成功，克拉克得出了這樣的結論：他的許多競爭對手正在使用的傾斜旋翼是一個錯誤，因為它增加了機身的重量和復雜性，而且可能會使安全認證更加困難。 后來，他于2018年夏天開始研發Alia，而后者有獨立的升力和巡航系統：Alia的后部有一個推桿式螺旋槳，用于向前飛行，還有四個螺旋槳安裝在將機翼一分為二的兩個吊桿之上，用于垂直起飛和降落。長而高的翅膀使它更適合長途飛行?？死苏f，這是一種非常高效的滑翔機，即使在8,000英尺的高空失去動力，它也能平穩安全地下降大約10分鐘。機身底部放置了重達3,300磅的電池來平衡機翼，這使得Alia天生就很穩定，與傾轉旋翼飛機形成了鮮明對比。克拉克說，更簡單的設計意味著Alia的核心飛行控制程序只包含1,200行代碼，而傾轉旋翼機需要的程序代碼有數百萬行。 觀察家們提出了兩個安全問題：如果它失去了四個升力螺旋槳中的一個，Alia在垂直起降模式下將變得難以控制，而且將電池放在機腹位置可能對上面的乘客造成火災風險?？死藙t回復說，乘客艙的地板將采用鈦金屬來隔離，而且失去一個升降螺旋槳的可能性不大——畢竟，每個螺旋槳都有四個備用馬達。 但監管風險仍然很高。畢竟，美國聯邦航空局（FAA）甚至還沒有批準使用電力推進系統的傳統飛機，更不用說垂直起降的飛機了。克拉克和羅斯布拉特的信念是，盡可能保持飛機的簡單性是關鍵，但誰也無法猜測FAA需要多少時間來評估Alia的新技術——或他們是否會要求對其性能進行修改或削弱。即便是Beta公司的忠實支持者、今年6月剛剛親自駕駛了Alia的羅斯布拉特，也在通過支持開發兩款更簡單的飛機來對沖她的賭注：一款是改裝了電力推進系統的直升機，另一款是在納斯達克上市的中國公司億航智能(EHang)的大型無人機。
Beta公司的飛行模擬器的兩個視圖。該視圖由奧斯汀·邁耶(Austin Meyer，非圖中人物)在其x-plane軟件的基礎上為Beta公司開發；X-Plane被專業飛行員廣泛用于練習，也被航空愛好者所使用。邁耶正在將Alia納入X-Plane的下一個消費者版本中，而Beta也正在開發一款VR頭戴式設備，與之配合使用，作為飛行員培訓和招募的工具。圖片來源：AARON KOTOWSKI FOR FORBES 在伯靈頓機場Beta公司總部的窗戶上裝飾著飛翔的獨角獸的黑色圖像。這并不是在開玩笑，因為Beta已經是一家價值數十億美元的飛機初創公司。兩款Alia原型機的機尾編號分別為N250UT和251UT，代表聯合治療公司(United Therapeutics)和羅斯布拉特規定的250英里的航程。當向空中交通管制員識別這架飛機時，根據航空慣例，最后兩個字母應該發音為“Uniform Tango”，但為了逗弄她的丈夫，在飛行測試期間處理通信時，凱蒂·克拉克(Katie Clark)說成了“Unicorn Tango”。 克拉克在管理Beta時遵循兩個不同尋常的策略：他的目標是建立一個沒有頭銜、扁平化管理的公司，讓年輕工程師可以自由地挑戰年長工程師——而且他希望每個人都能學會開飛機。 他讓他的350名員工在Beta公司由20架飛機和直升機組成的雜牌機隊中免費學習，其中包括一架簡陋的塞斯納172教練機、一架Extra特技飛機、一架二戰時期的波音-斯蒂爾曼雙翼飛機和一架1940年的Piper Cub。 許多員工以前沒有航空航天經驗，而通過駕駛飛機來熟悉飛機可以幫助他們更好地設計飛機系統，并培養對飛行的熱愛。克拉克說，這比獎金更能激勵他們。投資者對這筆費用表示懷疑，但克拉克立場堅定。他說:“當人們在乎一件事時，那種純粹的激情比任何東西都有價值?！?br> Beta的投資者也希望克拉克不要堅持親自當Alia的試飛員，或者像他的妻子那樣，駕駛特技飛機在空中翻滾來發泄壓力。然而克拉克說這就是他的做派。他堅持說，親自駕駛Alia飛機——他聲稱自己迄今從未有過硬著陸或墜毀——能讓他直接了解設計調整是否有效，以及客戶體驗將會如何。 “我們會在研發過程中墜毀一架飛機或直升機嗎?那當然可能發生，”克拉克說?！斑@就是將一項新技術推向市場的現實。世界將因我們帶來的東西而變得更美好，而這需要風險。" 他們成功所需要的動力 垂直起降電動飛機（eVTOL）的一個關鍵問題是電池的重量，因為在同等重量下，電池所含的能量只有航空燃料的14分之一?？突仿〈髮W(Carnegie Mellon University)的兩位電池專家Venkat Viswanathan和Shashank Sripad表示，為了實現它們的續航里程和有效載荷目標，Beta公司、Joby Aviation公司和Kitty Hawk公司似乎需要能量密度處于最新技術外圍的電池組，而Lilium Jet（由Lilium GmbH設計的五座德國電動垂直起降電動飛機的原型）還處于實驗階段。
對電池的評估有兩個關鍵指標：比能，即給定重量下電池所包含的能量，以及比功率，即在給定重量下電池一次能釋放多少能量的衡量標準。在最近的一篇論文中，Venkat Viswanathan和Shashank Sripad估算了5架eVTOL飛機的比能需求，假設空重比例為0.5(即機身、航空電子設備和其他機載系統占最大起飛重量的份額)?？罩乇壤降?，即結構越輕，電池的空間就越大，這意味著電池的比能就不需要那么高。每個方塊兩側的條形圖顯示了空重比例在0.45到0.55之間時，比能量需求的變化程度。圖片來源：Venkat Viswanathan和Shashank Sripad 譯 Vivian 校 李永強 |
