Nowe możliwości rozwoju transportu powietrznego w obliczu nieszczęść w branży lotniczej i kosmicznej
24 listopada, 2020Michael Cervenka sięga do korzeni swojego dziadka.
„Był konstruktorem podzespołów i kazał mi sortować śruby w jego warsztacie, gdy miałem 18 miesięcy”, mówi.
To zainteresowanie dosłownie wzięło górę. Obecnie jest szefem Vertical Aerospace z siedzibą w Bristolu i przeszedł na elektryczne maszyny do startów i lądowań pionowych (eVTOL).
Dzięki temu, że samolot ten może być cichy i ekonomiczny, został uznany za kolejną wielką rzecz w samolotach pasażerskich.
Vertical pracuje nad VA-1X, samolotem przeznaczonym do lotów między regionami. Ten regionalny akcent ma znaczenie, ponieważ maszyny eVTOL są często promowane jako taksówki powietrzne, kręcące się po naszych miastach pod hasłem „miejska mobilność lotnicza” (UAM).
Niektórzy sugerują nawet, że pojazdy te mogłyby zbierać pasażerów i przewozić ich po wcześniej ustalonych korytarzach lotniczych bez pilota.
Vertical odrzuca to jako fantazję. „Nasze samoloty będą mocno zautomatyzowane”, mówi pan Cervenka. „Ale zarówno przepisy jak i społeczeństwo będą wymagały pilota przez lata.”
Automatyczna reakcja na przeszkodę na lądowisku poniżej będzie wciągać VA-1X w górę i z dala od kolizji, ale ludzie nadal chcą widzieć wysoko wyszkolonego lotnika kierującego ich lotem.
Używając wielu śrub napędowych, które wskazują niebo do startu, a następnie obracają się do przodu, aby lecieć poziomo, VA-1X ma na celu przewiezienie czterech pasażerów i pilota na krótkie odległości taniej niż śmigłowiec.
Linie lotnicze działają w ramach ścisłych regulacji, więc jak ta zupełnie nowa kategoria maszyn przejdzie kontrolę międzynarodowych organów bezpieczeństwa? Pan Cervenka mówi, że ściśle współpracuje z brytyjskimi i europejskimi organami regulacyjnymi.
Technologia VA-1X została przetestowana na odległym lotnisku w Walii przy użyciu prototypu o nazwie Seraph. Jest to pilotowana czarna skrzynka otoczona sześcioma ramionami mocującymi łopatki wirnika.
Masywny wygląd Seraph potwierdza jego rolę w udowadnianiu systemów, które powinny utrzymywać osiem silników elektrycznych VA-1X we właściwym kierunku. A jeśli silnik ulegnie awarii, Seraph nadal może zawisnąć i wylądować.
W przeciwieństwie do niektórych bezskrzydłowych propozycji samochodów latających w świecie eVTOL-u, VA-1X Vertical ma konstrukcję skrzydłową. Tak więc skrzydła zdejmują ciśnienie z jego źródła zasilania elektrycznego, które pochodzi z akumulatora samochodowego. Vertical zatrudnia 25 byłych inżynierów Formuły 1 oraz inżyniera akumulatora z Jaguara Land Rovera.
Silniki elektryczne są prostsze i cichsze niż silniki w helikopterach czy samolotach odrzutowych.
Firma twierdzi, że jej samolot będzie 30 razy cichszy niż helikopter. Teoretycznie powinna więc móc w większym stopniu korzystać z istniejących helikopterów, gdzie częstotliwość lądowań jest ograniczona przez przepisy dotyczące hałasu.
Jest rozwojem rynku przewozów pomiędzy lokalizacjami nie obsługiwanymi przez szybkie linie kolejowe i regionalne linie lotnicze. Łączność regionalna to nazwa tej gry.
„Będziemy oferować możliwość połączenia miejsc, które nie są dziś dobrze skomunikowane” – mówi Cervenka, który obserwuje połączenie Londyn-Brighton, trasę znaną z opóźnień kolejowych i korków.
Covid zmniejszył liczbę pasażerów linii lotniczych. Pan Cervenka uważa więc, że nowe zakupy dużych linii lotniczych są poza menu. Ale linie lotnicze mogą korzystać z lotów eVTOL z dużego lotniska do centrum miasta, aby przyciągnąć w ramach swojej taryfy loty biznesowe lub w pierwszej klasie.
VA-1X o prędkości 150 mph (240 km/h) będzie potrzebował pełnego naładowania akumulatora co 100 mil, ale 25-milowy krótki skok z lotniska do centrum miasta pozwoliłby na szybkie doładowanie i szybką zmianę trasy.
David Tait, prawnik badający nowe technologie dla brytyjskiego Urzędu Lotnictwa Cywilnego, mówi, że spodziewa się, iż statek eVTOL zyska aprobatę organów regulacyjnych dla niektórych usług – ale także wylewa zimną wodę na dzikie obietnice latających taksówek.
„Usługi konsumenckie na żądanie są bardzo odległe”, mówi, powołując się na wyzwania związane z zarządzaniem ruchem lotniczym, polegające na umieszczeniu w powietrzu zbyt wielu maszyn nad dużym miastem.
Konstrukcje takie jak ośmiosilnikowy VA-1X nie mają jednego punktu awarii, w przeciwieństwie do helikoptera, w którym utrata łopat wirnika lub mocy może być katastrofalna.
„Naszym zdaniem eVTOL powinien być co najmniej tak bezpieczny jak istniejące pojazdy”, mówi pan Tait. „Oczekujemy, że będą one cichsze, czystsze i bezpieczniejsze.
Na całym świecie realizowanych jest około 300 projektów eVTOL-u, a niemiecki Lilium jest jednym z najbardziej zaawansowanych, przyciągającym inżynierów z Boeinga i Airbusa.
Jego charakterystyczna maszyna eVTOL posiada 36 silników elektrycznych umieszczonych wewnątrz smukłych, białych skrzydeł i samolotów z ogonem. Są to wentylatory kanałowe, zasysające powietrze i wydmuchujące je w sposób silnika odrzutowego, ale bez mieszania go z paliwem. Ta masa wentylatorów wytwarza silny prąd, który popycha mały pięciomiejscowy strumień do 300km/h (186mph) i daje pilotowi kontrolę nad kierunkiem.
Remo Gerber, jego szef operacyjny, mówi, że pomimo tej radykalnej konstrukcji Lilium „podąża za klasycznym podejściem do lotnictwa”, z funkcjami dyktującymi bezpieczeństwo, takimi jak kewlarowa skorupa wokół łopatek wentylatora, zapewniająca, że jeśli łopatka odleci, zostanie ona zamknięta w twardym materiale.
W 2019 r. w bazie poza Monachium leciał demonstrator technologii, a większa maszyna produkcyjna jest przeznaczona do przewozu czterech pasażerów i jednego pilota, jak VA-1X. Te lekkie ładunki pasażerskie odzwierciedlają ograniczenia mocy silników elektrycznych.
Pan Gerber podziela pogląd, że UAM został wyprzedany: „Walczymy z UAM”. Nie widzimy korzyści.” Twierdzi on, że bardzo krótkie odległości nie mają sensu dla eVTOL, ponieważ ostatni odcinek podróży musi jeszcze odbyć się drogą lądową – Lilium koncentruje się również na regionalnym rynku transportowym.
Lilium planuje utworzenie sieci regionalnej wokół portów lotniczych w Dusseldorfie i Kolonii w gęsto zaludnionym obszarze Nadrenii Północnej-Westfalii w Niemczech. Celem jest połączenie do 2025 r. mniejszych miast, takich jak Aachen i Munster, z portami lotniczymi za pomocą samolotów Lilium.
Projektuje się również lotniska eVTOL – co nazywa się „vertiports”. Przy stosunkowo niewielkiej powierzchni stanowią one przystępną cenowo alternatywę dla lotnisk i dworców kolejowych. Mogłyby one łączyć region z setkami lotów dziennie, a wiele lotów o wysokiej częstotliwości z różnych miejsc przewoziłoby więcej pasażerów niż konkurencyjne usługi kolejowe pierwszej klasy po równoważnych cenach.
Po powrocie do Vertical, w produkcji pojawią się takie elementy, jak wyświetlacze w kokpicie VA-1X, które zostaną włączone do końcowego montażu. Tak więc bardzo wczesne doświadczenie pana Cervenki w łączeniu wielu części maszyny może jeszcze przynieść korzyści.
