Воздушные такси в городе: eVTOL

Электрические воздушные такси в самое ближайшее время станут городским транспортом. Они летают над пробками и курсируют между небоскрёбами. Транспорт прибывает одним прикосновением вашего смартфона и с минимальным воздействием на окружающую среду.

Это не просто научная фантастика. К примеру, United Airlines планирует запустить эти футуристические электрические воздушные такси в Чикаго и Нью-Йорке. Американские военные уже экспериментируют с ними. А у одной компании есть контракт на запуск службы воздушного такси в Дубае уже в 2025 году. Но другая компания надеется доставить участников на Олимпийские игры в Париже в 2024 году.

Конечно, проект опирается на миллиарды долларов венчурного капитала и признанных аэрокосмических гигантов. Это: Boeing и Airbus, стартапы по всему миру, такие как Joby , Archer , Wisk и Lilium. Они возглавляют эту технологическую революцию, разрабатывая электрические самолёты с вертикальным взлётом и посадкой (eVTOL).

Электрическая авиация обещает уменьшить заторы в городах. Открыть сельские районы для экстренных доставок. Сократить выбросы углекислого газа. Но в том числе предложить более тихую и доступную форму авиаперелётов на короткие расстояния.

Но стремление сделать эти электрические самолёты повсеместными по всему миру, а не просто игрушками для богатых, далеко не является чем-то само собой разумеющимся. Следя за отраслью, исполнительный директор Оклахомского аэрокосмического института исследований и образования даёт представление о состоянии отрасли. Как и во всех великих обещанных сдвигах парадигмы, на горизонте маячат многочисленные проблемы. Это технические препятствия, нормативные лабиринты, решающая битва за общественное признание и, возможно, сама физика.

Читайте другие статьи в журнале «Бизнес и Наша Жизнь»: 14 удивительных и футуристических роботов сегодня

Зачем электрифицировать воздушные такси?

Находясь где-то между летающим автомобилем Джорджа Джетсона и суровым такси из «Пятого элемента», привлекательность электрической авиации выходит за рамки новизны. В его основе лежит потенциал предложения эффективных и экологически чистых альтернатив наземному транспорту. В особенности в перегруженных городах или труднодоступных сельских регионах.

Небольшие электрические самолёты уже летают в нескольких странах. Но eVTOL предназначены для более коротких перелётов – таких, которые сегодня может производить вертолёт, только дешевле и с меньшим воздействием на окружающую среду. К примеру, производитель eVTOL Joby приобрёл Uber Air. У него идея — когда-нибудь соединить воздушные такси компании с технологией Uber по вызову пассажиров.

Видео: Воздушное такси Archer’s Midnight совершило испытательный полет. Компания сотрудничает с United Airlines.

В ближайшем будущем, как только eVTOL будут сертифицированы для коммерческих полётов, они, скорее всего, будут обслуживать конкретные востребованные маршруты в обход дорожного движения. Примером может служить план United Airlines протестировать eVTOL Арчера на коротких перелётах. К примеру из Чикаго в международный аэропорт О’Хара. А также из Манхэттена в международный аэропорт Ньюарк Либерти.

Некоторые приложения изначально могут быть ограничены использованием в военных целях или в чрезвычайных ситуациях. Но целью отраслей является широкое внедрение в гражданские сферы, что знаменует собой значительный шаг к будущему более чистой городской мобильности.

Проблема физики батарей

Одной из наиболее серьёзных технических проблем, с которыми сталкиваются электрические воздушные такси, являются ограничения современной аккумуляторной технологии.

Сегодняшние батареи достигли значительных успехов за последнее десятилетие. Но они не соответствуют плотности энергии традиционных углеводородных топлив, используемых в настоящее время в самолётах. Этот недостаток означает, что электрические воздушные такси пока не могут достичь той же дальности полёта, что и их аналоги, работающие на ископаемом топливе. А это ограничивает их эксплуатационные возможности и жизнеспособность для дальнемагистральных рейсов. Текущие возможности по-прежнему не соответствуют традиционным транспортным возможностям. Однако при дальности полёта от десятков до более 100 миль батареи eVTOL обеспечивают достаточный запас хода для перелётов внутри города.

Поиск аккумуляторов, которые обеспечивают более высокую плотность энергии, более быстрое время зарядки и более длительный жизненный цикл, имеет решающее значение для раскрытия всего потенциала электрической авиации.

CNBC рассматривает историю eVTOL и будущее рынка

 

Видео: Основные результаты летных испытаний в первом квартале 2024 г.

Пока исследователи работают над устранением этого разрыва, многообещающей альтернативой является водород. Он обладает более высокой плотностью энергии и выделяет только водяной пар. Однако потенциал водорода сдерживается значительными препятствиями, связанными с безопасным хранением и инфраструктурой, способной поддерживать авиацию, работающую на водороде. Это представляет собой сложную и дорогостоящую логистическую задачу.

И, конечно же, призрак последнего крупного самолёта с водородным двигателем. Дирижабль «Гинденбург» загорелся в 1937 году, но он до сих пор занимает важное место в сознании многих американцев.

Воздушные такси: нормативные препятствия

Создание «4D автомагистралей в небе» потребует комплексных правил, охватывающих все – от безопасности транспортных средств до управления воздушным движением. В настоящее время Федеральное управление гражданской авиации США требует, чтобы в состав воздушных такси входили пилоты, выполняющие традиционные функции. Это подчёркивает переходный этап интеграции этих транспортных средств в воздушное пространство, подчёркивая разрыв между нынешними возможностями и концепцией полностью автономных полётов.

Путь к автономному городскому воздушному транспорту сопряжён с более сложными задачами, включая установление стандартов эксплуатации транспортных средств, сертификацию пилотов и управление воздушным движением. Хотя eVTOL совершили сотни испытательных полётов, также возникли проблемы с безопасностью после заметных аварий, связанных с выходом из строя лопастей одного винта в 2022 году и крушением другого в 2023 году. Оба самолёта в то время летали дистанционно.

Однако, вопрос о том, кто будет управлять этими новыми воздушными трассами, остаётся открытым. Национальные авиационные власти, такие как ФАУ, государственные агентства, местные муниципалитеты или их комбинация.

Воздушные такси: создавая будущее

В долгосрочной перспективе видение электрических воздушных такси соответствует будущему. Когда автономные транспортные средства курсируют по городскому небу, как в сценах из «Назад в будущее». Однако это будущее требует не только технологических скачков в автоматизации и эффективности аккумуляторов. Но и социальных изменений в том, как люди принимают роль автономных транспортных средств. Это касается как автомобилей, так и самолётов, в своей повседневной жизни. Безопасность по-прежнему остаётся проблемой для автономных транспортных средств на земле.

Вид внутри кабины.

Элементы управления выглядят как два джойстика для видеоигр с двумя мониторами между ними.

Внедрение воздушных такси в городскую и сельскую среду зависит от их безопасности, надёжности и экономичности.

Эти транспортные средства преодолеют множество препятствий в отрасли, а правила будут развиваться. Эти правила будут поддерживать их эксплуатацию в предстоящие годы. Мы сможем стать свидетелями глубокой трансформации в воздушной мобильности. Небо открывает новый уровень связи, меняя форму городов и то, как мы в них ориентируемся.

Опубликовано: в «The conversation» 1 мая 2024 г. Автор Джейми Джейкоб — исполнительный директор Оклахомского аэрокосмического научно-исследовательского и образовательного института, Университет штата Оклахома. Лицензия Creative Commons.