Wir alle könnten bald neue Flugzeugtypen am Himmel über der Stadt sehen, und Senkrecht-Start und -Landungsflugzeuge (VTOL) werden ein vertrauter Anblick werden. Die Sicherheit und das Wohlergehen der Bürgerinnen und Bürger stehen im Mittelpunkt der Arbeit der EASA. Daher wird verlangt, dass VTOL spezielle Konstruktions- und Sicherheitsmerkmale aufweisen und Vorschriften und Leitlinien einhalten, um die Sicherheit in der Luft und am Boden zu gewährleisten.
In diesem Artikel geht es um die wichtigsten Merkmale für VTOL, um Konstruktion und Design von VTOL sowie um die erforderlichen Sicherheitsmerkmale und die Umweltaspekte, die zu beachten sind.
Vorgeschichte und vorbereitende Arbeiten
Vor der Öffnung des Luftraums für VTOL standen jahrelange vorbereitende Forschungsarbeiten und Produktdesigntätigkeiten. In den kommenden Jahren werden weitere Konsultationen mit der Industrie, den Interessenträgern des Luftverkehrs und natürlich auch ein Dialog mit den EU-Bürgerinnen und -Bürgern stattfinden.
Experten aus Forschung und Wissenschaft, von den Luftfahrtbehörden und der Industrie sowie andere Interessierte trafen sich regelmäßig, um über den sichersten, umweltfreundlichsten und praktikabelsten Weg zur Öffnung des städtischen Luftraums für den Verkehr zu diskutieren.
Über einen Zeitraum von sechs Monaten – von November 2020 bis Mai 2021 – führte die EASA eine Studie zur urbanen Luftmobilität durch. Diese umfasste gründliche Forschungsarbeiten, Literaturrecherchen, Analysen des städtischen Marktes, eine quantitative und eine qualitative Erhebung und einen ausführlichen Lärmtest. Rund 4000 Einwohnerinnen und Einwohner aus sechs Großstädten/Regionen wurden befragt.
- Einzelheiten dazu finden Sie in unserem EASA-Light-Artikel zur urbanen Luftmobilität.
An Bord eines VTOL – Die Bestimmungen in Kürze
Die Bestimmungen und das Konzept für den Flugbetrieb von VTOL werden detailliert dargelegt und betreffen vor allem die Sicherheit und Nachhaltigkeit von VTOL im Hinblick auf den Anwendungsfall und die Auswirkungen von VTOL auf die Bürgerinnen und Bürger. In unserem Artikel zu VTOL haben wir bereits einige der Bestimmungen vorgestellt.
Die wichtigsten Merkmale sind:
- Redundanter Antrieb und redundante Systeme, d. h. es sind mehrere Systeme vorhanden, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen
- Senkrechtes Starten und Landen, um den neuen Einsatz in belebten städtischen Umgebungen mit begrenztem Platzangebot zu ermöglichen
- Ausfallsichere Systeme und Strukturen, um die Sicherheit bei Ausfällen zu erhöhen
- Zunächst werden bemannte VTOL eingesetzt: Dadurch wird sichergestellt, dass wir bei Flügen mit einem Piloten an Bord Erfahrungen und Daten sammeln können und uns so auf autonome VTOL vorbereiten können, die wir erst fliegen, sobald wir über eine solide Sicherheitsbilanz verfügen.
Futuristisches und sicheres Design für den Himmel über unseren Städten
Das Aussehen ist zwar wichtig, aber die Sicherheit bestimmt das Design und die Spezifikationen und wird Grundlage dafür sein, was erlaubt sein wird. Dabei ist zu sagen, dass Design und Sicherheit sich tatsächlich sehr gut vertragen, und es gibt viele Designideen, die attraktiv und sicher zugleich sind.
Die EASA hat ihr eigenes „virtuelles“ VTOL, das „EU-VTOL“! Sie werden dem EU-VTOL in vielen unserer Artikel und Informationen begegnen, in denen Designaspekte und Sicherheitsanforderungen und -spezifikationen erläutert werden.
Es wird zahlreiche Formen und Designs für VTOL geben, aber einige Merkmale werden grundlegende Anforderungen darstellen. Unser EU-VTOL existiert also nicht wirklich und wird auch nie gebaut werden – aber wir sind überzeugt davon, dass es sich gut fliegen lassen würde!
Motoren und Rotoren
Die Anzahl der Motoren und Rotoren ist das Merkmal, das ein VTOL von einem Hubschrauber (oder allgemeiner gesagt von einem Drehflügler) unterscheidet, der ebenfalls vertikal starten und landen kann.
VTOL werden eine größere Anzahl von Motoren und Rotoren haben, um die Leistung zu optimieren und funktionelle Redundanz für die Sicherheit zu bieten, was bedeutet, dass immer mehr Motoren und Rotoren an Bord sind, als für das Fliegen eigentlich erforderlich sind, um den Flug ggf. bei einem Ausfall fortsetzen zu können.
Zusätzliche Rotoren bieten bei einigen Konstruktionstypen einen weiteren potenziellen Vorteil, da mehr Rotoren mit einer niedrigeren Blattspitzengeschwindigkeit betrieben werden können, die dann zusammen den gleichen Auftrieb oder Schub bewirken, aber weniger Lärm erzeugen.
Die Motoren und Rotoren sind in der Regel verteilt angeordnet, um die Kräfte, die ein Drehen des Rumpfes um die eigene Achse verursachen könnten, auszugleichen. Daher benötigen die meisten VTOL keinen Heckrotor wie herkömmliche Hubschrauber.
Komfort und Sicherheit für Pilot und Passagiere
Auch wenn VTOL irgendwann vollkommen autonom sein sollen, werden die ersten VTOL, mit denen eine Form des Personentransports möglich sein wird, einen Piloten an Bord haben. Sobald Sicherheitsbilanzdaten für solche Flüge vorliegen und analysiert werden können, werden auch Flüge ohne Pilot an Bord untersucht werden können.
Vorerst werden wir uns mit VTOL befassen, die über Passagierkabinen verfügen, die von dem Piloten und den Passagieren gemeinsam genutzt werden.
Im Folgenden möchten wir einige Merkmale vorstellen und einen Eindruck davon vermitteln, wie es an Bord eines VTOL sein wird.
Die technischen Bestimmungen für VTOL sehen zunächst maximal neun Passagiere und einen oder zwei Piloten vor. In der Fluggastkabine erfolgt kein Druckausgleich, da die meisten Flüge in geringer Höhe stattfinden und daher keine Sauerstoffmasken erforderlich sind.
Sicherheitsgurte sind ein Muss und müssen von den Passagieren und dem Piloten angelegt werden, wenn dies aus Sicherheitsgründen erforderlich ist. Je nach Flugroute werden Rettungswesten, Rettungsinseln und zusätzliche Sicherheitsausrüstungen an Bord sein, und das VTOL muss zusätzliche Zertifizierungsanforderungen erfüllen.
Flugrouten, Start- und Landeprofile und Leistungsziele werden eine wichtige Rolle für die Sicherheit spielen.
- In unserem Artikel zu Vertiports im städtischen Umfeld finden Sie weitere Informationen zu diesem Thema.
Antriebsbatterien (Sicherheit durch Menge)
Bei den meisten VTOL sind Batterien als Hauptenergiequelle vorgesehen. Eine der vielen Sicherheitsanforderungen verlangt, dass sich mehr Batteriezellen als nötig an Bord eines VTOL befinden müssen, damit die Stromversorgung auch bei Ausfällen gewährleistet ist.
Die Spezifikationen werden keine bestimmte Antriebsenergie vorgeben. Dadurch wird sichergestellt, dass Spezifikationen, Vorschriften und Anforderungen zukunftssicher sind und mit künftigen technologischen Veränderungen Schritt halten können.
Leichte, aber stabile Materialien
Bei VTOL ist das Gewicht entscheidend! Es ist besonders wichtig, leichte und langlebige Materialien zu verwenden.
Im Allgemeinen werden die zur Herstellung von VTOL verwendeten Materialien mehreren Tests unterzogen, bevor sie überhaupt in die Nähe von Passagieren kommen dürfen.
Insbesondere müssen sie ihre Eigenschaften unter den Umwelt- und Betriebsbedingungen, für die das VTOL zertifiziert ist, beibehalten.
Große schöne Fenster
Die Fenster sind ein weiterer Hingucker in vielen der bisher vorgestellten VTOL-Designs.
Da Piloten in allen Flugphasen auf Hindernisse und andere Verkehrsteilnehmer im städtischen Luftraum achten müssen, sind große Fenster, die eine besonders gute Sicht bieten, für die Sicherheit von Piloten und Passagieren unerlässlich.
Und natürlich ist auch das Flugerlebnis für die Passagiere umso schöner und sie werden die Städte aus einer anderen Perspektive sehen können.
Flugsteuerung für VTOL mit Pilot
Obwohl sich die Industrie autonome VTOL zum Zukunftsziel gemacht hat, werden die ersten VTOL, denen wir begegnen werden, immer noch einen Piloten an Bord haben, der das VTOL steuert und erstmal Betriebsdaten sammelt. So werden wir beurteilen können, ob die Spezifikationen und Bestimmungen sicher, ausreichend, angemessen und benutzerfreundlich sind.
Der Einsatz mehrerer Motoren und Rotoren erfordert eine fortschrittliche Flugsteuerung, bei der Computer den Piloten bei der Bedienung der Motoren unterstützen. Dadurch kann außerdem das Fliegen des VTOL erleichtert werden.
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Die EASA wird die neuesten Informationen über VTOL, Vertiports und Entwicklungen weitergeben, die für Bürger und Passagiere relevant sind. Lesen Sie auf EASA Light unsere Artikel über VTOL, Drohnen und andere Themen.
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