Au cours des 20 dernières années, des avions ultralégers habités intéressants de conceptions non conventionnelles sont apparus - ce sont des quadcopters, des hexocopters, etc. Ils sont conçus comme des machines pour le transport de personnes ou comme un moyen de voler à votre guise. C'est la recherche de nouvelles solutions, l'application de nouvelles technologies, c'est-à-dire le processus naturel de développement de l'aviation légère.
Les concepteurs s'efforcent de créer un avion compact qui offre un accès facile au ciel à partir de petites zones. J'attribuerais à leurs caractéristiques:
- Décollage et atterrissage verticaux (ou raccourcis)
- Compact et sûr pour les autres lors du décollage et de l'atterrissage
- Contrôle automatique (partiel ou complet).
Ces véhicules sont souvent appelés avions personnels. À strictement parler, ce n'est pas entièrement vrai.
Officiellement, le terme véhicule aérien personnel a été introduit par la NASA en 2003 et était destiné à fournir une solution rapide de transport de porte à porte pour un client. Un tel appareil, selon la NASA, aurait dû être capable de conduire sur des routes comme une voiture et de voler en utilisant de petits aérodromes ou simplement des sites appropriés.
Exigences relatives aux avions personnels de la NASA (2003).
- Pas plus de 5 passagers
- Vitesse de croisière 240-320 km / h
- Silencieux, confortable, fiable, résistant aux intempéries, faible consommation de carburant
- Disponible pour le pilotage à toute personne possédant un permis de conduire
- Disponible pour voyager en voiture et en avion
- Portée d'environ 1300 km
Les tentatives pour créer une telle technique étaient bien avant 2003. Ainsi, en 1946, Robert Fulton (États-Unis) a achevé la construction de la première voiture volante au monde, l'Airphibian, mais n'a pas réussi à la produire en série.
Les problèmes de transport des mégapoles, ainsi que le rêve de voler depuis la cour de leur propre maison, ont forcé les inventeurs à développer la direction du transport aérien personnel.
Soixante-dix ans plus tard, Airbus a introduit le concept d'un système de transport urbain modulaire.
Il convient de noter que depuis soixante-dix ans, le monde n'a pas vu une seule voiture de production, qui pourrait être attribuée à des avions personnels. Si vous supprimez l'exigence de la possibilité de se déplacer sur les routes comme une voiture, les hélicoptères légers peuvent être attribués à de tels appareils avec un étirement.
Mais les hélicoptères ne sont pas devenus un "taxi volant" massif. Tout d'abord, le coût élevé de l'offre fait peur. Le grand public ne peut pas se le permettre. Le marché a besoin de solutions moins chères.
La création d'un avion à décollage vertical économique avec un système de contrôle autonome peut offrir les avantages suivants:
- une réduction significative du temps de trajet lorsqu'il est utilisé comme système de transport (par rapport au transport routier);
- moins cher en raison de la masse et du manque de pilotes (par rapport aux voyages en avion existants);
- minimisation du nombre d'accidents de vol et de catastrophes dus à l'exclusion du facteur humain du système de contrôle.
Ensuite, je veux donner un aperçu de certaines SLA vraiment volantes d'une conception non conventionnelle qui ont été publiées au cours des 20 dernières années, et comparer leurs spécifications techniques avec un appareil de conception traditionnel.
Commençons par les machines que j'attribuerais aux obus pour les activités de plein air.1.1. GEN H-4
En 2000, la société japonaise
GEN Corporation a introduit un hélicoptère coaxial ultra-léger. La centrale se compose de quatre moteurs à deux cylindres. La panne de deux moteurs permet un atterrissage en toute sécurité. Le contrôle du pas de vis (général et cyclique) n'est pas fourni. En fait, le rotor est une hélice à pas fixe. Le contrôle de l'hélicoptère est équilibré.
GEN H-4 a suscité un grand intérêt parmi les acheteurs potentiels, mais la voiture n'a pas été mise en production de masse. Maintenant, sur le site Web du fabricant, vous pouvez acheter des dessins pour l'auto-construction.
| Poids à vide, kg | 70 |
| Masse maximale au décollage, kg | 220 |
| Puissance maximale du moteur, ch | 4x10 |
| Temps de vol maximum, min | 60 |
| Vitesse maximale, km / h | 85 |
| Plafond, m | 3000 |
| Coût, $ | 59 500 |
1.2. Martin jetpack
En 2008, la société néo-zélandaise
Martin Aircraft a présenté, peut-être, le seul dispositif de décollage vertical personnel, à ce jour, prêt pour la production en série. Les travaux sur le projet durent depuis plus de 35 ans.
La traction est créée par deux hélices dans les canaux annulaires, entraînées en rotation par un moteur à combustion interne. L'action de contrôle est créée par des écrans déflectifs situés derrière les vis.
Le système de contrôle automatique assure la stabilisation de l'appareil en vol.
Martin Jetpack, l'un des rares appareils de sa catégorie, équipé d'un système de sauvetage en parachute.
| Poids à vide, kg | 230 |
| Masse maximale au décollage, kg | 330 |
| Puissance maximale du moteur, ch | 200 |
| Temps de vol maximum, min | 30 |
| Vitesse maximale, km / h | 40 |
| Plafond, m | 760 |
| Coût, $ | 150 000 |
1.3. Aerofex Aero-X
Le développement d'une moto volante biplace est engagé dans
Aerofex . La machine est entraînée par deux hélices à pas fixe dans les canaux annulaires. La centrale se compose de trois moteurs à combustion interne rotatifs combinés en une seule unité. Pour un atterrissage en toute sécurité, deux moteurs sur trois suffisent.
L'appareil est contrôlé en déviant le flux derrière les hélices, auquel cas un appareil de guidage est utilisé à la sortie des canaux annulaires.
L'altitude de vol est artificiellement limitée à 3 mètres, pour éviter au pilote une collision avec le sol, l'appareil est équipé d'airbags.
* L'appareil est très similaire au
VZ-8 Airgeep créé par ordre des forces armées américaines en 1962.
| Poids à vide, kg | 356 |
| Masse maximale au décollage, kg | 496 |
| Puissance maximale du moteur, ch | 240 |
| Temps de vol maximum, min | 75 |
| Vitesse maximale, km / h | 72 |
| Plafond, m | - |
| Coût, $ | 85 000 |
1.4. Flyboard air
Peut-être l'un des avions individuels les plus compacts a été développé par
Frank Zapata avec son équipe - Flyboard Air.
Quatre turboréacteurs créent une portance, pour un contrôle direct du parcours 2 hélices électriques situées sur les côtés de la plateforme sont utilisées. Le réservoir de carburant avec du kérosène est situé à l'arrière du pilote. Flybord Air est contrôlé par une télécommande à main.
| Poids à vide, kg | so (50) * |
| Masse maximale au décollage, kg | so (140) * |
| Puissance maximale du moteur, ch | 4x250 = 1000 (poussée 160 kgf) |
| Temps de vol maximum, min | 10 |
| Vitesse maximale, km / h | 150 |
| Plafond, m | 3000 |
| Coût, $ | n / a |
* estimation approximative
1.5. Arcaboard
La planche volante d'
Arca Space Corporation est équipée de 36 moteurs électriques avec ventilateurs dans les canaux annulaires, alimentés par des batteries.
Ses créateurs ont prudemment limité la hauteur du vol à 30 cm au-dessus de la surface sous-jacente. Un système de stabilisation automatique devrait aider le pilote à maintenir l'équilibre. Vous pouvez contrôler la carte à l'aide d'un smartphone ou équilibrer votre propre corps.
| Poids à vide, kg | 82 |
| Masse maximale au décollage, kg | 162 |
| Puissance maximale du moteur, ch | 7,55x36 = 272 |
| Temps de vol maximum, min | 6 |
| Vitesse maximale, km / h | 20 |
| Plafond, m | - |
| Coût, $ | 14 900 |
Vous trouverez ci-dessous des appareils développés en tant que véhicule2.1. CH-7 Kompress
(ajouté pour comparaison)
La société italienne
Helisport a commencé en 1996 la production de masse de l'hélicoptère ultra-léger CH-7 Kompress Charle. La disposition en tandem dense de la cabine du petit milieu de gamme offre de bonnes caractéristiques de vitesse et d'autonomie. À ce jour, plus de 330 voitures ont été fabriquées.
Il convient de noter que le CH-7 est l'un des rares hélicoptères ultra-légers à succès commercial.
| Poids à vide, kg | 280 |
| Masse maximale au décollage, kg | 450 |
| Puissance maximale du moteur, ch | 115 |
| Portée de vol, km | 450 |
| Vitesse de croisière, km / h | 100 |
| Plafond, m | 2740 |
| Coût, $ | 115 000 |
2.2. Volocopter VC200
Les avionneurs allemands de la société
E-volo ont développé un quadricoptère double équipé de 18 moteurs électriques indépendants à hélices à pas fixe.
L'appareil est contrôlé en modifiant la vitesse du moteur. Le système de contrôle maintient automatiquement les paramètres de vol définis, contrôlant la vitesse de rotation individuelle de chaque moteur.
L'appareil est capable de poursuivre le vol en cas de panne de jusqu'à six moteurs, la présence d'un système de sauvetage en parachute offre une sécurité supplémentaire pour l'équipage.
| Poids à vide, kg | 290 |
| Masse maximale au décollage, kg | 450 |
| Puissance maximale du moteur, ch | n / a |
| Temps de vol maximum, min | 20 |
| Vitesse maximale, km / h | 100 |
| Plafond, m | 2000 |
| Coût, $ | 340 000 |
2.3. Ehang 184
La société chinoise
Ehang développe une machine électrique monoplace ressemblant à un quadricoptère agrandi. Tel que conçu par les créateurs, il devrait s'agir d'un véhicule aérien entièrement autonome (véhicule aérien autonome), le passager n'a qu'à indiquer le point d'arrivée, l'ensemble du vol du décollage à l'atterrissage sera assuré par le système de contrôle embarqué.
L'avion se déplace en utilisant la poussée de quatre hélices coaxiales à pas fixe. Le contrôle s'effectue en modifiant la vitesse de rotation de chacun des huit moteurs électriques indépendants.
Du point de vue mécanique, le dispositif est intéressant par sa conception simple, son manque de transmission et sa compacité.
| Poids à vide, kg | 240 |
| Masse maximale au décollage, kg | 340 |
| Puissance maximale du moteur, ch | 207 |
| Temps de vol maximum, min | 25 |
| Vitesse maximale, km / h | 60 |
| Plafond, m | 3500 |
| Coût, $ | n / a |
Comparaison
Vous trouverez ci-dessous une comparaison des appareils répertoriés avec un hélicoptère. La comparaison a été réalisée selon 3 critères:
- portée de vol;
- la masse relative de la charge utile (le rapport de la charge utile à la masse totale au décollage, caractérise la perfection technique de l'aéronef);
- charge sur la puissance (le rapport de la masse au décollage à la puissance disponible de l'avion, en d'autres termes, cette valeur montre la masse de l'appareil pour un hp de puissance).
Les voitures pour les activités de plein air et pour le transport de personnes (marchandises) ont été comparées séparément. La comparaison a été faite par rapport à l'hélicoptère GEN H-4 pour le premier tableau et par rapport à CH-7 pour le deuxième tableau (pour plus de clarté, les paramètres de l'échantillon sont pris comme une unité conventionnelle).
Conclusions
1. Décollage vertical
Un véhicule à décollage vertical avec des avions économes en carburant conquiert le marché du transport aérien à courte distance. Cependant, les avions présentés sont très loin en performances de vol, même à partir d'un hélicoptère classique.
À ce jour, il n'y a pas de solution constructive qui permette un décollage vertical, un atterrissage et soit plus efficace qu'un hélicoptère.
petite digressionIci, l'échantillon de démonstration présenté par l'agence DARPA semble intéressant. Dispositif de décollage vertical XV-24A avec une aile rotative et un système de propulsion électrique espacé.
Selon les développeurs, cette machine sera 25 ... 50% plus efficace qu'un hélicoptère (ce qui signifie une économie de carburant). Des impulseurs espacés sur toute la longueur de l'aile vous permettent de contrôler la circulation du ruisseau et empêchent également le décrochage du ruisseau à de grands angles d'attaque. L'énergie est fournie par un générateur sur un moteur à turbine à gaz.
2. Alimentation
Les moteurs électriques (et contrôleurs) émergents avec une faible densité de puissance et une consommation d'énergie accrue des batteries vous permettent de créer des machines entièrement électriques. Cependant, selon des estimations d'experts (le travail a été réalisé par des collègues, il n'a pas été publié), avec une augmentation de la consommation d'énergie des batteries de 25 à 30 fois par unité de masse et une diminution du coût de consommation de la batterie de 1,5 à 3 fois, par rapport aux indicateurs actuels, l'utilisation du transport tout électrique l'aviation deviendra économiquement viable. Donc, alors qu'il s'agit d'un avenir non lointain.
Par exemple, un avion électrique Airbus E-FAN créé en 2014 a une autonomie d'environ 150 km, tandis que son camarade de classe essence Cessna 150 vole à une distance de 680 km.
3. Compacité
La création d'un avion compact est justifiée commercialement - c'est la petite taille de la zone de décollage et d'atterrissage, une petite zone de stockage, etc. Mais, comme le montre le tableau de comparaison ci-dessus, le remplacement du rotor par plusieurs diamètres plus petits réduit considérablement l'efficacité du système de propulsion et, par conséquent, conduit à une chute gamme.
4. Contrôle autonome
Le pilote automatique moderne associé à une infrastructure au sol vous permet d'automatiser toutes les étapes du vol.
On peut supposer qu'un système de contrôle qui fournit la construction de routes, le contrôle des avions et même la sélection d'un site d'atterrissage pourrait être construit dans un proche avenir.
L'article décrit la situation actuelle. La technologie n'est pas encore mûre pour la création d'un avion personnel, qui intéressera le marché de masse. Cela peut prendre des décennies. Mais, les appareils présentés peuvent bien être utilisés pour le divertissement ou des tâches spéciales, si vous ne tenez pas compte de leur coût.