Panduan untuk Mobil Terbang

Mobil terbang adalah tema sensasi. Brad Templeton, pelopor di bidang mobil robot, berusaha, dengan dingin, untuk memilah dan mengklasifikasikan opsi-opsi yang benar-benar ada.

Sekarang ada banyak pilihan bagi kandidat untuk mobil terbang, semacam ledakan Kambria. Pertimbangkan beberapa opsi desain utama, kelebihannya, dan coba cari tahu siapa yang lebih mungkin memenangkan perlombaan evolusi.

Rotor atau rotor sayap tetap

Multi-rotor eHang untuk 2 orang, diperkenalkan pada 2017. Sudah terbang

Saat ini, multi-rotor drone tidak menimbulkan pertanyaan dan masalah lagi. Kami tahu cara membangunnya. Ini tidak terlalu efektif, sehingga jangkauan terbangnya dibatasi oleh baterai. Karena ia sudah ditangani, drone adalah perangkat pertama yang mampu lepas landas. Mereka adalah multicopters murni seperti Volocopter (dengan 18 rotor) dan eHang. Ada subkategori lain: "Hoverbikes" ("sepeda motor terbang"), yang bahkan lebih seperti drone konsumen, karena mereka hanya memiliki satu kursi, yang sering terletak di atas baling-baling. Ini termasuk Kitty Hawk pertama, Flyer.

Ini jauh lebih mudah dilakukan, jadi ada lebih banyak menyebutkannya di media. Ini dapat dianggap sebagai peningkatan multicopter, sehingga terjadi sesuatu yang dapat menahan beban 60-120 kg dan terbang selama 30 menit. Namun, ada batasnya, karena baterai menjadi lebih besar (untuk menahan lebih banyak beban dan menutupi jarak yang lebih besar), ia menjadi lebih berat, sehingga mengurangi beban yang diizinkan dan jangkauan penerbangan sambil meningkatkan biaya.

Masalah terbesar adalah bahwa quadcopter bahkan lebih buruk daripada helikopter dalam hal efisiensi. Desain dengan rentang penerbangan yang layak, sebagai suatu peraturan, memiliki penggerak listrik hybrid.



Volocopter adalah kendaraan seperti drone yang sudah terbang. Jari-jari penerbangan lebih kecil, tetapi desainnya lebih sederhana.

Itulah sebabnya sebagian besar tim bekerja pada beberapa hibrida yang lepas landas seperti multicopters, tetapi mereka memiliki sayap dan segera setelah lepas landas mereka (multicopters) berubah menjadi pesawat terbang biasa. Sayap tidak diperlukan untuk lepas landas normal, tidak boleh sebesar pesawat konvensional.

Rotorcraft (dan desakan menyimpang lainnya)

Uji terbang Airbus Vahana dengan posisi baling-baling yang tetap dan sayap yang bisa ditangkis.

Desain tertua untuk pesawat dengan dua rotor dan sayap adalah rotor putar. Baling-baling besar menghadap ke atas dan dapat dimiringkan ke depan. V22-Osprey terkenal karena desainnya yang serupa, yang menyebabkan kecelakaan fatal.

Namun, pengetahuan yang diperoleh selama konstruksi desain ini di Bell Helicopter menyebabkan desain Nexus, yang menggunakan baling-baling tertutup yang dibelokkan. Desain lainnya memasang rotor pada sayap dan memiringkan seluruh unit sayap. Lilium Jet menempatkannya di bagian ekor dan juga miring.



Lilium Jet - banyak baling-baling yang ditolak. Menyatakan kecepatan dan jangkauan yang sangat tinggi.

Kuncinya adalah Anda harus membelokkan rotor dengan aman saat lepas landas dan mendarat. Ini tidak mudah.

Pusher propeller (Pusher prop)

Jika Anda tidak membelokkan rotor, Anda dapat terbang dengan menambahkan baling-baling tambahan yang lebih tradisional, biasanya dari belakang. Ini adalah konstruksi dari Kitty Hawk Cora, dan beberapa pesawat lain, termasuk pesawat kargo Elroy. Yang terakhir menggunakan mesin bensin untuk secara langsung mengontrol baling-baling dorong.



Kitty Hawk Cora uji terbang dengan 12 rotor untuk VTOL dan baling-baling sayap tetap.

Desainnya sederhana - tanpa lereng, yang akan menjadi masalah besar jika terjadi kesalahan. Ini berarti bahwa semua rotor tetap diam untuk sebagian besar penerbangan, memberikan resistensi alih-alih traksi atau pengangkatan.

Pesawat menyimpang (bidang miring)

Pembuka "Blackfly" sudah terbang. Desainnya sangat sederhana, 8 rotor.

Pembuka menawarkan alternatif yang menarik. Ia memiliki dua sayap dengan 8 rotor yang dipasang padanya, dan sayap dipasang pada sudut ke badan pesawat. Ini lepas landas dengan rotor menunjuk secara vertikal, dan pilot menyimpang sangat mundur, dan seluruh pesawat menyimpang dengan itu sampai sayap dan rotor mengambil posisi horizontal, dan pilot di depan dan sedikit lebih rendah. Untuk pilot, ini sangat tidak nyaman, tetapi berkontribusi terhadap tidak adanya bagian yang bergerak, dengan pengecualian rotor dan permukaan kontrol.

Semua-listrik atau hibrida

Pusat revolusi VTOL adalah penggunaan motor listrik. Ini memungkinkan Anda untuk membuat tipe VTOL yang benar-benar baru, berbeda dari helikopter jadul. Baterai saat ini hampir tidak cukup baik, sehingga jangkauan dan ukuran kendaraan terbatas. Salah satu alternatif adalah menginstal generator di samping baterai, biasanya didukung oleh bensin atau bahan bakar jet. Baterai masih akan dibutuhkan untuk daya puncak VTOL, dan untuk mendarat dengan aman jika generator gagal. Karena kegagalan generator sekarang menjadi ancaman yang lebih kecil, Anda dapat memasang motor yang tidak dapat diandalkan dan semahal mesin pesawat konvensional.

Bensin populer karena dapat dibeli di mana saja. Tetapi pada saat yang sama, tidak begitu mudah untuk memasok pompa bensin di mana-mana, termasuk di atap gedung dan di lokasi pendaratan pribadi. Lebih mudah untuk mendapatkan izin untuk stasiun pengisian listrik.

Selain itu, pendekatan ini tidak ramah lingkungan. Orang tidak ingin mengembangkan transportasi baru yang akan mencemari yang lebih lama.

Alternatif, belum umum, adalah penggunaan sel bahan bakar. Hidrogen adalah bahan bakar yang sangat padat, jika kita berbicara tentang beratnya, ditambah lagi membutuhkan tangki besar. Tidak mudah untuk menemukan atau mengisi bahan bakar. Saat ini, sel bahan bakar cukup mahal, jadi Anda masih membutuhkan baterai untuk VTOL dan pendaratan darurat.

Besar, kecil atau tanpa roda

Beberapa tim menggunakan istilah "mobil terbang" secara harfiah - mereka menginginkan kendaraan yang dapat bergerak di atas roda di tanah, membuatnya cukup kecil untuk naik di jalan dan parkir di tempat parkir dan bahkan di garasi pribadi. Yang lain ingin kendaraan hanya dapat melakukan gerakan kecil di sekitar lapangan terbang, misalnya, pergi ke tempat parkir atau ke stasiun pengisian. Yang lain tidak merencanakan roda - mobil tetap di tempat yang sama di mana ia mendarat.

Kompromi tidak begitu sederhana. Satu pertanyaan besar adalah di mana harus meletakkan semua kendaraan jika Anda tidak bisa mengendarainya. Banyak desain, meskipun tidak besar, masih berukuran 4 atau 6 mobil. Jika ada satu juta dari mereka, maka tidak akan ada tempat di kota di mana mereka bisa ditempatkan. Bahkan jika ada 100 ribu, itu masih banyak. Mereka dapat bergerak di area terbuka, terbang ke pelabuhan pengisian, tetapi tidak bisa di mana saja di mana mereka tidak bisa mendarat. Mereka bisa lepas landas dan pindah ke situs lain ketika Anda harus menunggu sampai mereka membersihkan lapangan terbang, tetapi mereka tidak akan bisa naik di jalan.

Di sisi lain, roda dan kemampuan mengemudi menambah bagian yang bergerak, kompleksitas dan, yang terburuk, berat. Berat badan sangat penting. Setiap kilogram bernilai satu kilogram muatan atau baterai. Kami menyeimbangkan di ambang jangkauan dan beban penerbangan yang layak, dan roda, motor dan semua yang Anda butuhkan untuk mengemudi secara legal di jalan hanya mempersulit tugas.

Jadi mungkin kemampuan terbang lebih baik diserahkan kepada kendaraan terbang, dan mobil harus tetap menjadi mobil. Mesin terbang dapat mendarat, dan seseorang dapat keluar darinya dan masuk ke robotsi. Ini tidak terlalu buruk. Mobil adalah mobil, dan pesawat terbang adalah pesawat terbang.

Airbus menawarkan pendekatan hybrid yang agak aneh. Ini terdiri dari memasang "wadah penumpang", yang dapat diambil oleh bagian terbang, atau dapat ditempatkan dalam dudukan bepergian dengan roda. Dengan demikian, wadah dengan penumpang akan terbang dengan sasis di atasnya, setelah itu wadah mendarat, menempatkannya di pangkalan bergerak. Rotor melepaskan dan terbang untuk melekat pada mobil lain, sementara wadah terjepit di dasar dudukan dan dapat melakukan perjalanan di jalan. Ini memecahkan masalah berat, tetapi sangat sulit, dan Anda hanya dapat mendarat di tempat yang memiliki wadah seperti itu.
Masalah lain adalah bahwa kendaraan jalan harus disertifikasi untuk keselamatan jalan, dan untuk ini mereka harus memiliki banyak bobot.

Beberapa desain, seperti Blackfly Pembuka, juga dapat mendarat di air dan rumput. Mereka tidak memiliki roda dan mereka tidak bisa bergerak di darat sama sekali.



Terrafugia adalah pilihan transisi antara pesawat sayap tetap tradisional dengan bensin, hanya dapat melipat sayap untuk mengendarai di jalan.

Salah satu desain tertua, Terrafugia Transition, terbang ketat seperti pesawat sayap tetap, sayapnya terlipat sehingga bisa naik di jalan dengan roda. Ini adalah ide kuno (praktis) tentang mobil terbang, tetapi karena VTOL bahkan Terrafugia beralih ke desain yang berbeda.

Saat ini, hanya sedikit desain yang memiliki roda atau tata letaknya.

Landasan pacu atau ketiadaan

Beberapa kendaraan masih menggunakan landasan pacu. Pesawat tidak lagi menjadi masalah, dan mereka bisa efektif. Terrafugia asli yang disebutkan di atas adalah contoh klasik. Lepas landas multicopter sangat keras, dan menghabiskan banyak energi. Landasan pacu menggunakan banyak tanah, dan ada beberapa di antaranya. Salah satu opsi adalah menggabungkan Robotaxi dengan pesawat sayap tetap. Robotaxi membawa Anda langsung ke pesawat, Anda dengan cepat mengubah segalanya dan lepas landas. Hal yang sama dalam urutan terbalik. Ini akan memungkinkan Anda membuat mobil terbang dengan efisiensi dan jangkauan tinggi, dan patut diperjuangkan.



Pal-V gyroplane / mobil dalam "mode terlipat" di garasi.

Beberapa yang lain tertarik dengan desain gyroplane. Autogyro juga merupakan teknologi yang sangat tua, dan sekarang tersedia. Autogyros membutuhkan landasan pacu yang sangat pendek untuk lepas landas atau mendarat. Begitu pendeknya sehingga banyak tempat parkir atau bahkan atap bangunan akan berfungsi. Namun, mereka tidak seefektif pesawat terbang. Sebelumnya, mereka berhasil menjualnya karena fakta bahwa mereka lebih efektif daripada helikopter, tetapi sekarang ini tidak begitu relevan.

Namun, kendaraan terbang pribadi dalam permintaan lebih besar daripada banyak mobil saat ini.

Buka bilah, bilah terlindung, sekrup di annular cowl

Dalam beberapa desain, bilah rotor terbuka, dan kadang-kadang mereka mencoba untuk mengintegrasikannya ke dalam tubuh, ke dalam perisai atau ke dalam annular cowl. Dengan melindungi mereka, Anda dapat mengurangi kebisingan dan risiko pejalan kaki, tetapi ini dapat meningkatkan berat badan dan mengganggu aliran udara. Sekrup pada penutup annular dapat menghasilkan traksi yang kuat jika dilakukan dengan benar, tetapi ini sulit.



Bell Helicopter dengan enam baling-baling miring raksasa di tudung annular.

Tidak jelas apakah otoritas keamanan akan memasang dengan pisau terbuka yang dapat membahayakan orang, terutama jika kendaraan mendarat di jalan raya dan tempat parkir yang diinginkan banyak orang.

Pilot berlisensi, operator drone, atau usia baterai

Pada akhirnya, semua orang berharap untuk membuat taksi sepenuhnya otonom. Di bawah hukum saat ini, ini tidak mungkin, dan ini masih menjadi masalah. Beberapa mesin pada awalnya akan dirilis untuk digunakan hanya dengan pilot berlisensi. Karena berat baterai, mereka sulit untuk memenuhi syarat sebagai "pesawat sport ringan" yang memerlukan lisensi pilot yang lebih sederhana, mereka tidak dapat disebut ultralight, tetapi ada saran bahwa FAA (Administrasi Penerbangan Federal) dapat mengubah bobot yang diijinkan untuk berurusan dengan mobil listrik dengan baterai yang tidak pernah diharapkan sebelumnya. Jika mereka melakukannya, ini akan memungkinkan kendaraan untuk bergerak dari tanah dan jatuh ke tangan pengguna sebelum otomasi siap digunakan atau sah.

Ada beberapa saran bahwa yang paling mirip drone dapat terbang dengan lisensi pilot dasar yang dirancang untuk drone yang dikendalikan dari jarak jauh, tetapi saya tidak yakin apakah ini akan diterapkan setelah pengujian.

Taksi kapasitas besar atau mobil pribadi

Beberapa tahun yang lalu mereka mengumumkan Uber Elevate , sebuah inisiatif besar untuk membuat perusahaan mengembangkan layanan taksi udara yang dapat dikelola Uber untuk memindahkan orang-orang di antara pelabuhan helikopter. Uber Tinggikan mengatakan bahwa itu akan menjadi kendaraan dengan 4 penumpang dan pilot (belum ada peralatan otomatis) dan sebagian besar lepas landas dari atap bangunan di kota-kota padat penduduk sehingga tidak memuat lebih banyak lalu lintas. Ini adalah salah satu visi yang telah menyebabkan munculnya banyak desain kendaraan. Mencoba membuat mobil-mobil ini hanya pada baterai yang sama adalah tantangan lain. Pada saat yang sama, banyak orang lain berfokus pada mobil pribadi, dengan 1-3 penumpang dan mode autopilot. Mereka dimaksudkan baik untuk kepemilikan pribadi atau untuk taksi jarak pendek.

Penerbangan, model, prototipe, atau mimpi

Hoversurf adalah contoh sepeda hoverbike yang sangat baik, minimalis, untuk satu orang.

Meskipun ada hampir 100 proyek, dan bahkan lebih banyak ditutup, mereka semua berada pada tahap pengembangan yang berbeda. Hanya 3 yang menerima pesanan atau menjual. Hanya sedikit yang memiliki kendaraan terbang ukuran penuh yang mampu melakukan perjalanan jarak jauh. Beberapa lainnya memiliki prototipe skala penuh, tetapi mereka hanya membuat penerbangan vertikal. Di sisi lain, beberapa perusahaan seperti Airbus, Boeing, Bell Helicopter, dan Embraer memiliki sumber daya dan pengalaman penerbangan yang luas. Beberapa perusahaan lagi memiliki model terbang ukuran penuh. Sisanya dari 81 perusahaan yang terdaftar di TransportUp hanya memiliki desain dan model komputer. Mobil pertama yang siap diproduksi adalah desain lama (seperti Pal-V dan Terrafugia), mobil dengan hanya rotor (seperti Volokopter dan beberapa motor terbang), dan sangat mungkin Blackfly, mengklaim akan dijual tahun ini. dalam kisaran $ 70 ribu

Siapa yang akan menang

Saat ini, ada banyak perdebatan tentang topik ini. Namun, saya percaya bahwa desain berikut kemungkinan besar akan menang:

1. Quadcopter dan sayap tetap, memberikan efisiensi dan jangkauan.
2. Kecil dan mampu bergerak di beberapa tempat di mana mereka akan menunggu penumpang, tetapi tidak dapat melakukan perjalanan jarak jauh di jalan.
3. Dengan bilah yang dilindungi untuk mendarat di berbagai tempat dan lebih tenang.
4. Dirancang untuk satu atau dua penumpang agar tetap kecil dan ringan.
5. Memiringkan pesawat atau pesawat yang digerakkan baling-baling untuk menghindari pergerakan bagian kompleks rotor.
6. Awalnya membutuhkan pilot, idealnya dalam lisensi pilot terbatas.

Sementara itu, biarkan seribu desain mekar.

---

Baca lebih banyak artikel bermanfaat:

• Kamera atau laser
• Mobil otonom pada sumber terbuka
• McKinsey: Memikirkan Kembali Perangkat Lunak dan Arsitektur Elektronik di Otomotif
• Perang OS lain sudah di bawah kap mobil
• Kode program di dalam mobil
• Di mobil modern, ada lebih banyak baris kode daripada ...