eVTOL gaisa kuģi: pilsētu gaisa mobilitātes nākotne

eVTOL — saīsinājums no electric vertical take-off and landing — ir viens no aizraujošākajiem sasniegumiem mūsdienu transportā. Šie elektriskie gaisa kuģi apvieno elektrifikāciju, automatizētu vadību un spēju pacelties un nolaisties vertikāli, novēršot vajadzību pēc skrejceļiem vai tradicionālas infrastruktūras. Pateicoties efektivitātei, gandrīz bezskaņas darbībai un nelielai aizņemtajai platībai, eVTOL transportlīdzekļi varētu pārveidot ikdienas pārvietošanos. Kā sacīja Morgan Stanley vecākais aviācijas analītiķis Rajeev Lalwani, tirgus “varētu būt īpaši šauras nišas papildinājums esošajai transporta infrastruktūrai” — lai gan potenciāls sniedzas daudz tālāk. Šajā rakstā aplūkojam galvenās priekšrocības, izaicinājumus un vadošos eVTOL projektus, kas veido gaisa mobilitātes nākotni.

eVTOL tehnoloģijas galvenās priekšrocības un izaicinājumi

Atšķirībā no parastajiem gaisa kuģiem eVTOL transportlīdzekļi ir paredzēti personīgai, tiešai pārvietošanai pilsētā no punkta uz punktu. Eksperti pašreizējo sajūsmu par eVTOL lidojošajām automašīnām bieži salīdzina ar nozīmīgiem brīžiem transporta vēsturē — aviācijas nozares dzimšanu pēc Wright brāļu pirmā lidojuma vai automobiļa uzplaukumu līdz ar Ford Model T. Solījums ir pārliecinošs: nav lidostu, nav satiksmes sastrēgumu, nav vajadzības pēc profesionāla pilota.

eVTOL transportlīdzekļi piedāvā virkni priekšrocību salīdzinājumā ar tradicionālajiem gaisa kuģiem un sauszemes transportu:

• 100% elektriska piedziņa — zemākas emisijas un ekspluatācijas izmaksas salīdzinājumā ar degvielas darbinātiem gaisa kuģiem
• Vertikāla pacelšanās un nosēšanās — nav nepieciešams skrejceļš, piemērots pilsētu jumtiem un mazām nosēšanās platformām
• Samazināts trokšņa piesārņojums — ievērojami klusāki nekā helikopteri, tāpēc piemēroti blīvai pilsētvidei
• Autonoma vai daļēji autonoma darbība — moderni borta datori var samazināt vai novērst vajadzību pēc apmācīta pilota
• Uzlabota drošība — sadalītas elektriskās piedziņas sistēmas nodrošina rezervi, atšķirībā no viena dzinēja helikopteriem

Tomēr pirms eVTOL gaisa kuģi kļūst par plaši lietotu transporta veidu, vēl jāpārvar būtiski šķēršļi. Kā skaidroja Carnegie Mellon University Robotics Institute profesors un Near Earth Autonomy līdzdibinātājs Sanjiv Singh:

Ja ‘lidojošās automašīnas’ maksās $10 million, neviens tās nepirks. Ja tās lidos 5 minūtes, neviens tās nepirks. Ja tās laiku pa laikam kritīs no debesīm, arī tad neviens tās nepirks.

Steidzamākie izaicinājumi, ar kuriem saskaras eVTOL nozare, ir:

• Akumulatora ietilpība un enerģijas blīvums — pašreizējā akumulatoru tehnoloģija ierobežo lidojuma attālumu un ilgumu
• Gaisa satiksmes pārvaldība — pilsētu gaisa telpai būs vajadzīgi pilnīgi jauni regulējuma ietvari un digitālā infrastruktūra
• Sertifikācija un drošības standarti — aviācijas iestādes visā pasaulē vēl izstrādā noteikumus, kas īpaši paredzēti eVTOL
• Sabiedrības pieņemšana — plaša ieviešana ir atkarīga no uzticības veidošanas autonomai gaisa satiksmei
• Sauszemes infrastruktūra — vertiporti, uzlādes stacijas un apkopes objekti jābūvē no nulles

Neraugoties uz šiem šķēršļiem, tādi nozīmīgi nozares dalībnieki kā Lilium (Vācija), Joby Aviation (Kalifornija) un Wisk — Boeing Co. un Kitty Hawk Corp. kopuzņēmums — aktīvi virza savas eVTOL programmas. Bijušais Kitty Hawk CEO Sebastian Thrun norādīja, ka lidmašīnām, mobilajiem tālruņiem un pašbraucošām automašīnām visām bija vajadzīgs laiks, lai iegūtu plašu pieņemšanu, taču “automašīnām ar eVTOL laika starpība starp tehnoloģiju un sociālo pieņemšanu var būt ātrāka un īsāka.”

eVTOL Japānā: SkyDrive SD-03 pagrieziena punkts

Japāna ir bijusi eVTOL publisko demonstrāciju priekšgalā. 2020. gada augustā SkyDrive Inc. — viens no pasaules vadošajiem pilsētu gaisa mobilitātes izstrādātājiem — valstī veica pirmo publisko eVTOL lidojuma demonstrāciju. Tā SD-03 modelis, kompakts aparāts, kas līdzinās elegantam motociklam ar propelleriem, 4 minūtes karājās 1–2 metru augstumā virs zemes drošības režģa norobežotā testa zonā.

SkyDrive ilgtermiņa vīzija ir ambicioza. Līdz 2050. gadam uzņēmums vēlas panākt, lai jebkurš Tokijas iedzīvotājs vai apmeklētājs varētu pa gaisu pārvietoties starp pilsētas 23 pašvaldībām mazāk nekā 10 minūtēs. Plānotie izmantošanas gadījumi sniedzas tālāk par pilsētas ikdienas braucieniem un ietver:

• Pasažieru pārvadājumus kalnainos un attālos reģionos
• Savienojamību ar attālām salām, kur ir ierobežota sauszemes infrastruktūra
• Ārkārtas evakuāciju dabas katastrofu un citu krīžu laikā

Komerciālās likmes ir milzīgas. Saskaņā ar Morgan Stanley pētījumu globālais pieprasījums pēc eVTOL transporta varētu sasniegt $1.5 trillion līdz 2040. gadam — skaitlis, kas uzsver, kāpēc gan aerokosmiskie giganti, gan jaunuzņēmumi sacenšas par šī jaunā tirgus iegūšanu.

Pipistrel Aircraft: Slovēnijas eVTOL pionieris

Slovēnijas ražotājs Pipistrel Aircraft ir viens no Eiropas ilgāk strādājošajiem elektriskās aviācijas uzņēmumiem un galvenais partneris Uber Elevate pilsētu gaisa mobilitātes programmā. Pipistrel eVTOL koncepcija balstās praktiskumā un mērogojamībā, piedāvājot:

• Sēdvietas 2 līdz 6 pasažieriem
• Integrētas vertikālās pacelšanās un nosēšanās sistēmas, kas paredzētas ekspluatācijas izmaksu samazināšanai
• Augstas veiktspējas aerodinamiskus spārnus efektīvam kreisēšanas lidojumam
• Pilnīgu atbilstību eVTOL koncepcijai — klusāks, drošāks un videi draudzīgāks nekā helikopteri

Pipistrel dibinātājs un CEO Ivo Boscarol uzņēmuma filozofiju aprakstīja skaidri: “Pipistrel nemēģina izgudrot helikopteru no jauna, pievienojot tam jaunus dzinējus. Tā vietā mēs piedāvājam īpašus vertikālās pacelšanās risinājumus ar iebūvētu mērogojamību gaisa kuģiem ar divu līdz sešu cilvēku ietilpību. Inovatīvas bezskaņas un efektīvākas integrētas vertikālās pacelšanās sistēmas apvienojums ar aerodinamisko spārnu augsto veiktspēju jaunajā eVTOL klasē samazinās ekspluatācijas izmaksas, un tas būs skaidrs ieguvums UBER Elevate pasažieriem.”

UBER Elevate Vehicle Systems tehniskais direktors Mark Moore slavēja Pipistrel kā “vienu no elektrisko gaisa kuģu izstrādes pionieriem” un uzsvēra, ka viņu eVTOL koncepcija tuvina nozari jaunai gaisa kuģu paaudzei ar sadalītu elektrisko vilci.

AeroMobil 3.0: Slovākijas lidojošās automašīnas vīzija

Slovākija arī ir sevi pieteikusi lidojošo automašīnu jomā ar AeroMobil 3.0 — ceļiem legālu transportlīdzekli, kas pārvēršas par vieglo gaisa kuģi. AeroMobil 3.0, kas paredzēts gan ērtai braukšanai pa zemi, gan lidojumiem, tieši pirms pacelšanās izvirza spārnus no transportlīdzekļa sāniem. Galvenās specifikācijas:

• Degviela: Parastais benzīns
• Ietilpība: Divas sēdvietas (pilots un pasažieris)
• Maksimālais ātrums gaisā: Aptuveni 200 km/h
• Darbības rādiuss: Līdz 700 km bez degvielas uzpildes
• Fizelāža: Vieglie kompozītmateriāli aerodinamiskai veiktspējai
• Pacelšanās: Nepieciešams skrejceļš — nav vertikālās pacelšanās spējas
• Nepieciešamā licence: Pašlaik pilota licence ir obligāta

AeroMobil cena ir salīdzināma ar augstas klases sporta auto apvienojumā ar vieglo gaisa kuģi, padarot to pieejamu drīzāk entuziastiem, nevis masu tirgum. Nākamajās versijās var tikt pievienota autopilota sistēma.

Terrafugia TF-X un Transition: Amerikas daļēji autonomās lidojošās automašīnas

Amerikāņu uzņēmums Terrafugia ir izstrādājis divas atšķirīgas lidojošo automašīnu koncepcijas dažādiem tirgus segmentiem. Tā flagmaņa modelis, Terrafugia TF-X, tiek pozicionēts kā pasaulē pirmā daļēji autonomā hibrīda lidojošā automašīna — pietiekami kompakta, lai ietilptu standarta garāžā. Galvenās iezīmes ietver:

• Ietilpība: Četri pasažieri
• Darbības rādiuss: Līdz 800 km ar vienu uzlādi/degvielas tvertni
• Piedziņa: Elektriskie motori vertikālajai celtspējai; gāzes turbīna lidojumam uz priekšu
• Pacelšanās: Pilnīgi vertikāla — skrejceļš nav vajadzīgs
• Cena: Aptuveni $300,000

TF-X ir izstrādāts tā, lai to varētu vadīt ar minimālām pilotēšanas prasmēm. Pasažieri vienkārši iestata galamērķi, un borta dators paveic pārējo. TF-X datorsistēma arī:

• Aprēķina braucienam optimālo enerģijas un degvielas daudzumu
• Novērtē laikapstākļus un reljefa īpatnības maršrutā
• Automātiski nosaka un apiet šķēršļus
• Vajadzības gadījumā patstāvīgi veic ārkārtas nosēšanos
• Sazinās ar gaisa satiksmes dispečeriem un reāllaikā ziņo par borta statusu

Neatrisināmas gaisa telpas ārkārtas situācijas vai cietas nosēšanās scenārija gadījumā TF-X dators aicinās pasažierus izvērst borta izpletņu sistēmas — tās ir iekļautas transportlīdzekļa pamata konfigurācijā kā standarts.

Tiem, kas meklē pieejamāku sākuma iespēju, Terrafugia piedāvā arī Terrafugia Transition — divvietīgu pa ceļiem braucamu gaisa kuģi, kas mazāk nekā minūtē pārvēršas no automašīnas par lidmašīnu. Salīdzinājumam:

• Ātrums: Līdz 185 km/h lidojumā
• Darbības rādiuss: 790 km ar benzīnu
• Sertifikācija: Apstiprināts gan publiskiem ceļiem, gan kā vieglais sporta gaisa kuģis
• Pacelšanās: Nepieciešams aptuveni 500 metru līdzens skrejceļš — nav vertikālās spējas

Tā kā eVTOL un lidojošo automašīnu tehnoloģija nobriest, regulējuma ietvari īpašai gaisa transporta klasei neizbēgami prasīs, lai pilotiem būtu licence. Ja vēlaties būt soli priekšā, starptautiskās autovadītāja apliecības iegūšana ir gudrs pirmais solis — jo sagaidāms, ka priekšrocības nākotnes pilotu licencēšanas programmās būs tiem, kuriem jau ir sauszemes transportlīdzekļa vadīšanas atļauja. Mūsu vietne nodrošina šo pakalpojumu — starptautiskās autovadītāja apliecības noformēšanu; jums tikai jāatstāj pieteikums.