Amazon et UPS parient que cette start-up d’avions électriques va changer l’expédition – Forbes

La start-up Beta de Kyle Clark, diplômé de Harvard et ancien joueur de hockey professionnel, est sur le point d’amener dans le ciel américain des avions-cargos alimentés par batterie, capables de décoller et d’atterrir comme des hélicoptères.

Walors qu’il a joué au hockey dans les ligues mineures Au début des années 2000, Kyle Clark dit que ses coéquipiers passaient les longs trajets en bus à parler des drogues qu’ils avaient prises la nuit dernière et qui avait amené une pute dans leur chambre d’hôtel. Clark, un meurtrier de 6 pieds 6 pouces, enfouissait son nez dans des manuels sur la façon de construire des avions. Assez ringard – mais il s’était même distingué comme un ingénieur dans les vestiaires de Harvard, où ses coéquipiers l’avaient surnommé Beta.

Clark n’a jamais fait la LNH, mais 20 ans plus tard, sa startup Beta Technologies est évaluée à un milliard de dollars et est sur le point de faire partie des ligues majeures avec Alia, un avion électrique potentiellement révolutionnaire.

Alia, dont Clark dit que l’envergure d’aile de 50 pieds à angle gracieux a été inspirée par la sterne arctique qui vole longtemps, fait partie d’une flopée de nouveaux avions électriques que les débutants de l’aviation construisent qui décollent et atterrissent verticalement comme un hélicoptère. Pratiquement tous les concurrents de Beta, y compris Kitty Hawk du milliardaire Larry Page et Joby Aviation, riche en espèces de la SPAC, visent à transporter des personnes, permettant aux citadins de sauter à la marelle dans les rues de la ville encombrées. Mais Clark a conçu Alia principalement comme un avion cargo, pariant qu’un grand marché se développera pour accélérer le commerce électronique vers et depuis les entrepôts de banlieue bien avant que les taxis aériens ne soient considérés comme sûrs à autoriser dans les rues de la ville.

« Nous allons en fait gagner au jeu des passagers, car au moment où d’autres effectueront des missions de passagers, nous aurons des milliers d’avions, des millions d’heures de vol et une conception sûre, fiable et approuvée », a déclaré Clark, 41 ans. , dont l’entreprise est basée dans sa ville natale de Burlington, Vermont.

Clark met également en place ce qu’il pense être une deuxième activité lucrative : des stations de recharge pour avions électriques de tous types qu’il prévoit de parsemer dans tout le pays pour créer l’équivalent aéronautique du réseau de compresseurs de Tesla. Il y en a déjà neuf en service, sur une ligne du Vermont à l’Arkansas, avec 51 autres en construction ou en cours d’obtention de permis. La plupart contiendront des banques de batteries usagées des avions Alia, retirées lorsque leur capacité a diminué d’environ 8%, leur donnant une seconde vie rentable tandis que Beta vend des packs de remplacement aux propriétaires d’Alia à environ un demi-million la pièce. L’équipement des stations de charge avec un stockage de batterie évitera le besoin de mises à niveau coûteuses du réseau électrique local : le plan de Clark est qu’elles se remplissent lentement aux heures creuses, tandis que l’électricité inutile peut être revendue aux services publics aux heures de pointe.

L’avion électrique Alia a environ 200 pieds cubes d’espace intérieur – à peu près le même qu’un Cessna Grand Caravan – assez pour trois palettes de fret standard. À la demande d’UPS, Beta, la startup derrière elle, étend le fuselage de 15 pouces afin qu’un quatrième s’adapte lorsque le vol autonome est autorisé et que le siège du pilote est retiré. Clark dit qu’il ne faudra pas grand-chose pour adapter Alia au service passagers : les mêmes rails utilisés pour sécuriser le fret peuvent être équipés de cinq sièges.

Aaron Kotowski pour Forbes

« L’avion est la partie sexy, mais nous allons gagner beaucoup d’argent avec les batteries », déclare Clark.

Les investisseurs bêta Fidelity Management et Amazon espèrent que la société répétera le succès d’une autre startup de véhicules électriques qu’ils ont financée et dont la capitalisation boursière a récemment dépassé 100 milliards de dollars. « Ils voient beaucoup de parallèles entre Beta et Rivian », déclare Edward Eppler, un ancien banquier d’investissement de Goldman Sachs qui a rejoint Beta en tant que directeur financier après avoir travaillé sur son cycle de série A, qui a levé 368 millions de dollars en mai pour une valorisation de 1,4 milliard de dollars. Forbes estime les revenus de Beta au cours des 12 derniers mois à 15 millions de dollars, provenant principalement de contrats de recherche de l’US Air Force.

L’injection d’argent est intervenue un mois après que Beta a obtenu un grand soutien d’UPS. Big Brown a signé une lettre d’intention pour acheter jusqu’à 150 avions Alia, dont le prix devrait chuter entre 4 et 5 millions de dollars pièce. Les dirigeants de Beta espèrent qu’une commande sera également reçue d’Amazon, les deux géants cherchant des moyens de respecter leurs engagements de réduire les émissions de carbone de leurs opérations de livraison de colis.

Beta vise à commencer à livrer les 10 premiers avions d’UPS en 2024 – en supposant qu’il obtienne d’ici là la certification de sécurité pour Alia de la Federal Aviation Administration. Sinon, l’US Air Force pourrait finir par aligner Alia en premier : Beta a remporté des contrats d’une valeur de 43,6 millions de dollars pour tester Alia à des fins militaires. En mai, Alia est devenu le premier avion électrique à obtenir l’approbation de navigabilité de l’Air Force pour le vol habité.

Beta dit que la cabine bulbeuse d’Alia pourra transporter 600 livres de charge utile, y compris le pilote, un maximum de 250 milles marins – au moins 100 milles plus loin que tous les concurrents qui ont des prototypes dans les airs – ou jusqu’à 1 250 livres pour 200 milles avec un des cinq blocs-piles retirés. Clark s’attend à ce que les exigences de réserve de la FAA restreignent les vols à 125 miles.

Mais étant donné le prix élevé d’Alia – environ le double d’un nouveau Cessna Grand Caravan de taille similaire et jusqu’à cinq fois les avions d’occasion qui dominent les petites flottes de fret – Beta et UPS savent qu’Alia n’aura de sens économique que s’il vole beaucoup. Cela nécessitera une refonte radicale des réseaux de livraison loin du modèle de longue date en étoile sous lequel les avions-cargos ne font généralement qu’un aller-retour par jour, acheminant les colis d’un aéroport local vers un centre de tri. Au lieu de cela, ils envisagent qu’Alia vole directement d’un entrepôt UPS à un autre – en supprimant les voyages en camion ainsi que les vols en avion – et éventuellement directement vers les gros clients. Les vols fréquents permettront de réaliser des économies à mesure que les coûts d’exploitation seront réduits. La version bêta promet 90 % d’économies de carburant et une maintenance moins chère en raison du nombre réduit de pièces des systèmes de propulsion électriques – plus une grosse réduction de 35 % si les ordinateurs finissent par faire sortir les pilotes du cockpit.

Des copies de schémas manuscrits décorent les couloirs du siège de Beta (à gauche). Les ingénieurs (à droite) travaillent sur l’un des deux prototypes d’Alia actuellement en test en vol.

Aaron Kotowski pour Forbes

Calouette, une dynamo fortement tatouée qui se lève à 4 heures du matin et dit qu’il peut toujours trouver une heure tardive pour travailler sur des motos ou ses propres avions, a grandi à l’extérieur de Burlington obsédé par le sport et le vol. Il était un athlète vedette à l’école secondaire Essex, capitaine des équipes de football, de crosse et de hockey. Sa femme, Katie, qu’il a rencontrée en 7e, dit que lorsque Clark était invité à des fêtes, il suppliait généralement de rentrer chez lui et de construire des modèles réduits d’avions. Clark a perfectionné ses compétences de singe de graisse en aidant les mécaniciens dans un aéroport local en échange de trajets en avion. Lorsqu’il s’est mis à construire un avion ultraléger à partir d’un kit, sa mère, craignant qu’il ne se suicide, a fait un feu de joie dans l’arrière-cour et a brûlé les pièces.

Clark a finalement pris le siège du pilote lorsque les Capitals de Washington l’ont recruté au cours de son année junior à Harvard : il a utilisé le bonus de contrat pour prendre des cours de pilotage tout en jouant dans des équipes agricoles à Richmond, en Virginie, et à Portland, dans le Maine.

De retour à Harvard après deux ans, pour son projet senior, Clark a conçu un système de commandes de vol pour un avion monoplace basé sur un siège de moto et un guidon. Ne trouvant pas d’investisseurs pour développer l’avion, Clark a lancé une entreprise en 2005 en construisant des équipements d’alimentation électrique dans le garage de sa belle-mère. En 2010, il a vendu cette société à Dynapower, un fabricant d’équipements électriques du Vermont, et est devenu son directeur de l’ingénierie, aidant à développer les systèmes utilisés dans l’offre commerciale de stockage d’énergie de Tesla, Powerpack.

Après qu’un groupe de capital-investissement ait récupéré Dynapower en 2012, Clark s’est retrouvé armé d’un peu d’argent. Il a parcouru la côte est à moto en essayant à nouveau de vendre des investisseurs pour la conception de son avion. Sans preneur, il a cofondé une plate-forme de réseautage social en 2014 qui a mis en relation les startups avec le talent et le capital, espérant l’utiliser comme tremplin pour ses propres projets.

Mais ce n’est pas à Internet que Beta doit son existence ; c’est à l’entrepreneure en biotechnologie iconoclaste Martine Rothblatt. Après être devenue riche en fondant Sirius Satellite Radio, Rothblatt a lancé une biotechnologie, United Therapeutics, en 1996 pour développer un traitement pour sauver sa fille d’une maladie pulmonaire. Le médicament a fonctionné, mais à un moment donné, sa fille aura encore besoin d’une greffe de poumon. Cela a motivé Rothblatt à faire un effort audacieux pour résoudre le manque chronique d’organes à transplanter : elle en développe des artificiels. Les avions électriques à décollage et atterrissage verticaux (eVTOL) sont la solution idéale pour acheminer rapidement – et de manière écologique – les organes périssables vers les héliports des hôpitaux. Elle a passé un contrat avec la société d’hélicoptères Piasecki pour en développer un selon ses spécifications, mais lors d’une réunion en 2017 avec des sous-traitants, elle a déclaré qu’elle avait été profondément impressionnée par Clark, que Piasecki avait engagé pour construire les systèmes d’alimentation électrique.

« J’ai assisté à d’innombrables présentations techniques, déclare Rothblatt. « J’ai tout de suite vu que ce type était comme un expert du 99e centile. »

Pour le client United Therapeutics, Beta a développé une version plus élaborée de sa station de recharge avec une plate-forme d’atterrissage au-dessus de pièces modulaires en forme de conteneurs métalliques qui peuvent être configurées comme des quartiers de repos pour l’équipage, un espace de planification de mission ou des unités de stockage.

Avec l’aimable autorisation de la bêta

Découvrant que Clark vivait près de sa maison de vacances dans le Vermont, elle l’invita. Ce qui était censé être un café de 30 minutes est devenu un lieu de rencontre qui dure toute la journée, Clark l’ayant conduite à Montréal pour des réunions prévues auparavant. Elle a décidé qu’il était la bonne personne pour construire l’ensemble de l’avion. Elle lui a donné 52 millions de dollars pour lancer Beta et a commandé 60 avions et huit stations de recharge.

« Vous pouvez le dire en passant du temps avec quelqu’un face à face… qui brisera un mur pour réussir et qui ne fera que vous donner des excuses », explique Rothblatt. « Kyle était égal au meilleur cadre avec qui j’avais jamais travaillé dans ma vie avant qu’il n’ait fait quoi que ce soit pour moi. »

En seulement huit mois, la petite équipe de Clark a construit et piloté Ava, une mule de test pour les sous-systèmes clés. En commençant par le fuselage d’un avion Lancair, ils ont embroché le nez et la queue avec des arbres inclinables portant quatre paires d’hélices contrarotatives qui ont valu à Ava des comparaisons avec Edward aux mains d’argent. À 4 000 livres, c’était le plus gros avion électrique en poids à ce jour à réaliser un décollage et un atterrissage verticaux. Mais avec ses succès, cela a conduit Clark à conclure que les rotors inclinables – que nombre de ses concurrents utilisent – étaient une erreur, ajoutant du poids et de la complexité qui menacent de rendre la certification de sécurité plus difficile.

Alia, sur lequel il a commencé à travailler à l’été 2018, dispose de systèmes distincts pour la portance et la croisière : une hélice propulsive à l’arrière pour le vol vers l’avant, et pour décoller et atterrir verticalement, quatre hélices montées au sommet de deux flèches coupant ses ailes en deux. Ces ailes longues et hautes l’optimisent pour les vols longue distance. Il dit que c’est un planeur si efficace que si la puissance était perdue à 8 000 pieds, il descendrait en douceur – et en toute sécurité – pendant environ 10 minutes. Et le placement de ses 3 300 livres de batteries au bas de l’avion, contrebalançant les ailes, rend Alia intrinsèquement stable, par rapport aux tiltrotors. La conception plus simple signifie que le programme de contrôle de vol de base d’Alia ne contient que 1 200 lignes de code, explique Clark ; les tiltrotors ont besoin de millions de lignes de logiciels.

Les observateurs soulèvent deux problèmes de sécurité : s’il perdait l’une de ses quatre hélices de portance, Alia deviendrait difficile à contrôler en mode vertical, et placer les batteries dans le ventre pourrait présenter un risque d’incendie pour les passagers au-dessus. Clark dit que le plancher de l’habitacle aura un blindage en titane et qu’il est peu probable de perdre un accessoire d’ascenseur – chacun a quatre moteurs redondants.

Mais le risque réglementaire est élevé. Après tout, la FAA n’a pas encore certifié même un avion conventionnel avec un système de propulsion électrique, sans parler d’un décollage et d’un atterrissage verticaux. La conviction de Clark et Rothblatt est qu’il est essentiel de garder l’avion aussi simple que possible, mais tout le monde peut deviner combien de temps il faudra à l’agence pour évaluer la nouvelle technologie d’Alia – ou si elle nécessitera des modifications qui sapent ses performances. Même le vrai croyant de Beta, Rothblatt, couvre ses paris en soutenant le développement de deux avions plus simples : un hélicoptère modernisé avec un système de propulsion électrique et un gros drone de la société chinoise EHang cotée au Nasdaq.

Deux vues du simulateur de vol de Beta. Austin Meyer (non illustré) a aidé Beta à le développer sur la base de son logiciel populaire X-Plane, qui est utilisé par les pilotes professionnels pour la pratique ainsi que par les passionnés d’aviation. Meyer inclut Alia dans la prochaine version grand public de X-Plane, et Beta travaille sur un casque VR à utiliser en tandem comme outil de formation et de recrutement des pilotes.

Aaron Kotowski pour Forbes

Bmanque d’images de licornes volantes ornent les fenêtres du siège social de Beta à l’aéroport de Burlington. Ce n’est pas une blague sur le statut de Beta en tant que startup d’avions d’un milliard de dollars. Les numéros de queue sur les deux prototypes Alia sont N250UT et 251UT, pour United Therapeutics et la stipulation de Rothblatt d’une portée de 250 milles. Lors de l’identification de l’avion aux contrôleurs aériens, les deux dernières lettres doivent être prononcées comme « Uniform Tango » par la convention de l’aviation, mais pour ennuyer son mari lors de la gestion des communications pendant les tests en vol, Katie Clark a commencé à dire « Unicorn Tango ».

Clark suit deux stratégies inhabituelles dans la gestion de Beta : il vise une structure plate sans titres où les jeunes ingénieurs se sentent libres de défier les plus âgés – et il veut que tout le monde apprenne à voler.

Il donne à ses 350 employés des cours gratuits dans la flotte hétéroclite de 20 avions et hélicoptères de Beta, dont des monospaces d’entraînement Cessna 172, un avion de voltige Extra, un biplan Boeing-Stearman de la Seconde Guerre mondiale et un Piper Cub de 1940.

De nombreux employés n’ont aucune expérience en aérospatiale. Se familiariser avec les avions par le vol les aide à mieux concevoir des systèmes d’avions, et favorise l’amour du vol qui, selon Clark, est plus motivant que les bonus. Les investisseurs ont remis en question la dépense, mais Clark reste ferme. « La pure passion du moment où les gens s’en foutent vaut plus que tout », dit-il.

Les investisseurs de Beta préféreraient également que Clark n’insiste pas pour être le pilote d’essai d’Alia – ou se défouler en faisant des tonneaux dans l’avion de voltige – comme le ferait sa femme. Clark dit que c’est qui il est. Et il insiste sur le fait que piloter Alia lui-même – qui, selon lui, n’a eu ni atterrissage brutal ni accident – ​​lui permet de savoir directement si les modifications apportées à la conception fonctionnent et comment les clients en feront l’expérience.

« Allons-nous faire s’écraser un avion ou un hélicoptère ? Bien sûr que ça va arriver », dit Clark. « C’est la réalité de la mise sur le marché d’une nouvelle technologie. Le monde sera un meilleur endroit pour ce que nous apportons, et cela prend des risques. »

LE POUVOIR DONT IL FAUT RÉUSSIR

Un problème clé pour les avions eVTOL est le poids des batteries, qui contiennent 14 fois moins d’énergie en poids que le carburant d’aviation. Pour atteindre leurs objectifs de portée et de charge utile, Beta, Joby Aviation et Kitty Hawk semblent avoir besoin de packs de batteries avec des densités d’énergie à la limite des technologies les plus récentes, tandis que Lilium est loin en territoire expérimental, selon les experts en batteries Venkat Viswanathan et Shashank Sripad. de l’Université Carnegie Mellon.

Les batteries sont évaluées par deux métriques clés : l’énergie spécifique, qui est la quantité d’énergie qu’elles contiennent pour un poids donné ; et la puissance spécifique, une mesure de la quantité d’énergie que la batterie peut décharger à la fois pour un poids donné. Dans un article récent, Viswanathan et Sripad ont estimé les besoins énergétiques spécifiques au niveau du pack pour cinq eVTOL en supposant une fraction de poids à vide de 0,5 (c’est la part de la masse maximale au décollage qui est absorbée par la cellule, l’avionique et d’autres systèmes embarqués). Plus la fraction de poids à vide est faible, c’est-à-dire plus la structure est légère, plus il y a de place pour les batteries, ce qui signifie que leur énergie spécifique n’a pas besoin d’être aussi élevée. Les barres sur les côtés de chaque carré montrent à quel point les besoins énergétiques spécifiques varient pour des fractions de poids à vide comprises entre 0,45 et 0,55.

SOURCE : Venkat Viswanathan et Shashank Sripad

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