science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Vliegende taxi's binnen vijf jaar? Onwaarschijnlijk

De Bell Nexus is een volledig verticaal opstijgend en landend luchttaxi-voertuig, aangedreven door een hybride-elektrisch aandrijfsysteem. Krediet:bel/omslagafbeeldingen

Toen het Amerikaanse ruimtevaartbedrijf Bell Nexus deze maand een luchttaxi onthulde op de Consumer Electronics Show (CES) in Las Vegas, blies het nieuw leven in gesprekken over een toekomst waarin het delen van ritten in de lucht plaatsvindt in plaats van op de grond.

Recente opmerkingen van de Australische Civil Aviation Safety Authority (CASA) aan het ABC bevestigden het idee dat we binnen vijf jaar vliegende taxi's in Australië zullen zien opereren.

CASA-woordvoerder Peter Gibson zei:"Het is een beetje alsof je gewoon een helikopter kunt gaan charteren in Brisbane om naar de Sunshine Coast te gaan. Dat is alles wat ze doen, maar ze doen het in een elektrisch vliegtuig dat wordt bestuurd door een verkeersbeheersysteem en ze doen het een prijs die goedkoper is dan je een helikopter zou kunnen huren."

Het klinkt makkelijk, Rechtsaf? Maar er is een groot verschil tussen een charterdienst in helikopterstijl en een volledig operationele vloot van vliegende taxi's - of ze nu geautomatiseerd zijn of door mensen bestuurd. Vijf jaar is erg optimistisch.

Hier zijn zeven vragen die we moeten beantwoorden voordat we die visie in realiteit kunnen omzetten.

1. Waar zullen we alle landingsplatforms plaatsen?

Concepten voor luchttaxi's zijn er in vele soorten en maten. Ze kunnen vier passagiers bevatten, of slechts één. Ze kunnen een enkele rotor hebben of meerdere. In elk geval, de grootte van het landingsplatform is waarschijnlijk vergelijkbaar met die van een kleine helikopter. Een kleine Hughes R22 met twee zitplaatsen vereist een landingsplatform met een diameter van minimaal 15 meter.

Het is moeilijk om grote aantallen landingsplatforms met een diameter van 15 meter voor te stellen in een stedelijke omgeving, in de nabijheid van elektriciteitsleidingen en gebouwen. De kosten van stedelijk grondoppervlak zijn al onbetaalbaar. Vermoedelijk, de enige beschikbare opties in een stedelijk landschap, als parken zijn vrijgesteld, zijn op de toppen van gebouwen.

Zelfs dan, tenzij het gebouw erg groot is, de bouw van meer dan een of twee taxiplatforms op een gebouw lijkt onwaarschijnlijk, evenals kostbaar. Dat betekent meer dan 50 tot 100 landingsplaatsen in, bijvoorbeeld, de Sydney CBD is misschien niet haalbaar.

2. Wie krijgt landingsprioriteit?

Drone-pads zouden opeenvolgend moeten worden gebruikt. Zelfs met een zeer efficiënte doorlooptijd van vijf minuten, een pad kon alleen omgaan met, hoogstens, 12 landingen en starts in een uur.

Dus wie beslist welke taxi's landingsprioriteit krijgen en controleert het gebruik? Als de eerste die arriveert voorrang heeft, hoe worden populaire bestemmingen bediend? Bijvoorbeeld, hoe zal een groot aantal mensen allemaal van en naar de cricket komen?

De meest waarschijnlijke locatie voor landingsplatforms is op de toppen van gebouwen. Krediet:bel/omslagafbeeldingen

3. Hoe kunnen we ervoor zorgen dat ze veilig zijn?

Bestaande helikopters vliegen veilig genoeg, maar ze hebben de kracht van turbine- of zuigermotoren nodig om het vliegtuig op te tillen, piloot, brandstof en laadvermogen. De kosten van helikopters zijn momenteel onbetaalbaar voor de gemiddelde gebruiker.

Dus misschien de tilt-rotor, quad-copter concept zou worden gebruikt, maar zelfs Bell Boeing heeft moeite om een ​​hoge betrouwbaarheid te krijgen voor zijn V22 Osprey. Elektromotoren kunnen de oplossing zijn. Ontwikkelaars zijn goed op weg om geschikte elektromotoren te maken voor roterende kracht om één persoon te vervoeren, zoals getoond door de Franse Volta elektrische helikopter, maar batterijtechnologie is een beperkende factor.

Zorgen voor het motorvermogenssysteem, elektrisch systeem en navigatiesysteem betrouwbaar zijn, is cruciaal. De Washington Post identificeerde 418 grote drone-ongelukken bij Amerikaanse militaire operaties wereldwijd in de 12 jaar tot 2013. Drones werden vernietigd of veroorzaakten schade in ongeveer de helft van deze gevallen, met een totale kostprijs van meer dan US $ 2 miljoen.

Het goedkeuringssysteem voor burgerluchtvaartuigen vereist uitgebreide tests om de betrouwbaarheid te vergemakkelijken en, vaak, vereist dubbele systemen om systeemstoringen op te vangen. Dit wordt een enorme uitdaging voor de fabrikanten van vliegende taxi's – en voor CASA.

4. Waar moeten luchttaxi's kunnen vliegen?

Volgens CASA, pilootluchttaxi's zouden onderworpen zijn aan de bestaande CASA-regelgeving, maar geautomatiseerde luchttaxi's, of drones, zijn een ander verhaal.

Drones zijn momenteel beperkt tot vliegen in een luchtruim dat gescheiden is van dat van bemande vliegtuigen. Dat betekent dat ze niet hoger dan 122 meter boven de grond mogen vliegen en dat ze niet in de buurt van luchthavens mogen opereren. Deze voorschriften zijn bedoeld om de risico's voor vliegtuigen, waarvan sommige meer dan 500 mensen vervoeren, te verminderen.

Maar de toren van Sydney is ongeveer 1, 000 voet hoog (305 meter), en veel stedelijke gebouwen zijn meer dan 122 meter hoog. Dat betekent dat er een reeks aangepaste hoogtebeperkingen van toepassing moet zijn. Wie stelt deze parameters in? En hoe reageren dronetaxi's als hulpdiensten alleen gebruik maken van het luchtruim?

5. Hoe gaan we botsingen in de lucht vermijden?

Bemande vliegtuigen voor algemene luchtvaart vertrouwen op "zien en gezien worden" wanneer ze op lagere niveaus vliegen met behulp van zichtvliegregels. Als we de hoogtebeperking voor dronetaxi's wijzigen, hoe zouden ze voldoen aan "zien en vermijden"?

Veel drones hebben nu het vermijden van botsingen met obstakels, inclusief het vermijden van voertuigen in de lucht. De uitdaging zal zijn om protocollen vast te stellen die consistent zullen zijn en veiligheid zal worden toegepast door een aantal drones die allemaal in de buurt zijn.

De Bell Nexus op CES.

We moeten een protocol opstellen voor gevallen waarin taxi's met drones op convergerende sporen met elkaar rijden, of andere lichte vliegtuigen. Bijvoorbeeld, moeten vliegtuigen wijken voor rechts, of naar een klimmend vliegtuig?

Als de risico's van botsingen in de lucht zouden worden beperkt door drones uit de buurt van grote luchthavens te houden, dat zou kunnen betekenen dat het gebruik ervan over de Sydney CBD wordt beperkt, bijvoorbeeld.

6. Wanneer moeten luchttaxi's vanwege het weer aan de grond staan?

Stedelijke omgevingen zorgen niet alleen voor fysieke belemmeringen voor luchttaxi's, maar gebouwen kunnen bij elke wind onvoorspelbare golven en wervelingen veroorzaken. Convectieve wolken kunnen ook thermische turbulentie veroorzaken, samen met hagel, zware regenval en neerwaartse stroming (microbursts).

Luchttaxi's moeten kunnen vliegen in slechte weersomstandigheden, anders zal het gebruik ervan ernstig worden beperkt. Wie beslist of drones vanwege slecht weer aan de grond moeten? Over welk gebied en welke perioden moet de aarding plaatsvinden?

7. Hoe moeten luchttaxi's worden gereguleerd?

Luchttaxi's hebben uitgebreid regelgevend toezicht nodig. Australië heeft de neiging om nieuwe regels uit te vinden, er zal dus waarschijnlijk een grote bureaucratie ontstaan ​​rond deze ontluikende industrie.

Met een klein aantal potentiële gebruikers, het is moeilijk in te zien dat de kosten van de bureaucratie alleen op de gebruikers en ontwikkelaars worden geheven. Zal de belastingbetaler een deel van de rekening betalen?

Deze vragen – en vele andere – zullen naar tevredenheid moeten worden beantwoord voordat een volledig geautomatiseerd, veilige en betrouwbare vloot van luchttaxi's wordt een realiteit.

Of we deze hindernissen kunnen overwinnen, het is waarschijnlijk dat elk systeem sterk beperkt zal zijn in aantal. Vliegende taxi's zullen daarom waarschijnlijk erg duur zijn om de ontwikkelings- en operationele kosten te dekken.

Volgens mij, de combinatie van veiligheid, operationeel, commerciële en regelgevende beperkingen maken de bruikbaarheid van luchttaxi's voor de komende decennia hoogst onwaarschijnlijk.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.