工程师获得美国宇航局资助，使飞行出租车

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想象一下，成群的小型飞机能够在城市地区的直升机停机坪垂直起降，运送人们上下班;或者有预设路线的班车把人们送到机场或其他主要枢纽。

多亏了加州大学圣地亚哥分校领导的一个工程师团队，这个未来的飞行出租车和航天飞机系统离现实又近了一步。他们获得了580万美元美国宇航局的大学领导计划创建计算设计工具，帮助美国公司更快地开发更高效的空中出租车设计。

加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院机械和航空航天工程教授、该项目的首席研究员约翰·黄(John Hwang)说:“这个项目是一个不断发展的领域——城市空中交通的一部分，这是一个令人兴奋的愿景，可以在人口密集地区实现点对点、按需的空中旅行。”“我们将结合城市空中交通工具的多学科计算模型和先进的设计优化算法，开发快速设计安全、安静和负担得起的车辆概念的方法和工具。”

这个为期三年的项目将产生一套开源模拟和优化工具，公司可以根据自己的需求设计最佳的电动垂直起降飞机(eVTOL)。给定几个输入参数，如乘客数量、所需巡航速度和航程要求，这些工具将允许工程师确定转子的最佳数量和形状、机翼形状、结构设计、推进系统尺寸和其他设计方面，以产生最具成本效益的车辆，同时确保其安全和安静地运行。此外，研究人员还将利用这些工具对汽车的安全性、噪音和成本进行配置贸易研究，以帮助公司做出设计决策。

Hwang表示:“给定一个计算模型，最先进的设计优化算法可以有效地搜索多达数万个设计参数的最优值，从而最小化或最大化某些特定目标，如车辆运营成本。”“我们将为飞机的各个方面开发模型，如空气动力学、结构、声学、电池和电机性能，并利用这些优化算法来解决eVTOL飞机设计问题中最复杂和最不直观的方面。”

美国宇航局委托进行的一项市场研究估计，到本世纪30年代，这些服务将实现盈利，预计这种新型飞行器将在五年内早期推出。事实上，联合航空公司和初创公司Archer Aviation刚签了协议购买200架eVTOL飞机，预计将于2024年首次亮相。

最终，这种混合了直升机、飞机和无人机的新型交通工具旨在节省时间，同时通过纯电力运营限制城市地区与出行相关的碳排放。

“城市空中交通的目标是缓解交通拥堵，减少出行时间。例如，从地面到市中心工作地点的90分钟通勤时间可以缩短为15分钟的空中出租车。”

大学领导计划

黄禹锡领导的研究小组是其中之一五个学术团体获得了大学领导倡议(ULI)奖。ULI的创建是为了在NASA的航空研究任务理事会和美国大学之间发起一种新型的互动，学术研究人员在他们自己的研究项目中发挥主导作用，进一步推进NASA的任务。

除了Hwang，该团队还包括加州大学圣地亚哥分校的工程师David Kamensky, Alicia Kim和Shirley孟。该团队还包括加州大学戴维斯分校的Seongkyu Lee;圣地亚哥州立大学的Chris Mi;杨百翰大学的Andrew Ning;极光飞行科学公司的杰弗里·钱伯斯和亚当·格拉斯;还有M4工程公司的泰勒·温特。总之，研究人员带来了计算建模和优化、拓扑优化、电池、声学、电动机、空气动力学、复合材料和概念设计方面的专业知识。

ULI的主要方面包括:专注于将研究成果转化为行业或政府合作伙伴，将其推向市场;为学生提供研究机会;通过增加工程领域代表性不足群体的参与，促进航空领域的更大多样性。

该项目将有一个由知名飞机公司和eVTOL初创公司组成的行业咨询委员会。该团队还将为学生设立一个航空实习项目，以加强和协调所有四所大学本科生研究人员的招聘和指导。该实习项目将与加州大学圣地亚哥分校的学术丰富项目(Academic Enrichment Program)合作开展，该项目在管理第一代、低收入和代表性不足的工程专业学生实习项目方面具有丰富的经验。