Персональный воздушный транспорт
Тип самолета
Carter PAV 2014 года выпуска

Персональный воздушный транспорт ( ПВТ ) — это предлагаемый класс пассажирских воздушных судов, обеспечивающих воздушные перевозки по требованию.

Появление этой альтернативы традиционным наземным методам транспортировки стало возможным благодаря технологиям беспилотных летательных аппаратов и электрической тяге . Препятствия включают в себя безопасность полетов , летную годность , эксплуатационные расходы , удобство использования , интеграцию воздушного пространства , шум и выбросы самолетов , которые сначала были преодолены путем сертификации малых БПЛА, а затем и опыта. [1]

Определение

Пока еще не существует полностью принятого определения персонального воздушного судна (PAV). Обычно под ним понимают автономный электрический самолет с возможностью вертикального взлета и посадки (VTOL) из точки в точку. Его можно или нельзя рассматривать как одноместное автономное электрическое транспортное средство, в отличие от многоместного eVTOL . [2] Он предназначен для обеспечения удобства полета, аналогичного частному автомобилю с точки зрения доступности и простоты эксплуатации, а также предлагая скорость и эффективность маршрутизации, которые стали возможны благодаря прямому полету из точки в точку. PAV отличается от обычных типов авиации общего назначения тем, что его могут использовать люди без квалификации пилота. [3]

Характеристики

Автономия

Помимо производства персональных воздушных транспортных средств, также исследуется создание автономных систем для PAV. Во-первых, электронные системы пилотажных приборов с синтетическим зрением (EFIS), такие как Highway in the sky (HITS), значительно упрощают управление самолетом. [4] Кроме того, Phantom Works работает над проектированием системы, которая позволит автоматизировать PAV. PAV обозначаются своими собственными «полосами» в небе, тем самым гарантируя избежание возможных столкновений. Кроме того, различные PAV также способны обнаруживать друг друга и общаться друг с другом, что еще больше снижает риск столкновений. [5]

Проблемы

Управление воздушным движением

Инфраструктура Федерального управления гражданской авиации (FAA) в настоящее время не способна справиться с ростом трафика воздушных судов, который будет генерироваться PAV. План FAA по модернизации формирует систему воздушного транспорта следующего поколения , запланированную на 2025 год. [6] Временный план заключается в использовании более мелких аэропортов. Моделирование NASA и других показало, что PAV, использующие более мелкие общественные аэропорты, не будут мешать коммерческому трафику в более крупных аэропортах. В настоящее время в Соединенных Штатах насчитывается более 10 000 государственных и частных небольших аэропортов, которые можно было бы использовать для этого типа транспорта. Эта инфраструктура в настоящее время недостаточно используется и используется в основном прогулочными самолетами.

Шум

Шум от PAV также может беспокоить сообщества, если они летают вблизи домов и предприятий. Без более низкого уровня шума, который позволяет приземляться в жилых районах, любой PAV должен взлетать и приземляться на контролируемом FAA аэродроме, где одобрены более высокие уровни шума.

Исследования изучали способы сделать вертолеты и самолеты менее шумными, но уровень шума остается высоким. В 2005 году был выявлен простой метод снижения шума: держать самолет на большей высоте во время посадки. Это называется подходом с непрерывным снижением (CDA). [7]

Диапазон

Многие предлагаемые самолеты PAV работают на электрических батареях , однако они имеют небольшую дальность полета из-за низкой удельной энергии современных батарей. [8] Эта дальность может быть недостаточной для обеспечения достаточного запаса безопасности при поиске места посадки в чрезвычайной ситуации.

В качестве решения этой проблемы были предложены самолеты на топливных элементах , поскольку у водорода гораздо более высокая удельная энергия . [8] [9]

Безопасность

Безопасность городских полетов — известная проблема для регулирующих органов и отрасли. 16 мая 1977 года в результате крушения вертолета-шаттла Sikorsky S-61 авиакомпании New York Airways из Международного аэропорта имени Джона Ф. Кеннеди , который приземлился на крыше здания Pan Am (ныне здание MetLife ), когда шасси сломалось, а оторвавшаяся лопасть несущего винта убила несколько человек на вертолетной площадке и одну женщину на Мэдисон-авеню , положив конец этому бизнесу на десятилетия почти по всему миру. Текущие показатели аварийности вертолетов были бы недостаточными для городской мобильности. Конструкция Sikorsky S-92, ориентированная на безопасность, по-прежнему допускает одну смертельную аварию на миллион летных часов. Этот показатель привел бы к 150 авариям в год для 50 000 eVTOL, летающих 3000 часов в год. [10]

Для Sikorsky Innovations развивающийся рынок городской воздушной мобильности стоимостью 30 миллиардов долларов нуждается в безопасности, по крайней мере, такой же хорошей, как FAR Часть 29, регулирующая вертолеты весом более 7000 фунтов (3,2 т). К маю 2018 года Sikorsky налетал на S-76 120 часов с полным автономным полетом от точки до точки в режиме реального времени и обходом рельефа местности сложным путем, с программным обеспечением уровня А и избыточностью , с пилотом безопасности. [11] Sikorsky Aircraft хочет достичь безопасности вертикального полета в один отказ на 10 миллионов часов на платформах с высокой загрузкой, объединив текущий опыт вертолетов с достижениями в области автономного полета, интеграции воздушного пространства и электрической тяги . [10]

История

NASA создало проект сектора персональных воздушных транспортных средств в 2002 году в рамках своей Программы систем транспортных средств (VSP). Этот проект был частью офиса NASA Vehicle Integration, Strategy, and Technology Assessment (VISTA), который также включал сектора дозвуковых транспортных средств, самолетов вертикального взлета и посадки, сверхзвуковых самолетов и высотных самолетов большой продолжительности полета. Целью каждого сектора было установление целей возможностей транспортных средств и требуемых стратегий инвестиций в технологии для достижения этих прорывов. [12]

Разница в характеристиках транспортных средств между PAV и существующими одномоторными поршневыми самолетами авиации общего назначения была изложена в 2003 году на конференции Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA). [13] Для значительного повышения простоты использования, безопасности, эффективности, дальности полета и доступности потребуются передовые концепции.

В 2006 году VSP был заменен новыми инициативами NASA Aeronautics. Усилия по разработке технологии PAV в NASA перешли на призовые инвестиции, при этом фонды NASA Centennial Challenge Prize в размере 250 000 долларов были предоставлены для Personal Air Vehicle Challenge в 2007 году. [ необходима цитата ]

Исследования

Европейский союз финансирует трехэтапное исследование стоимостью 4,2 млн евро (в рамках Седьмой рамочной программы ) технологий и их воздействия на БПЛА; взаимодействия человека и воздушного судна, автоматизации воздушных систем в загроможденной среде и изучения социально-технологической среды. [14] [15]

вызов PAV

NASA Langley исследовала и создала прототип необходимых технологий PAV и выделила крупнейший денежный приз в истории GA для PAV, который может продемонстрировать наилучшую общую комбинацию производительности. Соревнование по полету PAV на этот приз, известное как первый ежегодный PAV Challenge, проводилось с 4 по 12 августа 2007 года и принимало CAFE Foundation в Санта-Розе, Калифорния. [16]

В 2008 году конкурс был переименован в «Конкурс технологий авиации общего назначения».

Новые призы:

  • Премия «За общественный шум» (150 000 долларов США)
  • Зеленый приз (50 000 долларов США) (MPG)
  • Премия за безопасность полетов (50 000 долл. США) (обслуживание, eCFI)
  • Премия CAFE 400 (25 000 долларов США) (Скорость)
  • Приз за самую тихую LSA (10 000 долларов США)

Победителями стали:

  • Общественный шум Lambada N109UA $ 20 000
  • Зелёный приз победителя нет n/a
  • CAFE Safety Pipistrel N2471P $50 000
  • CAFE 400 Pipistrel N2471P $2000
  • Самый тихий LSA Lambada N109UA $10 000
  • Pipistrel N2471P с самым коротким взлетом $3750
  • Лучший угол подъема Pipistrel N2471P $3,750
  • Лучшее качество планирования на скорости 100 миль в час Flightdesign CTSW N135CT 3750 долларов США
  • Шум в салоне (связка) Lambada N109UA Pipistrel N2471P 3750 долларов США (1875 долларов США за штуку)

Список персональных воздушных транспортных средств

ТипСтранаСортДатаНет.СтатусПримечания
Airbus A³ ВаханаЕвросоюзКонвертоплан20182Прототип
Пассажирский самолет BoeingНАСВинтокрыл20191Прототип
Картер ПАВНАСВинтокрыл20112Прототип
Волокоптер 2XГерманияВинтокрыл20162ПрототипПрототипами были VC1 и VC200.
Виск КораНАСВинтокрыл20191Прототип
Xplorair PX200ФранцияМеханизированный подъемникПроектГибридная реактивная силовая установка

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Грэм Уорвик (6 мая 2016 г.). «Проблемы, которые аэрокосмическая отрасль все еще должна решить». Aviation Week & Space Technology .
  2. ^ Коннор Хупес и Тимоти Т. Такахаши; «Развитие федерального регулирования персональных воздушных транспортных средств», Университет штата Аризона, 2023. (Получено 11 июля 2023 г.). Примечание: Хупес и Такашаки отмечают, что «PAV ... предназначены для индивидуального личного использования, вмещая только одного пассажира. Более крупные eVTOL ... предназначены для двух-пяти пассажиров» и, напротив, «более крупные PAV, которые перевозят более одного пассажира» .
  3. ^ «Краткое изложение итогового отчета — PPLANE (Персональный самолет: оценка и проверка новаторских концепций для персональных воздушных транспортных систем)», Европейская комиссия, 2013 г. (получено 3 июля 2021 г.)
  4. ^ Гарри Крамер (2003-12-01). "Шоссе в небе". Aviationtoday.com . Получено 2011-04-25 .
  5. ^ Гэри Сандерс (июль 2004 г.). «Технические специалисты Boeing проверяют возможность создания персональных воздушных транспортных средств». Boeing Frontiers .
  6. ^ "FAA NGATS". Архивировано из оригинала 17 октября 2006 года.
  7. ^ «Снижение шума в самолете: инженеры-акустики нашли простой способ снижения шума в самолете». ScienceDaily. 1 июля 2005 г.
  8. ^ ab "Стартап по созданию летающих автомобилей Alaka'i делает ставку на водород, превосходящий аккумуляторы". Wired . ISSN  1059-1028 . Получено 20.01.2020 .
  9. ^ «Водородный летательный аппарат рекламируется как средство для регулирования дорожного движения в Южной Калифорнии». Reuters UK . 2019-05-30. Архивировано из оригинала 30 мая 2019 года . Получено 2020-01-20 .
  10. ^ Гай Норрис (26 января 2018 г.). «Проверка безопасности и производства городского eVTOL в реальных условиях». Aviation Week & Space Technology .
  11. ^ Марк Хубер (1 мая 2018 г.). «Sikorsky Exec подчеркивает безопасность городских полетов». AIN онлайн .
  12. ↑ Марк Д. Мур; «NASA Personal Air Transportation Technologies», Исследовательский центр NASA LANgley, 2006. (получено 3 июля 2021 г.)
  13. ^ «Инновации в полете: исследования Научно-исследовательского центра НАСА в Лэнгли по революционным передовым концепциям в области аэронавтики» (PDF) . НАСА . 22 февраля 2005 г.
  14. ^ Чижевски, Эндрю. Проект персональных летательных аппаратов направлен на прекращение заторов на дорогах The Engineer (журнал UK) , 22 июня 2011 г. Дата обращения: 26 июля 2011 г.
  15. ^ myCopter Европейский Союз , 2011. Доступ: 26 июля 2011 г.
  16. ^ "CAFE Foundation & The PAV Centennial Challenge". 7 марта 2007 г. Архивировано из оригинала 7 марта 2007 г.

Дальнейшее чтение

  • «NASA объявляет о проведении Aeronautical Centennial Challenge». NASA. 28 июля 2005 г.
  • «Результаты конкурса NASA PAV Challenge 2007». Фонд CAFE. 16 августа 2007 г.
  • Дэнни Хаким (16 июня 2014 г.). «Свой вертолет». The New York Times .
  • Марк Хубер (декабрь 2017 г.). «Это птица, это самолет, это… Uber?». Business Jet Traveler .
  • "Новости Electric VTOL". Техническое общество вертикального полета.
  • «Воздушные такси едут в никуда?». FlightGlobal.com . 19 февраля 2018 г.
  • Стивен Тримбл (21 февраля 2018 г.). «Электрические беспилотные летательные аппараты экономически обоснованы для использования в качестве воздушного такси». FlightGlobal .
  • Кеннет И. Шварц (5 марта 2020 г.). «Трансформационный вертикальный полет 2020». Вертифлайт .

Отчеты

  • R. John Hansman, Parker D. Vascik (21 апреля 2016 г.). "Эксплуатационные аспекты мобильности по требованию на основе самолетов" (PDF) . Совместная университетская программа по воздушному транспорту .
  • Перемотка в будущее городского воздушного транспорта по требованию (PDF) . Elevate (отчет). Uber. 27 октября 2016 г.
  • Майкл Дж. Даффи и др. (Май 2017 г.). «Исследование снижения стоимости вертикального полета с помощью электротяги». Компания Boeing.
  • Артур Браун и Уэсли Л. Харрис (январь 2018 г.). «Модель проектирования и оптимизации транспортных средств для авиации по требованию» (PDF) . Массачусетский технологический институт.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Персональное_воздушное_средство&oldid=1257941325"