20 tahun terakhir telah ada pesawat ultralight berawak yang menarik dari desain yang tidak konvensional - ini adalah quadcopters, hexocopters, dll. Mereka dirancang sebagai mesin untuk mengangkut orang atau sebagai sarana terbang sesuai keinginan Anda. Ini adalah pencarian solusi baru, penerapan teknologi baru, dengan kata lain, proses alami pengembangan penerbangan ringan.
Desainer berusaha keras untuk membuat pesawat kompak yang menyediakan akses mudah ke langit dari area kecil. Saya akan mengaitkan fitur-fiturnya:
- Lepas landas dan mendarat secara vertikal (atau dipersingkat)
- Kompak dan aman untuk orang lain saat lepas landas dan mendarat
- Kontrol otomatis (sebagian atau penuh).
Kendaraan seperti itu sering disebut sebagai Personal Aircraft. Sebenarnya, ini tidak sepenuhnya benar.
Secara resmi, istilah Personal Air Vehicle diperkenalkan oleh NASA pada tahun 2003 dan dimaksudkan untuk memberikan solusi transportasi cepat dari pintu ke pintu bagi pelanggan. Perangkat semacam itu, menurut NASA, seharusnya bisa dikendarai di jalan seperti mobil dan terbang menggunakan lapangan terbang kecil atau hanya situs yang sesuai.
Persyaratan Pesawat Pribadi dari NASA (2003).
- Tidak lebih dari 5 penumpang
- Kecepatan jelajah 240-320 km / jam
- Tenang, nyaman, dapat diandalkan, tahan cuaca tinggi, konsumsi bahan bakar rendah
- Tersedia untuk uji coba kepada siapa pun yang memiliki SIM
- Tersedia untuk bepergian sebagai mobil dan sebagai pesawat terbang
- Kisaran penerbangan sekitar 1.300 km
Upaya untuk menciptakan teknik semacam itu sudah lama sebelum 2003. Jadi, pada tahun 1946, Robert Fulton (AS) menyelesaikan pembangunan mobil terbang pertama di dunia, the Airphibian, tetapi gagal membawanya ke produksi massal.
Masalah transportasi kota-kota besar, serta impian terbang dari halaman rumah mereka sendiri, memaksa para penemu untuk mengembangkan arah transportasi udara pribadi.
Tujuh puluh tahun kemudian, Airbus memperkenalkan konsep sistem transportasi modular perkotaan.
Perlu dicatat bahwa selama tujuh puluh tahun dunia belum melihat mobil produksi tunggal, yang dapat dikaitkan dengan pesawat pribadi. Jika Anda menghapus persyaratan kemungkinan gerakan di jalan seperti mobil, helikopter ringan dapat dikaitkan dengan perangkat tersebut dengan peregangan.
Tetapi helikopter tidak menjadi "taksi terbang" yang besar. Pertama-tama, tingginya biaya penawaran membuat takut. Konsumen massal tidak mampu membelinya. Pasar membutuhkan solusi yang lebih murah.
Membuat pesawat lepas landas vertikal yang ekonomis dengan sistem kontrol otonom dapat memberikan keuntungan sebagai berikut:
- pengurangan waktu tempuh yang signifikan ketika digunakan sebagai sistem transportasi (dibandingkan dengan transportasi darat);
- lebih murah karena massa dan kurangnya pilot (dibandingkan dengan perjalanan udara yang ada);
- minimalisasi jumlah kecelakaan penerbangan dan bencana karena pengecualian faktor manusia dari sistem kontrol.
Selanjutnya, saya ingin memberikan gambaran tentang beberapa ALS yang benar-benar terbang dari desain tidak konvensional yang telah dirilis selama 20 tahun terakhir, dan membandingkan spesifikasi teknis mereka dengan peralatan desain tradisional.
Mari kita mulai dengan mesin-mesin yang akan saya kaitkan dengan kerang untuk kegiatan di luar ruangan.1.1. GEN H-4
Pada tahun 2000, perusahaan Jepang,
GEN Corporation, memperkenalkan helikopter koaksial ultra-ringan. Pembangkit listrik terdiri dari empat mesin dua silinder. Kegagalan dua mesin memungkinkan pendaratan yang aman. Kontrol pitch sekrup (umum dan siklik) tidak disediakan. Faktanya, rotor adalah baling-baling dengan jarak tetap. Kontrol helikopter seimbang.
GEN H-4 membangkitkan minat besar di antara calon pembeli, tetapi mobil itu tidak dibawa ke produksi massal. Sekarang di situs web pabrikan, Anda dapat membeli gambar untuk konstruksi sendiri.
| Berat kosong, kg | 70 |
| Berat take-off maksimum, kg | 220 |
| Tenaga mesin maksimum, hp | 4x10 |
| Waktu penerbangan maksimum, min | 60 |
| Kecepatan maksimum, km / jam | 85 |
| Plafon, m | 3000 |
| Biaya, $ | 59.500 |
1.2. Martin jetpack
Perusahaan Selandia Baru
Martin Aircraft pada tahun 2008 memperkenalkan, mungkin, satu-satunya perangkat lepas landas vertikal pribadi hingga saat ini, siap untuk diproduksi massal. Pekerjaan pada proyek ini telah berlangsung selama lebih dari 35 tahun.
Traksi dibuat oleh dua baling-baling di saluran annular, diputar oleh mesin pembakaran internal. Tindakan kontrol dibuat oleh pelindung yang tidak dapat ditemukan yang terletak di belakang sekrup.
Sistem kontrol otomatis memberikan stabilisasi perangkat dalam penerbangan.
Martin Jetpack, salah satu dari sedikit perangkat di kelasnya, dilengkapi dengan sistem penyelamatan parasut.
| Berat kosong, kg | 230 |
| Berat take-off maksimum, kg | 330 |
| Tenaga mesin maksimum, hp | 200 |
| Waktu penerbangan maksimum, min | 30 |
| Kecepatan maksimum, km / jam | 40 |
| Plafon, m | 760 |
| Biaya, $ | 150.000 |
1.3. Aerofex Aero-X
Pengembangan sepeda motor terbang dua kursi bergerak di
Aerofex . Mesin ini digerakkan oleh dua baling-baling pitch-tetap di saluran annular. Pembangkit listrik terdiri dari tiga mesin pembakaran internal rotary yang dikombinasikan dalam satu unit. Untuk pendaratan yang aman, dua mesin dari tiga sudah cukup.
Peralatan dikontrol dengan membelokkan aliran di belakang baling-baling, untuk tujuan mana peralatan panduan digunakan di outlet saluran annular.
Ketinggian penerbangan secara artifisial dibatasi hingga 3 meter, untuk menyelamatkan pilot dalam benturan dengan tanah, perangkat ini dilengkapi dengan airbag.
* Perangkat ini sangat mirip dengan
VZ-8 Airgeep yang dibuat atas perintah Angkatan Bersenjata AS pada tahun 1962.
| Berat kosong, kg | 356 |
| Berat take-off maksimum, kg | 496 |
| Tenaga mesin maksimum, hp | 240 |
| Waktu penerbangan maksimum, min | 75 |
| Kecepatan maksimum, km / jam | 72 |
| Plafon, m | - |
| Biaya, $ | 85.000 |
1.4. Udara papan luncur
Mungkin salah satu pesawat individu paling kompak dikembangkan oleh
Frank Zapata dengan timnya - Flyboard Air.
Empat mesin turbojet membuat lift, untuk kontrol langsung dari 2 impeller listrik yang terletak di sisi platform digunakan. Tangki bahan bakar dengan minyak tanah terletak di bagian belakang pilot. Flybord Air dikendalikan oleh remote control genggam.
| Berat kosong, kg | n / a (50) * |
| Berat take-off maksimum, kg | n / a (140) * |
| Tenaga mesin maksimum, hp | 4x250 = 1000 (daya dorong 160 kgf) |
| Waktu penerbangan maksimum, min | 10 |
| Kecepatan maksimum, km / jam | 150 |
| Plafon, m | 3000 |
| Biaya, $ | t / a |
* perkiraan kasar
1.5. Arcaboard
Papan terbang dari
perusahaan antariksa Arca dilengkapi dengan 36 motor listrik dengan kipas di saluran annular, ditenagai oleh baterai.
Penciptanya dengan hati-hati membatasi ketinggian penerbangan hingga 30 cm di atas permukaan yang mendasarinya. Sistem stabilisasi otomatis harus membantu pilot menjaga keseimbangan. Anda dapat mengontrol papan menggunakan smartphone atau menyeimbangkan tubuh Anda sendiri.
| Berat kosong, kg | 82 |
| Berat take-off maksimum, kg | 162 |
| Tenaga mesin maksimum, hp | 7.55x36 = 272 |
| Waktu penerbangan maksimum, min | 6 |
| Kecepatan maksimum, km / jam | 20 |
| Plafon, m | - |
| Biaya, $ | 14.900 |
Di bawah ini adalah perangkat yang dikembangkan sebagai kendaraan2.1. CH-7 Kompres
(ditambahkan untuk perbandingan)
Perusahaan Italia
Helisport pada tahun 1996 memulai produksi massal helikopter ultra-ringan CH-7 Kompress Charle. Tata letak tandem yang padat dari kabin midship kecil memberikan karakteristik kecepatan dan jangkauan yang baik. Hingga saat ini, lebih dari 330 mobil telah diproduksi.
Perlu dicatat bahwa CH-7 adalah salah satu dari beberapa helikopter ultra-cahaya yang sukses secara komersial.
| Berat kosong, kg | 280 |
| Berat take-off maksimum, kg | 450 |
| Tenaga mesin maksimum, hp | 115 |
| Kisaran penerbangan, km | 450 |
| Kecepatan jelajah, km / jam | 100 |
| Plafon, m | 2740 |
| Biaya, $ | 115.000 |
2.2. Volocopter VC200
Pabrikan pesawat Jerman dari
E-volo telah mengembangkan quadcopter ganda yang dilengkapi dengan 18 motor listrik independen dengan baling-baling tetap.
Perangkat dikendalikan dengan mengubah kecepatan mesin. Sistem kontrol secara otomatis memelihara parameter penerbangan yang disetel, mengendalikan kecepatan putaran individual dari setiap engine.
Perangkat ini mampu melanjutkan penerbangan jika terjadi kegagalan hingga enam mesin, keberadaan sistem penyelamatan parasut memberikan keamanan tambahan bagi kru.
| Berat kosong, kg | 290 |
| Berat take-off maksimum, kg | 450 |
| Tenaga mesin maksimum, hp | t / a |
| Waktu penerbangan maksimum, min | 20 |
| Kecepatan maksimum, km / jam | 100 |
| Plafon, m | 2000 |
| Biaya, $ | 340.000 |
2.3. Ehang 184
Perusahaan Cina
Ehang sedang mengembangkan mesin listrik satu kursi menyerupai quadrocopter yang diperbesar. Seperti yang dikemukakan oleh pencipta, ini harus merupakan kendaraan udara yang sepenuhnya otonom (kendaraan udara otonom), penumpang hanya perlu menunjukkan titik kedatangan, seluruh penerbangan dari saat lepas landas hingga mendarat akan disediakan oleh sistem kontrol di atas kapal.
Pesawat bergerak menggunakan dorong empat baling-baling pitch-tetap koaksial. Kontrol dilakukan dengan mengubah kecepatan putaran masing-masing dari delapan motor listrik independen.
Dari sudut pandang mekanik, perangkat ini menarik dalam desainnya yang sederhana, kurangnya transmisi dan kekompakan.
| Berat kosong, kg | 240 |
| Berat take-off maksimum, kg | 340 |
| Tenaga mesin maksimum, hp | 207 |
| Waktu penerbangan maksimum, min | 25 |
| Kecepatan maksimum, km / jam | 60 |
| Plafon, m | 3500 |
| Biaya, $ | t / a |
Perbandingan
Di bawah ini adalah perbandingan perangkat yang terdaftar dengan helikopter. Perbandingan dilakukan sesuai dengan 3 kriteria:
- jangkauan penerbangan;
- massa relatif muatan (rasio muatan terhadap berat lepas landas penuh menjadi ciri kesempurnaan teknis pesawat);
- beban daya (rasio massa take-off dengan daya yang tersedia dari pesawat, dengan kata lain, nilai ini menunjukkan massa perangkat per satu hp daya).
Mobil untuk kegiatan di luar ruangan dan untuk mengangkut orang (barang) dibandingkan secara terpisah. Perbandingan dibuat relatif terhadap helikopter GEN H-4 untuk tabel pertama dan relatif terhadap CH-7 untuk tabel kedua (untuk kejelasan, parameter sampel diambil sebagai unit konvensional).
Kesimpulan
1. lepas landas vertikal
Kendaraan lepas landas vertikal dengan pesawat hemat bahan bakar akan menaklukkan pasar untuk transportasi udara jarak pendek. Namun, pesawat yang dihadirkan sangat jauh dalam kinerja penerbangan, bahkan dari helikopter klasik.
Sampai saat ini, tidak ada solusi konstruktif yang memungkinkan lepas landas, mendarat, dan lebih efisien daripada helikopter.
penyimpangan kecilDi sini sampel demo yang disajikan oleh agensi DARPA terlihat menarik. Perangkat lepas landas XV-24A secara vertikal dengan sayap putar dan sistem propulsi listrik yang berjarak.
Menurut pengembang, mesin ini akan menjadi 25 ... 50% lebih efisien daripada helikopter (yang berarti efisiensi bahan bakar). Impeler yang berjarak sepanjang sayap memungkinkan Anda untuk mengontrol sirkulasi aliran, dan juga mencegah aliran sungai pada sudut serangan yang besar. Daya disuplai dari generator di mesin turbin gas.
2. Catu Daya
Motor listrik (dan pengontrol) yang muncul dengan kepadatan daya rendah dan konsumsi energi baterai yang meningkat memungkinkan Anda membuat mesin yang sepenuhnya listrik. Namun, menurut perkiraan para ahli (pekerjaan itu dilakukan oleh rekan-rekan, itu tidak dipublikasikan), dengan peningkatan konsumsi energi baterai sebesar 25-30 kali per satuan massa dan penurunan biaya konsumsi baterai 1,5-3 kali, dibandingkan dengan indikator saat ini, penggunaan semua transportasi listrik penerbangan akan menjadi layak secara ekonomi. Jadi, sementara ini adalah masalah masa depan yang tidak jauh.
Sebagai contoh, sebuah pesawat terbang listrik Airbus E-FAN, dibuat pada tahun 2014, memiliki jangkauan sekitar 150 km, sedangkan teman sekelas bensin Cessna 150 terbang pada jarak 680 km.
3. Kekompakan
Penciptaan pesawat kompak dibenarkan secara komersial - itu adalah ukuran kecil dari area take-off dan pendaratan, area penyimpanan kecil, dll. Tetapi, seperti dapat dilihat dari tabel perbandingan di atas, mengganti rotor dengan beberapa diameter yang lebih kecil secara signifikan mengurangi efisiensi sistem propulsi dan, sebagai hasilnya, mengarah pada kejatuhan jangkauan.
4. Kontrol otonom
Autopilot modern bersama dengan infrastruktur berbasis darat memungkinkan Anda untuk mengotomatiskan semua tahapan penerbangan.
Dapat diasumsikan bahwa sistem kontrol yang menyediakan konstruksi rute, kontrol pesawat, dan bahkan pemilihan lokasi pendaratan dapat dibangun dalam waktu dekat.
Artikel tersebut menjelaskan keadaan saat ini. Teknologi belum matang untuk pembuatan pesawat terbang pribadi, yang akan diminati pasar massal. Mungkin butuh beberapa dekade. Namun, perangkat yang disajikan dapat digunakan untuk hiburan atau tugas khusus, jika Anda tidak memperhitungkan biayanya.