eVTOL օդանավեր. քաղաքային օդային շարժունակության ապագան

eVTOL-ը՝ էլեկտրական ուղղահայաց թռիչք և վայրէջք արտահայտության կրճատումը, ժամանակակից տրանսպորտի ամենահետաքրքիր զարգացումներից մեկն է։ Այս էլեկտրական օդանավերը համատեղում են էլեկտրիֆիկացումը, ավտոմատացված կառավարումը և ուղղահայաց թռիչք ու վայրէջք կատարելու կարողությունը՝ վերացնելով թռիչքուղիների կամ ավանդական ենթակառուցվածքի անհրաժեշտությունը։ Իրենց արդյունավետության, գրեթե անաղմուկ աշխատանքի և փոքր տարածքային հետքի շնորհիվ eVTOL փոխադրամիջոցները կարող են փոխակերպել ամենօրյա ճանապարհորդությունը։ Ինչպես նշել է Morgan Stanley-ի ավագ ավիացիոն վերլուծաբան Rajeev Lalwani-ն, շուկան «կարող է լինել գոյություն ունեցող տրանսպորտային ենթակառուցվածքի չափազանց նիշային լրացում» — թեև ներուժը դրանից շատ ավելի մեծ է։ Այս հոդվածում մենք ուսումնասիրում ենք հիմնական առավելությունները, մարտահրավերները և առաջատար eVTOL նախագծերը, որոնք ձևավորում են օդային շարժունակության ապագան։

eVTOL տեխնոլոգիայի հիմնական առավելություններն ու մարտահրավերները

Ի տարբերություն սովորական օդանավերի՝ eVTOL փոխադրամիջոցները նախատեսված են անձնական, կետից կետ քաղաքային ճանապարհորդության համար։ Փորձագետները հաճախ eVTOL թռչող մեքենաների շուրջ ներկայիս ոգևորությունը համեմատում են տրանսպորտի պատմության նշանակալի պահերի հետ — ավիացիոն արդյունաբերության ծնունդը Wright եղբայրների առաջին թռիչքից հետո կամ ավտոմեքենայի վերելքը Ford Model T-ի շնորհիվ։ Խոստումը համոզիչ է. չկան օդանավակայաններ, չկան խցանումներ, չկա պրոֆեսիոնալ օդաչուի անհրաժեշտություն։

eVTOL փոխադրամիջոցներն ավանդական օդանավերի և ցամաքային տրանսպորտի նկատմամբ առաջարկում են մի շարք առավելություններ.

• 100% էլեկտրական շարժիչ համակարգ — ավելի ցածր արտանետումներ և շահագործման ծախսեր՝ վառելիքով աշխատող օդանավերի համեմատ
• Ուղղահայաց թռիչք և վայրէջք — թռիչքուղի չի պահանջվում, հարմար է քաղաքային տանիքների և փոքր վայրէջքային հարթակների համար
• Նվազեցված աղմուկային աղտոտում — զգալիորեն ավելի լուռ են, քան ուղղաթիռները, ինչը դրանք կիրառելի է դարձնում խիտ քաղաքային միջավայրերում
• Ինքնավար կամ կիսաինքնավար շահագործում — առաջադեմ բորտային համակարգիչները կարող են նվազեցնել կամ վերացնել պատրաստված օդաչուի անհրաժեշտությունը
• Բարելավված անվտանգություն — բաշխված էլեկտրական շարժիչ համակարգերը ապահովում են պահուստայնություն՝ ի տարբերություն մեկ շարժիչով ուղղաթիռների

Այնուամենայնիվ, զգալի խոչընդոտներ դեռ մնում են, մինչև eVTOL օդանավերը դառնան տրանսպորտի հիմնական տեսակ։ Ինչպես բացատրել է Carnegie Mellon University-ի Robotics Institute-ի պրոֆեսոր և Near Earth Autonomy-ի համահիմնադիր Sanjiv Singh-ը.

“Եթե ‘թռչող մեքենաները’ արժեն $10 միլիոն, ոչ ոք դրանք չի գնի։ Եթե դրանք թռչեն հինգ րոպե, ոչ ոք դրանք չի գնի։ Եթե դրանք ժամանակ առ ժամանակ ընկնեն երկնքից, ոչ ոք դրանք նույնպես չի գնի։”

eVTOL արդյունաբերության առջև ծառացած ամենահրատապ մարտահրավերներն են.

• Մարտկոցի տարողություն և էներգիայի խտություն — ներկայիս մարտկոցային տեխնոլոգիան սահմանափակում է թռիչքի հեռավորությունն ու տևողությունը
• Օդային երթևեկության կառավարում — քաղաքային օդային տարածքը ամբողջովին նոր կարգավորիչ շրջանակների և թվային ենթակառուցվածքի կարիք կունենա
• Սերտիֆիկացում և անվտանգության ստանդարտներ — ամբողջ աշխարհում ավիացիոն մարմինները դեռ մշակում են eVTOL-ին հատուկ կանոններ
• Հանրային ընդունում — լայն ընդունումը կախված է ինքնավար օդային ճանապարհորդության նկատմամբ վստահություն ձևավորելուց
• Ցամաքային ենթակառուցվածք — vertiports-ը, լիցքավորման կայանները և սպասարկման օբյեկտները պետք է կառուցվեն զրոյից

Չնայած այս խոչընդոտներին՝ ոլորտի հիմնական խաղացողներ, ինչպիսիք են Lilium-ը (Գերմանիա), Joby Aviation-ը (Կալիֆոռնիա) և Wisk-ը — Boeing Co.-ի և Kitty Hawk Corp.-ի համատեղ ձեռնարկությունը — ակտիվորեն առաջ են մղում իրենց eVTOL ծրագրերը։ Kitty Hawk-ի նախկին CEO Sebastian Thrun-ը նշել է, որ թեև ինքնաթիռները, բջջային հեռախոսները և ինքնակառավարվող մեքենաները բոլորը ժամանակ են պահանջել լայն ընդունման հասնելու համար, “eVTOL ունեցող մեքենաների դեպքում տեխնոլոգիայի և սոցիալական ընդունման միջև ժամանակային բացը կարող է լինել ավելի արագ և կարճ”։

eVTOL-ը Ճապոնիայում. SkyDrive-ի SD-03 հանգրվանը

Ճապոնիան եղել է eVTOL-ի հանրային ցուցադրությունների առաջնագծում։ 2020 թվականի օգոստոսին SkyDrive Inc.-ը — աշխարհի առաջատար քաղաքային օդային շարժունակության մշակողներից մեկը — երկրում իրականացրեց առաջին հանրային eVTOL թռիչքի ցուցադրությունը։ Նրանց SD-03 մոդելը՝ սլացիկ մոտոցիկլ հիշեցնող, պտուտակներով հագեցած կոմպակտ սարքը, անվտանգության ցանցով առանձնացված փորձարկման տարածքում չորս րոպե սավառնեց գետնից 1–2 մետր բարձրության վրա։

SkyDrive-ի երկարաժամկետ տեսլականը հավակնոտ է։ Մինչև 2050 թվականը ընկերությունը նպատակ ունի հնարավորություն տալ Տոկիոյի ցանկացած բնակչի կամ այցելուի օդով ճանապարհորդել քաղաքի 23 համայնքների միջև տասը րոպեից պակաս ժամանակում։ Պլանավորված կիրառման դեպքերը տարածվում են քաղաքային երթևեկությունից դուրս և ներառում են.

• Ուղևորափոխադրում լեռնային և հեռավոր շրջաններում
• Կապ հեռավոր կղզիների հետ, որտեղ ցամաքային ենթակառուցվածքը սահմանափակ է
• Արտակարգ տարհանում բնական աղետների և այլ ճգնաժամերի ժամանակ

Առևտրային խաղադրույքները հսկայական են։ Morgan Stanley-ի ուսումնասիրության համաձայն՝ eVTOL փոխադրումների համաշխարհային պահանջարկը կարող է հասնել $1.5 տրիլիոնի մինչև 2040 թվականը — թիվ, որը ընդգծում է, թե ինչու են ավիատիեզերական հսկաներն ու ստարտափները միաժամանակ շտապում գրավել այս զարգացող շուկան։

Pipistrel Aircraft. Սլովենիայի eVTOL առաջամարտիկը

Սլովենական արտադրող Pipistrel Aircraft-ը Եվրոպայի ամենաերկարակյաց էլեկտրական ավիացիոն ընկերություններից մեկն է և Uber-ի Elevate քաղաքային օդային շարժունակության ծրագրի հիմնական գործընկերը։ Pipistrel-ի eVTOL կոնցեպտը կառուցված է գործնականության և մասշտաբայնության շուրջ՝ ներառելով.

• Նստատեղեր 2-ից 6 ուղևորի համար
• Ինտեգրված ուղղահայաց թռիչքի և վայրէջքի համակարգեր, որոնք նախագծված են շահագործման ծախսերը նվազեցնելու համար
• Բարձր արդյունավետության աերոդինամիկ թևեր՝ արդյունավետ կրուիզային թռիչքի համար
• Լիարժեք համապատասխանություն eVTOL կոնցեպտին — ավելի լուռ, ավելի անվտանգ և ավելի էկոլոգիապես մաքուր, քան ուղղաթիռները

Pipistrel-ի հիմնադիր և CEO Ivo Boscarol-ը հստակ նկարագրել է ընկերության փիլիսոփայությունը. “Pipistrel-ը չի փորձում նորից հորինել ուղղաթիռը՝ դրան նոր շարժիչներ ավելացնելով։ Փոխարենը մենք առաջարկում ենք ուղղահայաց թռիչքի հատուկ լուծումներ՝ ներկառուցված մասշտաբայնությամբ երկուից վեց մարդու տարողությամբ օդանավերի համար։ Նոր eVTOL դասում նորարարական, անաղմուկ և ավելի արդյունավետ ինտեգրված ուղղահայաց թռիչքի համակարգի համադրությունը աերոդինամիկ թևերի բարձր կատարողականության հետ կնվազեցնի շահագործման արժեքը, ինչը հստակ առավելություն կլինի UBER Elevate ուղևորների համար։”

UBER Elevate Vehicle Systems-ի տեխնիկական տնօրեն Mark Moore-ը Pipistrel-ին գովել է որպես “էլեկտրական օդանավերի զարգացման առաջամարտիկներից մեկը” և ընդգծել, թե ինչպես է նրանց eVTOL կոնցեպտը արդյունաբերությունը մոտեցնում բաշխված էլեկտրական քարշով օդանավերի նոր սերնդին։

AeroMobil 3.0. Սլովակիայի թռչող մեքենայի տեսլականը

Սլովակիան նույնպես իր հետքն է թողել թռչող մեքենաների ոլորտում AeroMobil 3.0-ով — ճանապարհային օրինական փոխադրամիջոց, որը փոխակերպվում է թեթև օդանավի։ Նախագծված թե՛ հարմարավետ ցամաքային վարելու, թե՛ օդային ճանապարհորդության համար՝ AeroMobil 3.0-ը թռիչքից անմիջապես առաջ իր թևերը բացում է մեքենայի կողքերից։ Ահա հիմնական բնութագրերը.

• Վառելիք. Սովորական բենզին
• Տարողություն. Երկու նստատեղ (օդաչու և ուղևոր)
• Առավելագույն օդային արագություն. Մոտավորապես 200 km/h
• Հեռահարություն. Մինչև 700 km առանց վառելիք լցնելու
• Ֆյուզելյաժ. Թեթև կոմպոզիտային նյութեր՝ աերոդինամիկ կատարողականության համար
• Թռիչք. Պահանջում է թռիչքուղի — ուղղահայաց թռիչքի ունակություն չունի
• Պահանջվող լիցենզիա. Օդաչուի լիցենզիան ներկայում պարտադիր է

AeroMobil-ի գինը համադրելի է բարձրակարգ սպորտային մեքենայի և թեթև օդանավի համադրության հետ, ինչն այն հասանելի է դարձնում ավելի շատ էնտուզիաստներին, ոչ թե զանգվածային շուկային։ Ապագա տարբերակներում կարող է ավելացվել ավտոպիլոտի համակարգ։

Terrafugia TF-X և Transition. Ամերիկայի կիսաինքնավար թռչող մեքենաները

Ամերիկյան Terrafugia ընկերությունը մշակել է թռչող մեքենաների երկու տարբեր կոնցեպտ, որոնք ուղղված են շուկայի տարբեր հատվածներին։ Նրանց առաջատար մոդելը՝ Terrafugia TF-X, ներկայացվում է որպես աշխարհի առաջին կիսաինքնավար հիբրիդային թռչող մեքենան — այնքան կոմպակտ, որ տեղավորվի ստանդարտ ավտոտնակում։ Հիմնական հատկանիշներն են.

• Տարողություն. Չորս ուղևոր
• Հեռահարություն. Մինչև 800 km մեկ լիցքավորմամբ/բաքով
• Շարժիչ համակարգ. Էլեկտրական շարժիչներ ուղղահայաց բարձրացման համար; գազային տուրբին՝ առաջընթաց թռիչքի համար
• Թռիչք. Լիովին ուղղահայաց — թռիչքուղի չի պահանջվում
• Գին. Մոտավորապես $300,000

TF-X-ը նախագծված է նվազագույն օդաչուական հմտությամբ շահագործվելու համար։ Ուղևորները պարզապես նշում են նպատակակետը, իսկ բորտային համակարգիչը կատարում է մնացածը։ TF-X համակարգչային համակարգը նաև.

• Հաշվում է ճանապարհորդության համար էներգիայի և վառելիքի օպտիմալ քանակը
• Գնահատում է եղանակային պայմաններն ու ռելիեֆի առանձնահատկությունները երթուղու երկայնքով
• Ավտոմատ հայտնաբերում և շրջանցում է խոչընդոտները
• Անհրաժեշտության դեպքում ինքնուրույն իրականացնում է արտակարգ վայրէջքներ
• Կապ է հաստատում օդային երթևեկության կարգավարների հետ և իրական ժամանակում հայտնում է բորտային կարգավիճակը

Անլուծելի օդային տարածքի արտակարգ իրավիճակի կամ կոշտ վայրէջքի սցենարի դեպքում TF-X-ի համակարգիչը ուղևորներին կհուշի գործարկել բորտային պարաշյուտային համակարգերը — որոնք ներառված են որպես ստանդարտ մեքենայի բազային կազմաձևում։

Նրանց համար, ովքեր փնտրում են ավելի մատչելի մուտքի կետ, Terrafugia-ն նաև առաջարկում է Terrafugia Transition — երկու տեղանոց ճանապարհային օդանավ, որը մեկ րոպեից պակաս ժամանակում մեքենայից վերածվում է ինքնաթիռի։ Համեմատության համար.

• Արագություն. Մինչև 185 km/h թռիչքի ժամանակ
• Հեռահարություն. 790 km բենզինով
• Սերտիֆիկացում. Հաստատված է ինչպես հանրային ճանապարհների, այնպես էլ որպես թեթև սպորտային օդանավ
• Թռիչք. Պահանջում է մոտավորապես 500 մետր հարթ թռիչքուղի — ուղղահայաց հնարավորություն չունի

Քանի որ eVTOL և թռչող մեքենաների տեխնոլոգիան հասունանում է, օդային տրանսպորտի հատուկ դասի կարգավորիչ շրջանակները անխուսափելիորեն կպահանջեն, որ օդաչուները լիցենզիա ունենան։ Եթե ցանկանում եք առաջ անցնել զարգացումներից, միջազգային վարորդական վկայական ստանալը խելամիտ առաջին քայլ է — քանի որ ապագա օդաչուական լիցենզավորման ծրագրերում առավելությունը, ինչպես սպասվում է, կտրվի նրանց, ովքեր արդեն ունեն ցամաքային փոխադրամիջոցի թույլտվություն։ Մեր կայքը տրամադրում է այս ծառայությունը — միջազգային վարորդական վկայականի մշակումը, անհրաժեշտ է միայն թողնել դիմում։