Ndege za eVTOL: Mustakabali wa usafiri wa anga wa mijini

eVTOL, kifupi cha kupaa na kutua wima kwa umeme, ni mojawapo ya maendeleo ya kusisimua zaidi katika usafiri wa kisasa. Ndege hizi za umeme zinachanganya matumizi ya umeme, udhibiti wa kiotomatiki, na uwezo wa kupaa na kutua wima, hivyo kuondoa hitaji la njia za kurukia au miundombinu ya jadi. Kwa sababu ya ufanisi wake, uendeshaji ulio karibu na ukimya, na alama ndogo ya nafasi, magari ya eVTOL yanaweza kubadilisha safari za kila siku. Kama Rajeev Lalwani, mchambuzi mwandamizi wa anga katika Morgan Stanley, alivyosema: soko “linaweza kuwa nyongeza ya niche ndogo sana kwa miundombinu iliyopo ya usafiri” – ingawa uwezo wake unaenda mbali zaidi ya hapo. Katika makala hii, tunachunguza faida kuu, changamoto, na miradi inayoongoza ya eVTOL inayounda mustakabali wa uhamaji wa anga.

Faida kuu na changamoto za teknolojia ya eVTOL

Tofauti na ndege za kawaida, magari ya eVTOL yameundwa kwa ajili ya safari binafsi za mijini kutoka sehemu moja hadi nyingine. Wataalamu mara nyingi hulinganisha msisimko wa sasa kuhusu magari yanayoruka ya eVTOL na nyakati muhimu katika historia ya usafiri – kuzaliwa kwa sekta ya anga baada ya safari ya kwanza ya ndugu Wright, au kuibuka kwa gari kupitia Ford Model T. Ahadi yake inavutia: hakuna viwanja vya ndege, hakuna foleni za magari, na hakuna hitaji la rubani mtaalamu.

Magari ya eVTOL hutoa faida mbalimbali kuliko ndege za jadi na usafiri wa ardhini:

• Msukumo wa 100% wa umeme – uzalishaji mdogo na gharama ndogo za uendeshaji ikilinganishwa na ndege zinazotumia mafuta
• Kupaa na kutua wima – hakuna njia ya kurukia inayohitajika, yanafaa kwa mapaa ya mijini na viwanja vidogo vya kutua
• Kupunguza uchafuzi wa kelele – ni tulivu zaidi kuliko helikopta, hivyo yanawezekana katika mazingira ya miji yenye msongamano
• Uendeshaji huru au nusu huru – kompyuta za hali ya juu ndani ya chombo zinaweza kupunguza au kuondoa hitaji la rubani aliyefunzwa
• Usalama ulioboreshwa – mifumo ya umeme iliyosambazwa hutoa akiba ya uendeshaji, tofauti na helikopta zenye injini moja

Hata hivyo, vikwazo vikubwa bado vipo kabla ndege za eVTOL hazijawa njia kuu ya usafiri. Kama Sanjiv Singh, profesa katika Robotics Institute ya Carnegie Mellon University na mwanzilishi mwenza wa Near Earth Autonomy, alivyoeleza:

“Ikiwa ‘magari yanayoruka’ yatagharimu $10 milioni, hakuna atakayeyanunua. Ikiwa yataruka kwa dakika tano, hakuna atakayeyanunua. Ikiwa yataanguka kutoka angani mara kwa mara, hakuna atakayeyanunua pia.”

Changamoto kubwa zaidi zinazokabili sekta ya eVTOL ni pamoja na:

• Uwezo wa betri na msongamano wa nishati – teknolojia ya sasa ya betri inapunguza umbali na muda wa kuruka
• Usimamizi wa trafiki ya anga – anga ya mijini itahitaji mifumo mipya kabisa ya udhibiti na miundombinu ya kidijitali
• Uthibitishaji na viwango vya usalama – mamlaka za anga duniani kote bado zinatengeneza kanuni mahususi kwa eVTOL
• Kukubalika na umma – matumizi mapana yanategemea kujenga imani katika safari za anga huru
• Miundombinu ya ardhini – vertiports, vituo vya kuchaji, na vifaa vya matengenezo vinahitaji kujengwa kuanzia mwanzo

Licha ya vikwazo hivi, wadau wakuu wa sekta kama Lilium (Ujerumani), Joby Aviation (California), na Wisk – ubia kati ya Boeing Co. na Kitty Hawk Corp. – wanaendeleza kwa bidii programu zao za eVTOL. Sebastian Thrun, CEO wa zamani wa Kitty Hawk, alibainisha kuwa ingawa ndege, simu za mkononi, na magari yanayojiendesha yote yalichukua muda kupata kukubalika kwa wingi, “kwa magari yenye eVTOL, pengo la muda kati ya teknolojia na kukubalika kijamii linaweza kuwa la haraka na fupi zaidi.”

eVTOL nchini Japani: hatua muhimu ya SkyDrive SD-03

Japani imekuwa mstari wa mbele katika maonyesho ya umma ya eVTOL. Mnamo Agosti 2020, SkyDrive Inc. – mmoja wa waendelezaji wakuu duniani wa uhamaji wa anga mijini – ilifanya onyesho la kwanza la umma la safari ya eVTOL nchini humo. Muundo wao wa SD-03, chombo kidogo kinachofanana na pikipiki maridadi iliyowekwa propela, kilielea mita 1-2 juu ya ardhi kwa dakika nne ndani ya eneo la majaribio lililolindwa kwa gridi ya usalama.

Maono ya muda mrefu ya SkyDrive ni ya kutamani. Kufikia 2050, kampuni inalenga kumwezesha mkazi au mgeni yeyote wa Tokyo kusafiri kwa anga kati ya manispaa 23 za jiji hilo kwa chini ya dakika kumi. Matumizi yaliyopangwa yanaenda zaidi ya safari za kawaida za mijini na yanajumuisha:

• Usafiri wa abiria katika maeneo ya milimani na ya mbali
• Muunganisho na visiwa vya mbali vyenye miundombinu midogo ya ardhini
• Uhamishaji wa dharura wakati wa majanga ya asili na migogoro mingine

Maslahi ya kibiashara ni makubwa sana. Kulingana na utafiti wa Morgan Stanley, mahitaji ya kimataifa ya usafiri wa eVTOL yanaweza kufikia $1.5 trilioni kufikia 2040 – kiasi kinachoonyesha kwa nini makampuni makubwa ya anga na kampuni changa zinakimbilia kupata sehemu ya soko hili linaloibuka.

Pipistrel Aircraft: mwanzilishi wa eVTOL kutoka Slovenia

Mtengenezaji wa Slovenia Pipistrel Aircraft ni mojawapo ya kampuni za muda mrefu zaidi za anga ya umeme barani Ulaya na mshirika muhimu katika mpango wa Uber’s Elevate wa uhamaji wa anga mijini. Dhana ya eVTOL ya Pipistrel imejengwa juu ya vitendo na uwezo wa kupanuka, ikijumuisha:

• Viti vya abiria 2 hadi 6
• Mifumo iliyounganishwa ya kupaa na kutua wima iliyoundwa kupunguza gharama za uendeshaji
• Mabawa ya aerodinamiki yenye utendaji wa juu kwa safari bora ya kasi ya kawaida
• Uzingatiaji kamili wa dhana ya eVTOL – tulivu zaidi, salama zaidi, na rafiki zaidi kwa mazingira kuliko helikopta

Ivo Boscarol, mwanzilishi na CEO wa Pipistrel, alieleza wazi falsafa ya kampuni: “Pipistrel haijaribu kubuni upya helikopta kwa kuongeza injini mpya kwake. Badala yake, tunatoa suluhu maalum za kupaa wima zenye uwezo wa kupanuka uliounganishwa kwa ndege zenye uwezo wa kubeba watu wawili hadi sita. Mchanganyiko wa mfumo bunifu usio na kelele na wenye ufanisi zaidi wa kupaa wima uliounganishwa na utendaji wa juu wa mabawa ya aerodinamiki katika darasa jipya la eVTOL utapunguza gharama ya uendeshaji, jambo litakalokuwa faida wazi kwa abiria wa UBER Elevate.”

Mark Moore, mkurugenzi wa kiufundi wa UBER Elevate Vehicle Systems, aliisifu Pipistrel kama “mmoja wa waanzilishi katika maendeleo ya ndege za umeme” na kusisitiza jinsi dhana yao ya eVTOL inavyoisogeza sekta karibu na kizazi kipya cha ndege zenye mvuto wa umeme uliosambazwa.

AeroMobil 3.0: maono ya Slovakia ya gari linaloruka

Slovakia pia imeweka alama yake katika eneo la magari yanayoruka kupitia AeroMobil 3.0 – gari linaloruhusiwa barabarani linalobadilika kuwa ndege nyepesi. Likiwa limeundwa kwa ajili ya kuendesha kwa starehe ardhini na safari za anga, AeroMobil 3.0 hutoa mabawa yake kutoka pande za gari muda mfupi kabla ya kupaa. Haya ndiyo maelezo muhimu:

• Mafuta: Petroli ya kawaida
• Uwezo: Viti viwili (rubani na abiria)
• Kasi ya juu angani: Takriban 200 km/h
• Umbali wa safari: Hadi 700 km bila kuongeza mafuta
• Fuselaji: Nyenzo nyepesi za kompoziti kwa utendaji wa aerodinamiki
• Kupaa: Inahitaji njia ya kurukia – haina uwezo wa kupaa wima
• Leseni inayohitajika: Leseni ya rubani kwa sasa ni lazima

Bei ya AeroMobil inalinganishwa na gari la michezo la kiwango cha juu pamoja na ndege nyepesi, hivyo kuifanya ipatikane kwa wapenda teknolojia kuliko soko la watu wengi. Mfumo wa autopilot unaweza kuongezwa katika matoleo yajayo.

Terrafugia TF-X na Transition: magari yanayoruka nusu huru ya Marekani

Kampuni ya Marekani Terrafugia imeunda dhana mbili tofauti za magari yanayoruka zinazolenga sehemu tofauti za soko. Muundo wao mkuu, Terrafugia TF-X, umewekwa kama gari la kwanza duniani la mseto linaloruka na kujiendesha nusu huru – dogo vya kutosha kutoshea katika gereji ya kawaida. Vipengele muhimu ni pamoja na:

• Uwezo: Abiria wanne
• Umbali wa safari: Hadi 800 km kwa chaji/tanki moja
• Msukumo: Mota za umeme kwa kuinuka wima; turbine ya gesi kwa safari ya mbele
• Kupaa: Wima kabisa – hakuna njia ya kurukia inayohitajika
• Bei: Takriban $300,000

TF-X imeundwa ili iweze kuendeshwa kwa ujuzi mdogo wa urubani. Abiria huweka tu mahali wanapokwenda, na kompyuta ya ndani hushughulikia mengine. Mfumo wa kompyuta wa TF-X pia:

• Hukokotoa kiasi bora cha nishati na mafuta kwa safari
• Hutathmini hali ya hewa na vipengele vya ardhi kando ya njia
• Hutambua na kuepuka vizuizi kiotomatiki
• Hushughulikia kutua kwa dharura kwa kujitegemea ikiwa inahitajika
• Huwasiliana na waongozaji wa trafiki ya anga na kuripoti hali ya ndani ya chombo kwa wakati halisi

Katika tukio la dharura ya anga isiyoweza kutatuliwa au hali ya kutua kwa nguvu, kompyuta ya TF-X itawaelekeza abiria kufungua mifumo ya parachuti iliyo ndani – iliyojumuishwa kama kiwango cha kawaida katika usanidi wa msingi wa gari.

Kwa wale wanaotafuta njia nafuu zaidi ya kuingia sokoni, Terrafugia pia inatoa Terrafugia Transition – ndege ya viti viwili inayoweza kutembea barabarani na kubadilika kutoka gari hadi ndege kwa chini ya dakika moja. Kwa kulinganisha:

• Kasi: Hadi 185 km/h wakati wa kuruka
• Umbali wa safari: 790 km kwa petroli
• Uthibitishaji: Imeidhinishwa kwa barabara za umma na kama ndege nyepesi ya michezo
• Kupaa: Inahitaji njia tambarare ya kurukia ya takriban mita 500 – haina uwezo wa wima

Kadiri teknolojia ya eVTOL na magari yanayoruka inavyokomaa, mifumo ya udhibiti kwa darasa maalum la usafiri wa anga bila shaka itahitaji marubani wawe na leseni. Ikiwa una hamu ya kutangulia mabadiliko, kupata leseni ya kimataifa ya udereva ni hatua ya kwanza ya busara – kwa kuwa faida katika programu za baadaye za leseni za urubani inatarajiwa kuwa kwa wale ambao tayari wana kibali cha kuendesha gari la ardhini. Tovuti yetu inatoa huduma hii – usindikaji wa leseni ya kimataifa ya udereva; unahitaji tu kuacha ombi.