eVTOL orlaiviai: miesto oro mobilumo ateitis

eVTOL — electric vertical take-off and landing trumpinys — yra vienas įdomiausių šiuolaikinio transporto pokyčių. Šie elektriniai orlaiviai sujungia elektrifikaciją, automatizuotą valdymą ir gebėjimą kilti bei tūpti vertikaliai, todėl nebereikia kilimo ir tūpimo takų ar tradicinės infrastruktūros. Dėl efektyvumo, beveik tylaus veikimo ir mažo užimamo ploto eVTOL transporto priemonės gali pakeisti kasdienes keliones. Kaip sakė Morgan Stanley vyresnysis aviacijos analitikas Rajeev Lalwani, ši rinka “galėtų būti itin nišinis esamos transporto infrastruktūros papildymas” — nors potencialas siekia gerokai toliau. Šiame straipsnyje nagrinėjame pagrindinius privalumus, iššūkius ir pirmaujančius eVTOL projektus, formuojančius oro mobilumo ateitį.

Pagrindiniai eVTOL technologijos privalumai ir iššūkiai

Skirtingai nei įprasti orlaiviai, eVTOL transporto priemonės kuriamos asmeninėms, tiesioginėms kelionėms mieste iš taško į tašką. Ekspertai dabartinį susidomėjimą eVTOL skraidančiais automobiliais dažnai lygina su reikšmingais transporto istorijos momentais — aviacijos pramonės gimimu po pirmojo Wright brolių skrydžio arba automobilio iškilimu kartu su Ford Model T. Pažadas įtikinamas: jokių oro uostų, jokių spūsčių, jokio profesionalaus piloto poreikio.

eVTOL transporto priemonės turi daug pranašumų prieš tradicinius orlaivius ir antžeminį transportą:

• 100% elektrinė trauka — mažesnės emisijos ir eksploatavimo sąnaudos nei degalais varomų orlaivių
• Vertikalus kilimas ir tūpimas — nereikia kilimo ir tūpimo tako, tinka miesto stogams ir mažoms tūpimo aikštelėms
• Sumažinta triukšmo tarša — gerokai tylesni nei sraigtasparniai, todėl tinkami tankiai miesto aplinkai
• Autonominis arba pusiau autonominis veikimas — pažangūs borto kompiuteriai gali sumažinti arba panaikinti apmokyto piloto poreikį
• Didesnis saugumas — paskirstytos elektrinės pavaros sistemos suteikia rezerviškumą, kitaip nei vieno variklio sraigtasparniai

Vis dėlto iki eVTOL orlaiviai taps plačiai naudojama transporto rūšimi, dar lieka didelių kliūčių. Kaip paaiškino Carnegie Mellon University Robotics Institute profesorius ir Near Earth Autonomy vienas iš įkūrėjų Sanjiv Singh:

Jei ‘skraidantys automobiliai’ kainuos $10 million, niekas jų nepirks. Jei jie skris 5 minutes, niekas jų nepirks. Jei jie kartkartėmis kris iš dangaus, niekas jų taip pat nepirks.

Skubiausi eVTOL pramonei kylantys iššūkiai yra šie:

• Akumuliatoriaus talpa ir energijos tankis — dabartinė akumuliatorių technologija riboja skrydžio nuotolį ir trukmę
• Oro eismo valdymas — miesto oro erdvei reikės visiškai naujų reguliavimo sistemų ir skaitmeninės infrastruktūros
• Sertifikavimas ir saugos standartai — aviacijos institucijos visame pasaulyje dar kuria eVTOL skirtas taisykles
• Visuomenės pritarimas — platus diegimas priklauso nuo pasitikėjimo autonominėmis oro kelionėmis kūrimo
• Antžeminė infrastruktūra — vertiportai, įkrovimo stotys ir techninės priežiūros objektai turi būti statomi nuo nulio

Nepaisant šių kliūčių, tokie pagrindiniai pramonės dalyviai kaip Lilium (Vokietija), Joby Aviation (Kalifornija) ir Wisk — Boeing Co. ir Kitty Hawk Corp. bendroji įmonė — aktyviai plėtoja savo eVTOL programas. Buvęs Kitty Hawk CEO Sebastian Thrun pažymėjo, kad lėktuvams, mobiliesiems telefonams ir savaeigiams automobiliams prireikė laiko plačiam pripažinimui, tačiau “automobiliams su eVTOL laiko tarpas tarp technologijos ir socialinio priėmimo gali būti greitesnis ir trumpesnis.”

eVTOL Japonijoje: SkyDrive SD-03 etapas

Japonija buvo viena iš viešų eVTOL demonstracijų lyderių. 2020 m. rugpjūtį SkyDrive Inc. — vienas pirmaujančių pasaulio miesto oro mobilumo kūrėjų — surengė pirmąją viešą eVTOL skrydžio demonstraciją šalyje. Jų SD-03 modelis, kompaktiškas aparatas, primenantis elegantišką motociklą su propeleriais, 4 minutes kybojo 1–2 metrų aukštyje virš žemės saugos tinkleliu aptvertoje bandymų zonoje.

SkyDrive ilgalaikė vizija ambicinga. Iki 2050 m. bendrovė siekia sudaryti galimybę bet kuriam Tokyo gyventojui ar lankytojui oro keliu keliauti tarp miesto 23 savivaldybių per mažiau nei 10 minučių. Planuojami naudojimo atvejai neapsiriboja miesto kelionėmis ir apima:

• Keleivių vežimą kalnuotuose ir atokiuose regionuose
• Ryšį su atokiomis salomis, kuriose ribota antžeminė infrastruktūra
• Skubią evakuaciją stichinių nelaimių ir kitų krizių metu

Komerciniai statymai milžiniški. Morgan Stanley tyrimo duomenimis, pasaulinė eVTOL transporto paklausa galėtų pasiekti $1.5 trillion iki 2040 m. — skaičių, kuris parodo, kodėl ir aviacijos bei kosmoso milžinai, ir startuoliai skuba užimti šią besiformuojančią rinką.

Pipistrel Aircraft: Slovėnijos eVTOL pionierė

Slovėnijos gamintoja Pipistrel Aircraft yra viena ilgiausiai veikiančių elektrinės aviacijos bendrovių Europoje ir svarbi Uber Elevate miesto oro mobilumo programos partnerė. Pipistrel eVTOL koncepcija grindžiama praktiškumu ir mastelio didinimu, joje numatyta:

• Sėdimos vietos 2–6 keleiviams
• Integruotos vertikalaus kilimo ir tūpimo sistemos, skirtos mažinti eksploatavimo sąnaudas
• Didelio našumo aerodinaminiai sparnai efektyviam kreiseriniam skrydžiui
• Visiška atitiktis eVTOL koncepcijai — tyliau, saugiau ir ekologiškiau nei sraigtasparniai

Pipistrel įkūrėjas ir CEO Ivo Boscarol aiškiai apibūdino bendrovės filosofiją: “Pipistrel nesistengia iš naujo išrasti sraigtasparnio, pridėdama jam naujų variklių. Vietoj to siūlome specialius vertikalaus kilimo sprendimus su įtaisyta mastelio didinimo galimybe orlaiviams, talpinantiems nuo dviejų iki šešių žmonių. Inovatyvios, be triukšmo veikiančios ir efektyvesnės integruotos vertikalaus kilimo sistemos derinys su aukštu aerodinaminių sparnų našumu naujoje eVTOL klasėje sumažins eksploatavimo kainą, o tai bus aiškus pranašumas UBER Elevate keleiviams.”

UBER Elevate Vehicle Systems technikos direktorius Mark Moore gyrė Pipistrel kaip “vieną elektrinių orlaivių kūrimo pionierių” ir pabrėžė, kad jų eVTOL koncepcija priartina pramonę prie naujos kartos orlaivių su paskirstyta elektrine trauka.

AeroMobil 3.0: Slovakijos skraidančio automobilio vizija

Slovakija taip pat paliko žymę skraidančių automobilių srityje su AeroMobil 3.0 — keliuose legalia transporto priemone, kuri virsta lengvuoju orlaiviu. AeroMobil 3.0, sukurtas tiek patogiam važiavimui žeme, tiek kelionėms oru, prieš pat kilimą išskleidžia sparnus iš transporto priemonės šonų. Pagrindinės specifikacijos:

• Degalai: Įprastas benzinas
• Talpa: Dvi vietos (pilotas ir keleivis)
• Didžiausias greitis ore: Apie 200 km/h
• Nuotolis: Iki 700 km be degalų papildymo
• Fiuzeliažas: Lengvos kompozitinės medžiagos aerodinaminiam našumui
• Kilimas: Reikalingas kilimo ir tūpimo takas — vertikaliai kilti negali
• Reikalinga licencija: Šiuo metu piloto licencija yra privaloma

AeroMobil kaina palyginama su aukščiausios klasės sportiniu automobiliu kartu su lengvuoju orlaiviu, todėl jis labiau prieinamas entuziastams nei masinei rinkai. Būsimose versijose gali būti pridėta autopiloto sistema.

Terrafugia TF-X ir Transition: Amerikos pusiau autonominiai skraidantys automobiliai

Amerikos bendrovė Terrafugia sukūrė dvi skirtingas skraidančių automobilių koncepcijas, skirtas skirtingiems rinkos segmentams. Jų flagmanas, Terrafugia TF-X, pozicionuojamas kaip pirmasis pasaulyje pusiau autonominis hibridinis skraidantis automobilis — pakankamai kompaktiškas, kad tilptų standartiniame garaže. Pagrindinės savybės:

• Talpa: Keturi keleiviai
• Nuotolis: Iki 800 km vienu įkrovimu/baku
• Varomoji sistema: Elektriniai varikliai vertikaliam pakilimui; dujų turbina skrydžiui pirmyn
• Kilimas: Visiškai vertikalus — nereikia kilimo ir tūpimo tako
• Kaina: Apie $300,000

TF-X sukurtas taip, kad jį būtų galima valdyti turint minimalius pilotavimo įgūdžius. Keleiviai tiesiog nustato kelionės tikslą, o borto kompiuteris atlieka visa kita. TF-X kompiuterinė sistema taip pat:

• Apskaičiuoja optimalų energijos ir degalų kiekį kelionei
• Įvertina oro sąlygas ir reljefo ypatybes maršrute
• Automatiškai aptinka ir išvengia kliūčių
• Prireikus savarankiškai atlieka avarinį tūpimą
• Bendrauja su oro eismo dispečeriais ir realiuoju laiku praneša borto būseną

Neišsprendžiamos oro erdvės avarinės situacijos ar kieto nusileidimo scenarijaus atveju TF-X kompiuteris paragins keleivius išskleisti borto parašiutų sistemas — jos įtrauktos kaip standartas į bazinę transporto priemonės konfigūraciją.

Tiems, kurie ieško prieinamesnio pradinio varianto, Terrafugia taip pat siūlo Terrafugia Transition — dvivietį keliuose važiuojamą orlaivį, kuris iš automobilio į lėktuvą virsta per mažiau nei minutę. Palyginimui:

• Greitis: Iki 185 km/h skrydžio metu
• Nuotolis: 790 km benzinu
• Sertifikavimas: Patvirtintas tiek viešiesiems keliams, tiek kaip lengvasis sportinis orlaivis
• Kilimas: Reikalingas maždaug 500 metrų lygus takas — vertikalios galimybės nėra

Bręstant eVTOL ir skraidančių automobilių technologijoms, specialiai oro transporto klasei skirti reguliavimo pagrindai neišvengiamai reikalaus, kad pilotai turėtų licenciją. Jei norite užbėgti įvykiams už akių, tarptautinio vairuotojo pažymėjimo gavimas yra protingas pirmasis žingsnis — nes tikimasi, kad pranašumą būsimose pilotų licencijavimo programose turės tie, kurie jau turi antžeminės transporto priemonės leidimą. Mūsų svetainė teikia šią paslaugą — tarptautinio vairuotojo pažymėjimo tvarkymą; jums tereikia palikti paraišką.