อากาศยาน eVTOL: อนาคตของการเคลื่อนที่ทางอากาศในเมือง

eVTOL ซึ่งย่อมาจากการบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่งด้วยไฟฟ้า เป็นหนึ่งในพัฒนาการที่น่าตื่นเต้นที่สุดของการขนส่งสมัยใหม่ อากาศยานไฟฟ้าเหล่านี้ผสานการใช้พลังงานไฟฟ้า การควบคุมอัตโนมัติ และความสามารถในการบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่ง จึงไม่จำเป็นต้องใช้ทางวิ่งหรือโครงสร้างพื้นฐานแบบดั้งเดิม ด้วยประสิทธิภาพ การทำงานที่แทบไร้เสียง และพื้นที่ใช้งานน้อย ยานพาหนะ eVTOL อาจเปลี่ยนการเดินทางในชีวิตประจำวันได้ ดังที่ Rajeev Lalwani นักวิเคราะห์การบินอาวุโสของ Morgan Stanley กล่าวไว้ว่า ตลาดนี้ “อาจเป็นส่วนเสริมเฉพาะกลุ่มอย่างยิ่งให้กับโครงสร้างพื้นฐานการขนส่งที่มีอยู่” – แม้ศักยภาพจะไปไกลกว่านั้นมาก ในบทความนี้ เราจะสำรวจข้อได้เปรียบหลัก ความท้าทาย และโครงการ eVTOL ชั้นนำที่กำลังกำหนดอนาคตของการเคลื่อนที่ทางอากาศ

ข้อได้เปรียบและความท้าทายหลักของเทคโนโลยี eVTOL

ต่างจากอากาศยานทั่วไป ยานพาหนะ eVTOL ถูกออกแบบมาสำหรับการเดินทางส่วนบุคคลในเมืองแบบจุดต่อจุด ผู้เชี่ยวชาญมักเปรียบเทียบความตื่นเต้นในปัจจุบันเกี่ยวกับรถบินได้ eVTOL กับช่วงเวลาสำคัญในประวัติศาสตร์การขนส่ง เช่น การกำเนิดของอุตสาหกรรมการบินหลังเที่ยวบินแรกของพี่น้อง Wright หรือการเติบโตของรถยนต์กับ Ford Model T คำมั่นนั้นน่าดึงดูด: ไม่มีสนามบิน ไม่มีรถติด และไม่จำเป็นต้องมีนักบินมืออาชีพ

ยานพาหนะ eVTOL มีข้อดีหลายประการเหนืออากาศยานแบบดั้งเดิมและการขนส่งภาคพื้นดิน:

• ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า 100% – การปล่อยมลพิษและต้นทุนการดำเนินงานต่ำกว่าเมื่อเทียบกับอากาศยานที่ใช้เชื้อเพลิง
• การบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่ง – ไม่ต้องใช้ทางวิ่ง เหมาะสำหรับดาดฟ้าในเมืองและลานลงจอดขนาดเล็ก
• ลดมลพิษทางเสียง – เงียบกว่าเฮลิคอปเตอร์อย่างมาก ทำให้ใช้งานได้ในสภาพแวดล้อมเมืองที่หนาแน่น
• การทำงานแบบอัตโนมัติหรือกึ่งอัตโนมัติ – คอมพิวเตอร์ขั้นสูงบนเครื่องสามารถลดหรือขจัดความจำเป็นในการมีนักบินที่ผ่านการฝึกอบรม
• ความปลอดภัยที่ดีขึ้น – ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าแบบกระจายให้ระบบสำรอง ต่างจากเฮลิคอปเตอร์เครื่องยนต์เดี่ยว

อย่างไรก็ตาม ยังมีอุปสรรคสำคัญก่อนที่อากาศยาน eVTOL จะกลายเป็นรูปแบบการขนส่งกระแสหลัก ดังที่ Sanjiv Singh ศาสตราจารย์ที่ Robotics Institute ของ Carnegie Mellon University และผู้ร่วมก่อตั้ง Near Earth Autonomy อธิบายว่า:

“ถ้า ‘รถบินได้’ มีราคา $10 ล้าน ก็จะไม่มีใครซื้อ ถ้ามันบินได้ห้านาที ก็จะไม่มีใครซื้อ ถ้ามันตกจากฟ้าเป็นครั้งคราว ก็จะไม่มีใครซื้อเช่นกัน”

ความท้าทายเร่งด่วนที่สุดที่อุตสาหกรรม eVTOL เผชิญ ได้แก่:

• ความจุแบตเตอรี่และความหนาแน่นพลังงาน – เทคโนโลยีแบตเตอรี่ปัจจุบันจำกัดระยะทางและระยะเวลาการบิน
• การจัดการจราจรทางอากาศ – น่านฟ้าเมืองจะต้องมีกรอบกำกับดูแลและโครงสร้างพื้นฐานดิจิทัลใหม่ทั้งหมด
• การรับรองและมาตรฐานความปลอดภัย – หน่วยงานการบินทั่วโลกยังคงพัฒนากฎเฉพาะสำหรับ eVTOL
• การยอมรับของสาธารณะ – การนำไปใช้ในวงกว้างขึ้นอยู่กับการสร้างความไว้วางใจในการเดินทางทางอากาศอัตโนมัติ
• โครงสร้างพื้นฐานภาคพื้นดิน – ต้องสร้าง vertiports สถานีชาร์จ และสถานที่บำรุงรักษาขึ้นใหม่ตั้งแต่ต้น

แม้จะมีอุปสรรคเหล่านี้ ผู้เล่นหลักในอุตสาหกรรม เช่น Lilium (เยอรมนี), Joby Aviation (California) และ Wisk – กิจการร่วมค้าระหว่าง Boeing Co. กับ Kitty Hawk Corp. – กำลังเดินหน้าโปรแกรม eVTOL ของตนอย่างแข็งขัน Sebastian Thrun อดีต CEO ของ Kitty Hawk ระบุว่า แม้เครื่องบิน โทรศัพท์มือถือ และรถยนต์ขับเคลื่อนด้วยตนเองล้วนต้องใช้เวลาในการได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลาย แต่ “สำหรับรถที่มี eVTOL ช่องว่างของเวลาระหว่างเทคโนโลยีกับการยอมรับทางสังคมอาจเร็วขึ้นและสั้นลงได้”

eVTOL ในญี่ปุ่น: หมุดหมาย SD-03 ของ SkyDrive

ญี่ปุ่นอยู่แนวหน้าของการสาธิต eVTOL ต่อสาธารณะ ในเดือนสิงหาคม 2020 SkyDrive Inc. – หนึ่งในผู้พัฒนาการเคลื่อนที่ทางอากาศในเมืองชั้นนำของโลก – ได้จัดการสาธิตการบิน eVTOL ต่อสาธารณะครั้งแรกในประเทศ รุ่น SD-03 ของพวกเขาเป็นยานขนาดกะทัดรัดที่คล้ายรถจักรยานยนต์ทรงเพรียวพร้อมใบพัด ลอยอยู่เหนือพื้น 1-2 เมตรเป็นเวลาสี่นาทีภายในพื้นที่ทดสอบที่มีตะแกรงนิรภัย

วิสัยทัศน์ระยะยาวของ SkyDrive มีความทะเยอทะยาน ภายในปี 2050 บริษัทตั้งเป้าให้ผู้อยู่อาศัยหรือผู้มาเยือน Tokyo ทุกคนเดินทางทางอากาศระหว่างเทศบาล 23 แห่งของเมืองได้ภายในเวลาไม่ถึงสิบนาที กรณีการใช้งานที่วางแผนไว้ไม่ได้จำกัดเพียงการเดินทางในเมือง แต่ยังรวมถึง:

• การขนส่งผู้โดยสารในภูมิภาคภูเขาและพื้นที่ห่างไกล
• การเชื่อมต่อไปยังเกาะห่างไกลที่มีโครงสร้างพื้นฐานภาคพื้นดินจำกัด
• การอพยพฉุกเฉินระหว่างภัยพิบัติธรรมชาติและวิกฤตอื่นๆ

เดิมพันทางการค้านั้นมหาศาล ตามการศึกษาของ Morgan Stanley ความต้องการทั่วโลกสำหรับการขนส่ง eVTOL อาจแตะ $1.5 ล้านล้านภายในปี 2040 – ตัวเลขที่ชี้ให้เห็นว่าทำไมยักษ์ใหญ่ด้านอวกาศและการบินรวมถึงสตาร์ทอัพจึงเร่งแย่งชิงตลาดเกิดใหม่นี้

Pipistrel Aircraft: ผู้บุกเบิก eVTOL ของสโลวีเนีย

ผู้ผลิตจากสโลวีเนีย Pipistrel Aircraft เป็นหนึ่งในบริษัทการบินไฟฟ้าที่ดำเนินมายาวนานที่สุดในยุโรป และเป็นพันธมิตรสำคัญในโปรแกรมการเคลื่อนที่ทางอากาศในเมือง Uber’s Elevate แนวคิด eVTOL ของ Pipistrel สร้างขึ้นบนความใช้งานได้จริงและการขยายขนาด โดยมี:

• ที่นั่งสำหรับ ผู้โดยสาร 2 ถึง 6 คน
• ระบบบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่งแบบบูรณาการที่ออกแบบมาเพื่อลดต้นทุนการดำเนินงาน
• ปีกแอโรไดนามิกประสิทธิภาพสูงสำหรับการบินเดินทางที่มีประสิทธิภาพ
• สอดคล้องกับแนวคิด eVTOL อย่างเต็มที่ – เงียบกว่า ปลอดภัยกว่า และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าเฮลิคอปเตอร์

Ivo Boscarol ผู้ก่อตั้งและ CEO ของ Pipistrel อธิบายปรัชญาของบริษัทไว้อย่างชัดเจนว่า: “Pipistrel ไม่ได้พยายามคิดค้นเฮลิคอปเตอร์ใหม่ด้วยการเพิ่มเครื่องยนต์ใหม่เข้าไป แต่เรานำเสนอโซลูชันพิเศษของการบินขึ้นในแนวดิ่งพร้อมความสามารถในการขยายขนาดในตัวสำหรับอากาศยานที่มีความจุสองถึงหกคน การผสานระบบบินขึ้นในแนวดิ่งแบบบูรณาการที่ไร้เสียงและมีประสิทธิภาพมากขึ้นเข้ากับสมรรถนะสูงของปีกแอโรไดนามิกในคลาส eVTOL ใหม่นี้จะลดต้นทุนการดำเนินงาน ซึ่งจะเป็นข้อได้เปรียบที่ชัดเจนสำหรับผู้โดยสาร UBER Elevate”

Mark Moore ผู้อำนวยการฝ่ายเทคนิคของ UBER Elevate Vehicle Systems ยกย่อง Pipistrel ว่าเป็น “หนึ่งในผู้บุกเบิกการพัฒนาอากาศยานไฟฟ้า” และเน้นว่าแนวคิด eVTOL ของพวกเขานำอุตสาหกรรมเข้าใกล้อากาศยานรุ่นใหม่ที่มีแรงขับไฟฟ้าแบบกระจายอย่างไร

AeroMobil 3.0: วิสัยทัศน์รถบินได้ของสโลวาเกีย

สโลวาเกียก็สร้างชื่อในพื้นที่รถบินได้ด้วย AeroMobil 3.0 – ยานพาหนะที่วิ่งบนถนนได้ตามกฎหมายและแปลงเป็นอากาศยานเบาได้ ออกแบบมาสำหรับทั้งการขับขี่ภาคพื้นดินที่สะดวกสบายและการเดินทางทางอากาศ AeroMobil 3.0 กางปีกออกจากด้านข้างของยานก่อนบินขึ้นไม่นาน ต่อไปนี้คือข้อมูลจำเพาะหลัก:

• เชื้อเพลิง: น้ำมันเบนซินธรรมดา
• ความจุ: สองที่นั่ง (นักบินและผู้โดยสาร)
• ความเร็วสูงสุดในอากาศ: ประมาณ 200 km/h
• ระยะทาง: สูงสุด 700 km โดยไม่ต้องเติมเชื้อเพลิง
• ลำตัว: วัสดุคอมโพสิตน้ำหนักเบาเพื่อสมรรถนะแอโรไดนามิก
• การบินขึ้น: ต้องใช้ทางวิ่ง – ไม่สามารถบินขึ้นในแนวดิ่งได้
• ใบอนุญาตที่ต้องมี: ปัจจุบันต้องมีใบอนุญาตนักบิน

ราคาของ AeroMobil เทียบได้กับรถสปอร์ตระดับสูงรวมกับอากาศยานเบา ทำให้เข้าถึงได้สำหรับผู้หลงใหลมากกว่าตลาดมวลชน อาจมีการเพิ่มระบบ autopilot ในเวอร์ชันอนาคต

Terrafugia TF-X และ Transition: รถบินได้กึ่งอัตโนมัติของอเมริกา

บริษัทอเมริกัน Terrafugia ได้พัฒนาแนวคิดรถบินได้สองแบบที่แตกต่างกันเพื่อตอบสนองกลุ่มตลาดต่างๆ รุ่นเรือธงของพวกเขา คือ Terrafugia TF-X, ถูกวางตำแหน่งเป็นรถบินได้ไฮบริดกึ่งอัตโนมัติคันแรกของโลก – กะทัดรัดพอที่จะจอดในโรงรถมาตรฐาน คุณสมบัติหลัก ได้แก่:

• ความจุ: ผู้โดยสารสี่คน
• ระยะทาง: สูงสุด 800 km ต่อการชาร์จ/ถังเดียว
• ระบบขับเคลื่อน: มอเตอร์ไฟฟ้าสำหรับแรงยกแนวดิ่ง; กังหันก๊าซสำหรับการบินไปข้างหน้า
• การบินขึ้น: แนวดิ่งเต็มรูปแบบ – ไม่ต้องใช้ทางวิ่ง
• ราคา: ประมาณ $300,000

TF-X ถูกออกแบบให้ใช้งานได้ด้วยทักษะการบินเพียงเล็กน้อย ผู้โดยสารเพียงตั้งจุดหมาย จากนั้นคอมพิวเตอร์บนเครื่องจะจัดการส่วนที่เหลือ ระบบคอมพิวเตอร์ของ TF-X ยัง:

• คำนวณปริมาณพลังงานและเชื้อเพลิงที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเดินทาง
• ประเมินสภาพอากาศและลักษณะภูมิประเทศตลอดเส้นทาง
• ตรวจจับและหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางโดยอัตโนมัติ
• จัดการการลงจอดฉุกเฉินได้เองหากจำเป็น
• สื่อสารกับผู้ควบคุมจราจรทางอากาศและรายงานสถานะบนเครื่องแบบเรียลไทม์

ในกรณีเกิดเหตุฉุกเฉินในน่านฟ้าที่แก้ไขไม่ได้หรือสถานการณ์ลงจอดอย่างหนัก คอมพิวเตอร์ของ TF-X จะสั่งให้ผู้โดยสารกางระบบร่มชูชีพบนเครื่อง – ซึ่งรวมอยู่เป็นมาตรฐานในโครงแบบพื้นฐานของยาน

สำหรับผู้ที่มองหาจุดเริ่มต้นที่ประหยัดกว่า Terrafugia ยังนำเสนอ Terrafugia Transition – อากาศยานสองที่นั่งที่วิ่งบนถนนได้และแปลงจากรถเป็นเครื่องบินได้ภายในไม่ถึงหนึ่งนาที เมื่อเปรียบเทียบ:

• ความเร็ว: สูงสุด 185 km/h ในการบิน
• ระยะทาง: 790 km ด้วยน้ำมันเบนซิน
• การรับรอง: ได้รับอนุมัติทั้งสำหรับถนนสาธารณะและในฐานะอากาศยานกีฬาเบา
• การบินขึ้น: ต้องใช้ทางวิ่งเรียบประมาณ 500 เมตร – ไม่มีความสามารถแนวดิ่ง

เมื่อเทคโนโลยี eVTOL และรถบินได้เติบโตเต็มที่ กรอบกำกับดูแลสำหรับการขนส่งทางอากาศประเภทเฉพาะย่อมจะกำหนดให้นักบินต้องมีใบอนุญาต หากคุณอยากเตรียมตัวล่วงหน้า การขอใบขับขี่สากลเป็นก้าวแรกที่ชาญฉลาด เพราะคาดว่าความได้เปรียบในโปรแกรมใบอนุญาตนักบินในอนาคตจะตกเป็นของผู้ที่มีใบอนุญาตยานพาหนะภาคพื้นดินอยู่แล้ว เว็บไซต์ของเราให้บริการนี้ – การดำเนินการใบขับขี่สากล คุณเพียงต้องส่งคำขอเท่านั้น