طائرات eVTOL: مستقبل التنقل الجوي الحضري

تمثل eVTOL — وهي اختصار للإقلاع والهبوط العموديين الكهربائيين — أحد أكثر التطورات إثارة في النقل الحديث. تجمع هذه الطائرات الكهربائية بين الكهربة والتحكم الآلي والقدرة على الإقلاع والهبوط عموديا، مما يلغي الحاجة إلى المدارج أو البنية التحتية التقليدية. وبفضل كفاءتها وتشغيلها شبه الصامت وبصمتها المحدودة، يمكن لمركبات eVTOL أن تحول السفر اليومي. وكما قال Rajeev Lalwani، وهو محلل طيران أول في Morgan Stanley: إن السوق “قد يكون إضافة فائقة التخصص إلى البنية التحتية الحالية للنقل” — رغم أن الإمكانات تتجاوز ذلك بكثير. في هذه المقالة، نستكشف المزايا والتحديات الرئيسية ومشاريع eVTOL الرائدة التي تشكل مستقبل التنقل الجوي.

المزايا والتحديات الرئيسية لتقنية eVTOL

بخلاف الطائرات التقليدية، صممت مركبات eVTOL للسفر الحضري الشخصي من نقطة إلى نقطة. كثيرا ما يقارن الخبراء الحماس الحالي حول السيارات الطائرة eVTOL بلحظات مفصلية في تاريخ النقل — ميلاد صناعة الطيران بعد أول رحلة للأخوين Wright، أو صعود السيارة مع Ford Model T. الوعد مقنع: لا مطارات، لا اختناقات مرورية، ولا حاجة إلى طيار محترف.

توفر مركبات eVTOL مجموعة من المزايا مقارنة بالطائرات التقليدية والنقل البري:

• دفع كهربائي بنسبة 100% — انبعاثات وتكاليف تشغيل أقل مقارنة بالطائرات العاملة بالوقود
• إقلاع وهبوط عموديان — لا حاجة إلى مدرج، ومناسبة لأسطح المباني الحضرية ومنصات الهبوط الصغيرة
• انخفاض التلوث الضوضائي — أكثر هدوءا بكثير من المروحيات، مما يجعلها قابلة للاستخدام في البيئات الحضرية الكثيفة
• تشغيل ذاتي أو شبه ذاتي — يمكن للحواسيب المتقدمة على متن الطائرة أن تقلل الحاجة إلى طيار مدرب أو تلغيها
• سلامة محسنة — توفر أنظمة الدفع الكهربائي الموزعة احتياطية، بخلاف المروحيات ذات المحرك الواحد

ومع ذلك، لا تزال هناك عقبات كبيرة قبل أن تصبح طائرات eVTOL وسيلة نقل سائدة. وكما أوضح Sanjiv Singh، الأستاذ في Robotics Institute بجامعة Carnegie Mellon University والمؤسس المشارك لشركة Near Earth Autonomy:

“إذا كانت ‘السيارات الطائرة’ تكلف $10 ملايين، فلن يشتريها أحد. إذا كانت تطير لخمس دقائق فقط، فلن يشتريها أحد. وإذا كانت تسقط من السماء من وقت لآخر، فلن يشتريها أحد أيضا.”

تشمل أكثر التحديات إلحاحا التي تواجه صناعة eVTOL ما يلي:

• سعة البطارية وكثافة الطاقة — تحد تقنية البطاريات الحالية من مدى الطيران ومدته
• إدارة حركة المرور الجوية — سيحتاج المجال الجوي الحضري إلى أطر تنظيمية وبنية تحتية رقمية جديدة تماما
• الاعتماد ومعايير السلامة — لا تزال سلطات الطيران في أنحاء العالم تطور قواعد خاصة بـ eVTOL
• قبول الجمهور — يعتمد التبني الواسع على بناء الثقة في السفر الجوي الذاتي
• البنية التحتية الأرضية — يجب بناء vertiports ومحطات الشحن ومرافق الصيانة من الصفر

وعلى الرغم من هذه العقبات، فإن لاعبين رئيسيين في الصناعة مثل Lilium (ألمانيا)، وJoby Aviation (كاليفورنيا)، وWisk — وهو مشروع مشترك بين Boeing Co. وKitty Hawk Corp. — يدفعون برامج eVTOL الخاصة بهم بنشاط. وقد أشار Sebastian Thrun، الرئيس التنفيذي السابق لشركة Kitty Hawk، إلى أنه بينما استغرقت الطائرات والهواتف المحمولة والسيارات ذاتية القيادة وقتا لاكتساب قبول واسع، “فبالنسبة للسيارات المزودة بـ eVTOL، يمكن أن تكون الفجوة الزمنية بين التقنية والتبني الاجتماعي أسرع وأقصر.”

eVTOL في اليابان: إنجاز SkyDrive SD-03

كانت اليابان في طليعة العروض العامة لـ eVTOL. في أغسطس 2020، أجرت SkyDrive Inc. — وهي واحدة من أبرز مطوري التنقل الجوي الحضري في العالم — أول عرض عام لرحلة eVTOL في البلاد. وحلق نموذجها SD-03، وهو مركبة مدمجة تشبه دراجة نارية أنيقة مزودة بمراوح، على ارتفاع 1–2 متر فوق الأرض لمدة أربع دقائق داخل منطقة اختبار محاطة بشبكة أمان.

رؤية SkyDrive الطويلة الأجل طموحة. بحلول 2050، تهدف الشركة إلى تمكين أي مقيم أو زائر في طوكيو من السفر جوا بين بلديات المدينة الـ 23 في أقل من عشر دقائق. وتمتد حالات الاستخدام المخطط لها إلى ما وراء التنقل الحضري وتشمل:

• نقل الركاب في المناطق الجبلية والنائية
• الربط مع الجزر النائية ذات البنية التحتية الأرضية المحدودة
• الإخلاء الطارئ أثناء الكوارث الطبيعية والأزمات الأخرى

الرهانات التجارية هائلة. وفقا لدراسة Morgan Stanley، قد يصل الطلب العالمي على نقل eVTOL إلى $1.5 تريليون بحلول 2040 — وهو رقم يوضح سبب تسابق عمالقة الطيران والفضاء والشركات الناشئة على حد سواء لاقتناص هذه السوق الناشئة.

Pipistrel Aircraft: رائد eVTOL في سلوفينيا

تعد الشركة السلوفينية المصنعة Pipistrel Aircraft واحدة من أقدم شركات الطيران الكهربائي في أوروبا وشريكا رئيسيا في برنامج Uber Elevate للتنقل الجوي الحضري. يقوم مفهوم eVTOL لدى Pipistrel على العملية وقابلية التوسع، ويتضمن:

• مقاعد لـ 2 إلى 6 ركاب
• أنظمة متكاملة للإقلاع والهبوط العموديين مصممة لخفض تكاليف التشغيل
• أجنحة هوائية عالية الأداء للطيران الرحلي الفعال
• امتثال كامل لمفهوم eVTOL — أكثر هدوءا وأمانا وصداقة للبيئة من المروحيات

وصف Ivo Boscarol، مؤسس Pipistrel ورئيسها التنفيذي، فلسفة الشركة بوضوح: “لا تحاول Pipistrel إعادة اختراع المروحية بإضافة محركات جديدة إليها. بدلا من ذلك، نقدم حلولا خاصة للإقلاع العمودي مع قابلية توسع مدمجة لطائرات بسعة من شخصين إلى ستة أشخاص. إن الجمع بين نظام إقلاع عمودي متكامل مبتكر وصامت وأكثر كفاءة وبين الأداء العالي للأجنحة الهوائية في فئة eVTOL الجديدة سيخفض تكلفة التشغيل، وهو ما سيشكل ميزة واضحة لركاب UBER Elevate.”

أشاد Mark Moore، المدير التقني في UBER Elevate Vehicle Systems، بشركة Pipistrel بوصفها “واحدة من الرواد في تطوير الطائرات الكهربائية”، وأبرز كيف يقرب مفهوم eVTOL الخاص بها الصناعة من جيل جديد من الطائرات ذات الجر الكهربائي الموزع.

AeroMobil 3.0: رؤية سلوفاكيا للسيارة الطائرة

تركت سلوفاكيا أيضا بصمتها في مجال السيارات الطائرة مع AeroMobil 3.0 — وهي مركبة قانونية على الطرق تتحول إلى طائرة خفيفة. صممت AeroMobil 3.0 للقيادة الأرضية المريحة والسفر الجوي معا، وتنشر أجنحتها من جانبي المركبة قبل الإقلاع مباشرة. فيما يلي المواصفات الرئيسية:

• الوقود: بنزين عادي
• السعة: مقعدان (طيار وراكب)
• أقصى سرعة جوية: حوالي 200 km/h
• المدى: حتى 700 km دون إعادة التزود بالوقود
• جسم الطائرة: مواد مركبة خفيفة الوزن للأداء الهوائي
• الإقلاع: يتطلب مدرجا — غير قادر على الإقلاع العمودي
• الرخصة المطلوبة: رخصة طيار إلزامية حاليا

سعر AeroMobil مماثل لسيارة رياضية فاخرة مدمجة مع طائرة خفيفة، مما يجعلها متاحة للهواة أكثر من السوق الجماهيرية. قد يضاف نظام طيار آلي في الإصدارات المستقبلية.

Terrafugia TF-X وTransition: السيارات الطائرة شبه الذاتية في أمريكا

طورت الشركة الأمريكية Terrafugia مفهومين متميزين للسيارات الطائرة يخدمان شرائح سوقية مختلفة. نموذجها الرائد، Terrafugia TF-X، يوضع بوصفه أول سيارة طائرة هجينة شبه ذاتية في العالم — مدمجة بما يكفي لتناسب مرآبا عاديا. تشمل الميزات الرئيسية:

• السعة: أربعة ركاب
• المدى: حتى 800 km بشحنة/خزان واحد
• الدفع: محركات كهربائية للرفع العمودي؛ توربين غازي للطيران الأمامي
• الإقلاع: عمودي بالكامل — لا حاجة إلى مدرج
• السعر: حوالي $300,000

صمم TF-X ليكون قابلا للتشغيل بمهارة قيادة جوية محدودة. يحدد الركاب الوجهة ببساطة، ويتولى الحاسوب الموجود على متن الطائرة الباقي. كما يقوم نظام حاسوب TF-X بما يلي:

• يحسب الكمية المثلى من الطاقة والوقود للرحلة
• يقيم ظروف الطقس وخصائص التضاريس على طول المسار
• يرصد العوائق ويتجنبها تلقائيا
• يتعامل مع الهبوط الاضطراري بشكل مستقل عند الحاجة
• يتواصل مع مراقبي الحركة الجوية ويبلغ عن حالة الطائرة في الوقت الحقيقي

في حال وقوع حالة طوارئ في المجال الجوي لا يمكن حلها أو سيناريو هبوط قاس، سيطلب حاسوب TF-X من الركاب نشر أنظمة المظلات الموجودة على متن المركبة — وهي مدرجة كمعيار في التكوين الأساسي للمركبة.

لمن يبحثون عن نقطة دخول أقل تكلفة، تقدم Terrafugia أيضا Terrafugia Transition — طائرة قابلة للسير على الطرق بمقعدين تتحول من سيارة إلى طائرة في أقل من دقيقة. وبالمقارنة:

• السرعة: حتى 185 km/h أثناء الطيران
• المدى: 790 km على البنزين
• الاعتماد: معتمدة للطرق العامة وكطائرة رياضية خفيفة
• الإقلاع: يتطلب مدرجا مستويا بطول يقارب 500 متر — بلا قدرة عمودية

مع نضج تقنية eVTOL والسيارات الطائرة، ستتطلب الأطر التنظيمية لفئة مخصصة من النقل الجوي حتما أن يحمل الطيارون رخصة. إذا كنت حريصا على استباق المنحنى، فإن الحصول على رخصة قيادة دولية خطوة أولى ذكية — إذ من المتوقع أن تكون الأفضلية في برامج ترخيص الطيارين المستقبلية لمن يحملون بالفعل تصريحا لمركبة أرضية. يوفر موقعنا هذه الخدمة — معالجة رخصة القيادة الدولية؛ ما عليك سوى ترك طلب.