دليل للسيارات الطائرة

السيارات الطائرة هي موضوع الضجيج. يحاول Brad Templeton ، الرائد في مجال السيارات الآلية ، تصنيف وتصنيف تلك الخيارات الموجودة بالفعل بعقل بارد.

الآن هناك العديد من الخيارات لمرشحي السيارات الطائرة ، وهو نوع من الانفجار الكمبري. النظر في بعض خيارات التصميم الرئيسية ، ومزاياها ، ومحاولة معرفة من هو أكثر عرضة للفوز بالسباق التطوري.

دوارات ثابتة الجناحين أو دوارات

eHang متعدد الدوار لشخصين ، قدم في عام 2017. بالفعل يطير

في الوقت الحالي ، لا تسبب الطائرة متعددة الدوار أي أسئلة ومشاكل أخرى. نحن نعرف كيفية بنائه. إنه ليس فعالًا جدًا ، لذا فإن نطاق رحلاته محدود بالبطاريات. منذ أن تم التعامل معه بالفعل ، كانت الطائرات بدون طيار أول أجهزة قادرة على الإقلاع. فهي multicopters نقية مثل Volocopter (مع 18 الدوارات) و eHang. هناك فئة فرعية أخرى: "Hoverbikes" ("الدراجات النارية الطائرة") ، والتي تشبه إلى حد كبير طائرة بدون طيار للمستهلك لأنها تحتوي على مقعد واحد فقط ، والذي يقع في الغالب فوق المراوح. وهذا يشمل أول كيتي هوك ، الطيارة.

من الأسهل القيام به ، لذلك هناك إشارة أكثر إلى ذلك في الصحافة. يمكن اعتباره زيادة في multicopter ، بحيث يحدث شيء يمكن أن يتحمل 60-120 كجم من الحمل والطيران لمدة 30 دقيقة. ومع ذلك ، هناك حد ، لأن البطارية تصبح أكبر (لتحمل المزيد من الحمل وتغطي مسافة أكبر) ، تصبح أثقل ، مما يقلل من الحمل المسموح به ومدى الطيران مع زيادة التكلفة.

المشكلة الأكبر هي أن كوادكوبتر هو أسوأ من طائرة هليكوبتر من حيث الكفاءة. التصميم مع مجموعة طيران لائقة ، كقاعدة عامة ، يحتوي على محرك كهربائي هجين.



Volocopter هي مركبة تشبه الطائرات بدون طيار والتي تحلق بالفعل. نصف قطر الرحلة أصغر ، لكن التصميم أبسط.

هذا هو السبب في أن معظم الفرق تعمل على بعض السيارات الهجينة التي تقلع مثل multicopters ، لكن لديهم جناحًا وبعد الإقلاع مباشرة ، تتحول (multicopters) إلى طائرة عادية. ليست هناك حاجة للجناح للإقلاع الطبيعي ، لا ينبغي أن يكون كبيرًا مثل الطائرات التقليدية.

Rotorcraft (والتوجهات المنحرفة الأخرى)

اختبار رحلة ايرباص فاهانا مع موقف المروحة الثابتة والجناح قابل للتحويل.

أقدم تصميم للطائرة ذات الدورين والجناح هو دوار دوار. تواجه الدوارات الكبيرة للأعلى ويمكن إمالةها للأمام. تشتهر V22-Osprey بتصميمها المماثل الذي أدى إلى حوادث مميتة.

ومع ذلك ، فإن المعرفة المكتسبة خلال بناء هذا التصميم في Bell Helicopter أدت إلى تصميم Nexus ، والذي استخدم مراوح مائلة مغلقة. تصمّم تصميمات أخرى دوارات على الجناح وإمالة مجموعة الجناح بالكامل. يضعهم Lilium Jet في الذيل ويميل أيضًا.



Lilium Jet - العديد من المراوح المرفوضة. أعلن سرعة عالية جدا ومجموعة.

الحيلة هي أنه يجب عليك أن تحول بأمان الدوارات أثناء الاقلاع والهبوط. هذا ليس سهلا.

مروج المخدرات مروج المخدرات (مروج المخدرات مروج المخدرات)

إذا لم تنحرف الدوار ، فيمكنك الطيران عن طريق إضافة مراوح إضافية تقليدية ، عادةً من الخلف. هذا هو بناء كيتي هوك كورا ، والعديد من الطائرات الأخرى ، بما في ذلك طائرة الشحن Elroy. هذا الأخير يستخدم محرك البنزين للسيطرة مباشرة على المروحة الدفعية.



كيتي هوك كورا رحلة تجريبية مع 12 الدوار ل VTOL والمروحة الثابتة الجناح.

التصميم بسيط - بدون منحدر ، والذي سيكون مشكلة كبيرة إذا حدث خطأ ما. هذا يعني أن جميع الدوارات تظل ثابتة لمعظم الرحلة ، مما يوفر مقاومة بدلاً من الجر أو الرفع.

انحراف جسم الطائرة (إمالة الطائرة)

فتاحة "Blackfly" تطير بالفعل. التصميم بسيط للغاية ، 8 دوارات.

فتاحة يقدم بديلا للاهتمام. له جناحان مع 8 دوارات مثبتة عليها ، ويتم تثبيت الجناح بزاوية على جسم الطائرة. يتم إقلاعها مع توجيه الدوارات عموديًا ، وينحرف الطيار بقوة للخلف ، وتنحرف الطائرة بأكملها معها حتى تتخذ الأجنحة والدوارات وضعًا أفقيًا ، ويكون الطيار في المقدمة وأقل قليلاً. بالنسبة للطيار ، هذا ليس مريحًا جدًا ، ولكنه يساهم في عدم وجود أجزاء متحركة ، باستثناء الدوارات وأسطح التحكم.

جميع الكهربائية أو الهجين

من الأمور الأساسية لثورة VTOL استخدام محرك كهربائي. يتيح لك ذلك إنشاء نوع جديد تمامًا من VTOL ، يختلف عن طائرات الهليكوبتر في المدرسة القديمة. بطاريات اليوم ليست جيدة بما يكفي ، وبالتالي فإن نطاق وحجم السيارة محدودة. يتمثل أحد البدائل في تثبيت مولد بالإضافة إلى البطاريات التي تعمل عادةً بالبنزين أو وقود الطائرات النفاثة. ستظل هناك حاجة إلى بطاريات من أجل طاقة VTOL القصوى ، والهبوط بأمان إذا فشل المولد. نظرًا لأن عطل المولد أصبح الآن أقل تهديدًا ، يمكنك تثبيت محرك غير موثوق ومكلف مثل محركات الطائرات التقليدية.

البنزين شائع لأنه يمكن شراؤه في أي مكان. ولكن في الوقت نفسه ، ليس من السهل توفير محطات الوقود في كل مكان ، بما في ذلك على أسطح المباني ومواقع الهبوط الخاصة. من الأسهل الحصول على إذن لمحطات الشحن الكهربائية.

بالإضافة إلى ذلك ، هذا النهج ليس صديقة للبيئة بشكل خاص. لا يريد الناس تطوير وسيلة نقل جديدة تلوث المزيد من المركبات القديمة.

البديل ، غير الشائع حتى الآن ، هو استخدام خلايا الوقود. الهيدروجين هو وقود كثيف للغاية ، إذا تحدثنا عن وزنه ، بالإضافة إلى أنه يتطلب خزانات ضخمة. ليس من السهل العثور عليه أو تزويده بالوقود. اليوم ، خلايا الوقود غالية الثمن ، لذلك لا تزال بحاجة إلى بطاريات للـ VTOL والهبوط في حالات الطوارئ.

كبيرة ، صغيرة أو بدون عجلات

تأخذ بعض الفرق مصطلح "السيارة الطائرة" حرفيًا - فهم يريدون مركبة يمكنها الحركة على عجلات على الأرض ، وجعلها صغيرة بما يكفي للركوب على الطرق ومواقف السيارات في مواقف السيارات وحتى في المرائب الخاصة. يريد الآخرون أن تكون السيارة قادرة على القيام بحركات صغيرة حول المطار ، على سبيل المثال ، الذهاب إلى موقف السيارات أو إلى محطات الشحن. لا يزال البعض الآخر لا يخطط لأي عجلات - السيارة لا تزال في نفس المكان الذي تهبط فيه.

حل وسط ليست بهذه البساطة. سؤال واحد كبير هو مكان وضع جميع المركبات إذا كنت لا تستطيع القيادة بها. العديد من التصاميم ، على الرغم من أنها ليست ضخمة ، لا يزال حجمها 4 أو 6 سيارات. إذا كان هناك مليون منهم ، فلن يكون هناك مكان في المدينة يمكن وضعهم فيه. حتى لو كان هناك 100 ألف ، فإنه لا يزال هناك الكثير. يمكن أن تتحرك في المناطق المفتوحة ، وتطير إلى موانئ الشحن ، ولكن لا يمكن أن يكون في أي مكان حيث لا يستطيعون الهبوط. يمكنهم الإقلاع والانتقال إلى مواقع أخرى عندما تحتاج إلى الانتظار حتى يختفون من المطار ، لكنهم لن يتمكنوا من الركوب على الطرقات.

من ناحية أخرى ، تضيف العجلات والقدرة على القيادة أجزاء متحركة ، وتعقيدًا ، والأهم من ذلك كله ، وزن. الوزن مهم جدا. كل كيلوغرام يستحق كيلوغرام من الحمولة أو البطارية. نحن نعمل على تحقيق التوازن بين سلسلة الرحلات الجوية المناسبة وحملها ، والعجلات والمحركات وكل ما تحتاجه لقيادة مشروعة على الطرق يؤدي فقط إلى تعقيد المهمة.

لذلك ربما من الأفضل ترك القدرة على الطيران للسيارات الطائرة ، ويجب أن تظل السيارة سيارة. يمكن لآلة الطيران الهبوط ، ويمكن للشخص الخروج منها والدخول إلى الروبوتات. هذا ليس سيئا للغاية. السيارة هي سيارة ، والطائرة هي طائرة.

تقدم ايرباص مقاربة هجينة غريبة نوعا ما. يتكون ذلك من تثبيت "حاوية الركاب" ، والتي يمكن أن يتم التقاطها بواسطة الجزء الطائر ، أو يمكن وضعها في مهد متنقل مع عجلات. وبالتالي ، سوف تطير الحاوية مع الراكب مع الهيكل فوقها ، وبعدها تهبط الحاوية ، وتضعها في قاعدة متحركة. يتم فصل الدوارات وتطيرها بعيدًا لتوصيلها بسيارة أخرى ، بينما يتم تثبيت الحاوية على قاعدة المهد ويمكنها السفر على الطريق. هذا يحل مشكلة الوزن ، لكنه صعب للغاية ، ولا يمكنك الهبوط إلا في الأماكن التي توجد فيها هذه الحاويات.
مشكلة أخرى هي أن مركبات الطرق يجب أن تكون معتمدة من أجل السلامة على الطرق ، ولهذا يجب أن يكون لها وزن كبير.

بعض التصميمات ، مثل Opener Blackfly ، يمكن أن تهبط أيضًا على الماء والعشب. ليس لديهم عجلات ولا يمكنهم التحرك على الأرض على الإطلاق.



Terrafugia هو خيار انتقالي بين طائرة ثابتة الجناحين مزودة بالبنزين ، ويمكنها فقط طي الجناح للركوب على الطريق.

أحد أقدم التصميمات ، Terrafugia Transition ، يطير تمامًا مثل طائرة ثابتة الجناحين ؛ يطوي جناحها حتى تتمكن من ركوبها على الطرق على عجلات. هذه هي فكرة المدرسة العملية (العملية) عن السيارة الطائرة ، ولكن بسبب VTOL ، تحولت Terrafugia إلى تصميم مختلف.

حاليًا ، هناك عدد قليل جدًا من التصميمات التي تحتوي على عجلات أو تصميمها.

مدرج أو عدم وجوده

بعض المركبات لا تزال تستخدم المدرج. الطائرات لم تعد مشكلة ، ويمكن أن تكون فعالة. الأصلي Terrafugia المذكورة أعلاه هو مثال كلاسيكي. الإقلاع متعدد الطائرات مرتفع ، ويستهلك الكثير من الطاقة. المدارج تستخدم الكثير من الأراضي ، وهناك عدد قليل منها. خيار واحد هو الجمع بين Robotaxi مع طائرة ثابتة الجناحين. يأخذك Robotaxi مباشرة إلى الطائرة ، وتبديل كل شيء بسرعة وتقلع. نفس الشيء بترتيب عكسي. سيتيح لك ذلك إنشاء سيارات طيران بكفاءة ونطاق عالٍ ، ويستحق القتال من أجلها.



Pal-V الدوران / سيارة في "وضع مطوية" في المرآب.

البعض الآخر يهتم بتصميم الجيروسكوب. Autogyro هي أيضًا تقنية قديمة جدًا ، وهي متوفرة الآن. تحتاج Autogyros إلى مدرج قصير جدًا للإقلاع أو الهبوط. قصيرة جدا أن العديد من مواقف السيارات أو حتى أسطح المباني ستفعل. ومع ذلك ، فهي ليست فعالة مثل الطائرات. في السابق ، نجحوا في بيعها نظرًا لحقيقة أنها أكثر فاعلية من طائرات الهليكوبتر ، ولكن هذا ليس مناسبًا الآن.

ومع ذلك ، فإن مركبة الطيران الشخصية في الطلب أكبر من العديد من السيارات اليوم.

شفرات مفتوحة ، شفرات محمية ، المسمار في الطربوش الحلقي

في بعض التصميمات ، تحاول ريش الدوار المفتوحة ، وأحيانًا دمجها في الجسم أو في الدروع أو في الطربوش الحلقي. من خلال حمايتهم ، يمكنك تقليل الضوضاء والمخاطر بالنسبة للمشاة ، ولكن هذا يمكن أن يزيد من الوزن ويتداخل مع تدفق الهواء. يمكن أن تنتج البراغي الموجودة في الطربوش الحلقي قوة الجر إذا تم القيام بها بشكل صحيح ، ولكن هذا أمر صعب.



بيل هليكوبتر مع ستة مراوح عملاقة مائلة في الطربوش الحلقي.

ليس من الواضح ما إذا كانت سلطات الأمن ستتحمل ريشًا مفتوحة يمكن أن تلحق الضرر بالأفراد ، لا سيما إذا هبطت المركبات على الطرقات ومواقف السيارات كما يريد الكثيرون.

الطيار المرخص ، مشغل الطائرة بدون طيار أو عمر البطارية

في نهاية المطاف ، يأمل الجميع في جعل سيارات الأجرة مستقلة بالكامل. بموجب القانون الحالي ، هذا غير ممكن ، ولا تزال هذه مشكلة. سيتم إصدار بعض الأجهزة في البداية للاستخدام فقط مع طيار مرخص. نظرًا لوزن البطارية ، يصعب اعتبارها "طائرة رياضية خفيفة" تتطلب ترخيصًا أبسط ، ولا يمكن تسميتها خفيفة ، لكن هناك اقتراحات بأن تقوم إدارة الطيران الفيدرالية (FAA) بتغيير الوزن المسموح به للتعامل معه السيارات الكهربائية على البطاريات التي لم تكن متوقعة من قبل. إذا فعلوا ذلك ، فسيسمح ذلك للمركبات بالتحرك من الأرض والوقوع في أيدي المستخدمين قبل أن تكون الأتمتة جاهزة للاستخدام أو قانونية.

هناك بعض الاقتراحات التي تشير إلى أن تلك التي تبدو أشبه بالطائرات بدون طيار يمكن أن تطير برخصة تجريبية أساسية مصممة للطائرات بدون طيار التي يتم التحكم فيها عن بُعد ، لكنني لست متأكدًا مما إذا كان سيتم تطبيق ذلك بعد الاختبار.

سيارات الأجرة سعة كبيرة أو سيارة خاصة

قبل بضع سنوات ، أعلنوا عن Uber Elevate ، وهي مبادرة رئيسية لإقناع الشركات بتطوير خدمات سيارات الأجرة التي يمكن لشركة Uber أن تنقلها بين موانئ طائرات الهليكوبتر. قال Uber Elevate إنه سيكون عبارة عن مركبات بها 4 ركاب وطيار (لا توجد معدات أوتوماتيكية بعد) وتقلع بشكل أساسي من أسطح المباني في المدن المكتظة بالسكان حتى لا يتم تحميل حركة المرور بشكل أكبر. هذه هي الرؤية التي أدت إلى ظهور العديد من تصميمات المركبات. محاولة جعل هذه السيارات فقط على نفس البطاريات هو تحد آخر. في الوقت نفسه ، ركز كثيرون آخرون على سيارة شخصية ، مع 1-3 مسافرين ووضع الطيار الآلي. وهي مخصصة للملكية الخاصة أو لسيارات الأجرة على مسافات قصيرة.

رحلة ، نموذج ، نموذج أو حلم

Hoversurf هو مثال على hoverbike ممتازة ، أضيق الحدود ، لشخص واحد.

في حين أن هناك ما يقرب من 100 مشروع ، وحتى أكثر من ذلك مغلق ، فهي كلها في مراحل مختلفة من التطوير. فقط 3 قبول أوامر أو بيع. عدد قليل فقط لديهم سيارات طيران كاملة الحجم قادرة على السفر لأي مسافة. وهناك عدد قليل من النماذج الأولية واسعة النطاق ، لكنها صنعت رحلة عمودي فقط. من ناحية أخرى ، تتمتع بعض الشركات مثل Airbus و Boeing و Bell Helicopter و Embraer بخبرة واسعة في الموارد والطيران. وهناك عدد قليل من الشركات لديها نماذج طيران كاملة الحجم. بقية الشركات الـ 81 المدرجة في TransportUp لديها فقط تصميمات ونماذج كمبيوتر. أول سيارات جاهزة للإنتاج هي تصميمات قديمة (مثل Pal-V و Terrafugia) ، والسيارات ذات الدوار فقط (مثل Volokopter وبعض الدراجات النارية الطائرة) وربما Blackfly ، تدعي أنها ستطرح للبيع هذا العام في حدود 70 ألف دولار

من سيفوز

في الوقت الحالي ، هناك الكثير من النقاش حول هذا الموضوع. ومع ذلك ، أعتقد أن التصميمات التالية ستفوز على الأرجح:

1. كوادكوبتر وجناح ثابت ، وتوفير الكفاءة والمدى.
2. صغيرة وقادرة إلى حد ما على التنقل في الأماكن التي ينتظرون فيها الركاب ، ولكن لا يمكنها السفر لمسافات طويلة على الطرق.
3. مع شفرات محمية على الهبوط في مجموعة متنوعة من الأماكن وتكون أكثر هدوءا.
4. مصممة لشخص واحد أو اثنين للبقاء صغيرة وخفيفة.
5. إمالة الطائرات أو الطائرات التي تحركها المروحة لتجنب حركة الأجزاء المعقدة من الدوار.
6. في البداية في حاجة إلى الطيار ، من الناحية المثالية في رخصة طيار محدودة.

في غضون ذلك ، دع آلاف التصاميم تتفتح.

---

اقرأ المزيد من المقالات المفيدة:

• الكاميرات أو الليزر
• السيارات ذاتية الحكم على المصدر المفتوح
• ماكينزي: إعادة النظر في هندسة البرمجيات والالكترونيات في السيارات
• حرب OS أخرى هي بالفعل تحت غطاء محرك السيارة
• رمز البرنامج في السيارة
• في السيارة الحديثة ، هناك سطور أكثر من ...