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经过两周的规划，计算和建模，我向您展示了达芬奇H2：我的EVTOL / UAM赛车氢解决方案。

尽管电池技术在进步，但它只能将我们带入航空领域。在过去的10年中，锂离子电池的能量密度仅增加了两倍，并且电池寿命因当前城市空气流动解决方案采用的能源密集型垂直起飞/着陆而受到影响。氢气尽管具有当前的缺点（稀缺性+高成本+相对缺乏基础设施），但仍具有几个强大的优势：高能量密度，快速加油以及易于更换组件（与电动汽车相比，更换氢罐/燃料电池要容易得多）电池，这通常是车辆总质量的很大一部分）。因此，我相信UAM市场将很快被氢燃料电池飞机所主导。

关于达芬奇H2

达芬奇H2是氢变的预兆。它结合了当前EVTOL设计方案中最优化的设计元素以及氢气的优点。倾翼式布局意味着，与倾转旋翼飞机不同，机翼开始更快地产生升力，这使得起飞和降落更平稳，动力消耗更少。缺乏复杂的倾转旋翼机构可确保机械简单性，从而简化了系统冗余的集成，并减少了工程和制造方面的挑战。达芬奇H2还使用分布式电动装置-48kWh落地式电池可为车辆独立供电，或在垂直上升和下降过程中满足功率要求，从而减少了电池和氢燃料电池的负荷，并延长了使用寿命。尽管可以通过外部插座独立充电，但在飞行过程中也可以用多余的燃料电池电压对电池进行充电。

UAM车辆的当前范例涉及地面集线器，称为垂直端口。 UAM采用氢气意味着这些垂直端口本身可以用作氢气加油中心，不仅用于飞机，还可以用于公路车辆。这样，将氢燃料电池推进装置引入UAM市场将有望带动氢燃料电池技术的主流采用，从而开辟更绿色，更可持续的未来。

氢燃料电池系统功率/能量密度

为了得出氢燃料电池VTOL飞机的现实预测，我使用了以下公开可用的数据。请注意，与许多建议的UAM设计不同，这些设计依赖于超过360wH / kg的预计电池能量密度，该设计主要依赖于现有系统的性能：

特斯拉Model 3远程：78kWh / 1730kg / 440km范围 现代NEXO：157公升H2 / 1810公斤/ 600公里范围

假设两辆车的滚动阻力和阻力系数相同，则NEXO的157L H2能量约为111kWh。考虑到这两辆车的质量差（80kg）和能量容量差（33kWh），很明显，即使作为燃料电池系统，氢气也能提供出色的能量密度。

NEXO的燃料堆栈规格如下：功率密度为3.1kW / L和2.0kW / kg。它的储罐质量密度（可存储的氢质量占总储罐质量的百分比）为7.18％。以此为参考，假设的300L + 96L（用于45分钟飞行储备的辅助储罐）氢气系统在16kg H2时的总储罐质量约为224kg，将产生约281kWh的电能。假设一个420kW的氢燃料电池，燃料电池的质量约为210kg，如果考虑到辅助系统，例如泵，温度控制单元，过滤器等，我们可以假定总质量为350kg。使用保守的锂离子电池能量密度为160wH / kg的上述48kWh电池重约300kg。加上电池，氢电系统的总质量将为874kg，总能量为329kWh。这个数字比2000公斤范围内的任何其他同类5座EVTOL都要高。

关于该项目

作为具有工程经验的设计师，这确实是对我可以在Solidworks上进行的测试。我的目的是磨练我的A级表面（G2连续性）技术和车辆包装能力，我认为最终结果可以证明一切。

感谢您抽出宝贵的时间阅读并希望您喜欢它！