Binnenkort vliegen er nieuwe soorten luchtvaartuigen boven onze steden en algauw zal niemand meer opkijken wanneer er een verticaal opstijgend en landend luchtvaartuig (vertical take-off and landing aircraft – VTOL) door de lucht scheert. EASA stelt de veiligheid en het welzijn van de burger altijd voorop. VTOL’s moeten dan ook speciaal ontworpen zijn, over specifieke kenmerken beschikken en voldoen aan de regels/richtsnoeren om een veilig gebruik ervan zowel in de lucht als op de grond te waarborgen.
In dit artikel komen de voornaamste kenmerken van een VTOL aan bod. Er wordt dieper ingegaan op het ontwerp en de vormgeving van dergelijke luchtvaartuigen, alsook op de veiligheidskenmerken waarover zij zullen beschikken en de milieuaspecten waarmee rekening zal worden gehouden.
Hoe zijn we zo ver gekomen – en hoe hebben we dat klaargespeeld?
Er is jarenlang gezwoegd op voorbereidend onderzoek en productontwerp voordat VTOL’s eindelijk het luchtruim konden kiezen. Ook de komende jaren zal er verder worden overlegd met belanghebbenden in de industrie en de luchtvaart, en er zal natuurlijk een dialoog worden opgezet met de EU-burgers.
Er zijn regelmatig bijeenkomsten gehouden tussen deskundigen uit de onderzoekswereld, academische kringen, luchtvaartautoriteiten en de industrie, evenals andere geïnteresseerden, om te bespreken hoe het luchtruim boven onze steden zo veilig, milieuvriendelijk en haalbaar mogelijk kan worden ingezet voor vervoersdoeleinden.
EASA heeft gedurende een periode van zes maanden – van november 2020 tot mei 2021 – een studie verricht naar stedelijke luchtmobiliteit. De studie omvatte een grondig onderzoek, een literatuuronderzoek, een stedelijke marktanalyse, een kwantitatieve enquête, een kwalitatieve enquête en een gedetailleerde geluidstest. Er deden ongeveer 4 000 inwoners van 6 grote steden/regio’s aan mee.
- Meer details vindt u in ons EASA Light-artikel over stedelijke luchtmobiliteit.
Aan boord van een VTOL – alle specificaties in vogelvlucht
Er zullen gedetailleerde specificaties en maatregelen worden uitgewerkt voor VTOL’s en het gebruik daarvan, waarbij de nadruk zal liggen op de veiligheid en duurzaamheid van de luchtvaartuigen met het oog op het soort uitgevoerde vluchten en de gevolgen die de burgers hiervan zullen ondervinden. Enkele specificaties zijn al aangekaart in ons artikel over verticaal opstijgen en landen (VTOL).
Voor de specificaties gelden de volgende belangrijkste referentiepunten:
- redundantie in de aandrijving en in de systemen, d.w.z. dat het luchtvaartuig over meerdere systemen beschikt om de betrouwbaarheid te verhogen;
- vermogen om verticaal op te stijgen en te landen, zodat er nieuwe activiteiten kunnen worden uitgevoerd in drukke stedelijke omgevingen waar weinig plaats is;
- fouttolerante systemen en constructies, om de veiligheid in geval van storingen te vergroten;
- het plan om eerst bemande VTOL’s in te zetten; zo kunnen we de nodige ervaring opdoen en gegevens verzamelen uit vluchten met een piloot aan boord van het luchtvaartuig en kunnen we autonome VTOL’s beginnen voor te bereiden zodra het gebruik ervan consequent aan de veiligheidsvereisten voldoet.
Futuristische en veilige ontwerpen sieren het luchtruim boven onze steden
Het oog wil natuurlijk ook wat, maar veiligheid staat voorop bij het ontwerp van VTOL’s en hun specificaties en bepaalt wat de mogelijkheden zijn. Design en veiligheid gaan evenwel vaak goed samen en tal van ontwerpideeën zijn zowel aantrekkelijk als veilig.
EASA heeft zijn eigen “virtueel” VTOL: het EU-VTOL! Het EU-VTOL wordt in onze artikelen en ons informatiemateriaal vaak aangehaald om ontwerpaspecten toe te lichten en veiligheidseisen en -specificaties in perspectief te plaatsen.
VTOL’s zullen vele verschillende vormen en ontwerpen kunnen hebben, maar een aantal kenmerken zullen als basisvereisten gelden. Ons EU-VTOL is dus geen echt luchtvaartuig en zal nooit werkelijk gebouwd worden, maar wij zijn er van overtuigd dat het uitstekend zou kunnen vliegen!
Motoren en rotoren
VTOL’s onderscheiden zich van helikopters (of meer in het algemeen van hefschroefvliegtuigen), die ook verticaal kunnen opstijgen en landen, door het aantal motoren en rotoren waarover zij beschikken.
VTOL’s hebben meer motoren en rotoren, zodat ze optimaal kunnen functioneren en door redundantie een hoger veiligheidsniveau kunnen bieden. Dit betekent dat het luchtvaartuig altijd over meer motoren en rotoren beschikt dan strikt noodzakelijk is om de vlucht uit te voeren, zodat in geval van nood de reservesystemen kunnen worden ingeschakeld.
In sommige ontwerpen bieden extra rotoren ook nog het voordeel dat de rotoren aan een lagere tipsnelheid dezelfde hefkracht of voortstuwing kunnen genereren. Dat maakt namelijk minder lawaai.
De motoren en rotoren zijn gewoonlijk zodanig over het VTOL verdeeld dat de krachten die op het luchtvaartuig inwerken elkaar opheffen en de romp niet kan beginnen draaien. Daardoor hebben VTOL’s, in tegenstelling tot gewone helikopters, geen staartrotor nodig.
Comfort en veiligheid voor de piloot en de passagiers
Uiteindelijk is het de bedoeling dat VTOL’s volledig autonoom kunnen vliegen, maar in de beginfase zullen VTOL’s die worden gebruikt voor personenvervoer worden bestuurd door een piloot die zich aan boord van het luchtvaartuig bevindt. Wanneer er voldoende veiligheidsgegevens over die bemande vluchten beschikbaar zijn om een analyse te kunnen maken, kan de overstap naar VTOL’s zonder piloot worden overwogen.
Voorlopig concentreren we ons op VTOL’s met een passagierscabine waarin de passagiers samen zitten met de piloot.
Neem een kijkje naar de kenmerken en beeld u in hoe een tochtje aan boord van een VTOL er zou kunnen uitzien.
De initiële technische voorschriften voor VTOL’s zijn bedoeld voor maximaal negen passagiers en één of twee piloten. De lucht in de cabine staat niet onder druk, aangezien er doorgaans op lage hoogte zal worden gevlogen. Er is dus geen behoefte aan zuurstofmaskers.
VTOL’s moeten absoluut zijn uitgerust met veiligheidsgordels, en zowel de passagiers als de piloot moeten hun gordel dragen wanneer dat nodig is om de veiligheid te waarborgen. Afhankelijk van de vliegroute moet het VTOL reddingsvesten, reddingsvlotten en aanvullende veiligheidsuitrusting aan boord hebben en voldoen aan extra certificeringsvereisten.
De vliegroute, het opstijg- en landingsprofiel en de prestatiedoelstellingen zijn van vitaal belang voor een veilig VTOL-gebruik.
- Lees ons artikel over vertiports in stedelijke omgevingen voor meer informatie.
Genoeg accu’s om ons veilig in de lucht te houden
De meeste VTOL’s zullen hun stroom voornamelijk uit accu’s halen. Volgens een van de vele veiligheidseisen moeten VTOL’s meer accu’s aan boord hebben dan strikt noodzakelijk is, zodat de stroomtoevoer ook in geval van een storing gewaarborgd blijft.
De specificaties zullen niet beperkt blijven tot één type energie. Dankzij die voorzorgsmaatregel zijn de specificaties, voorschriften en eisen toekomstbestendig en kunnen zij worden aangepast aan toekomstige technologische ontwikkelingen.
Lichte maar stevige materialen
VTOL’s moeten op hun gewicht letten! Het is belangrijk dat zij worden gebouwd met lichte, duurzame materialen.
De materialen die worden gebuikt om VTOL’s te maken worden over het algemeen aan tal van tests onderworpen voordat het geringste contact met passagiers ook maar wordt overwogen.
Zij moeten met name hun eigenschappen weten te behouden in alle omgevings- en bedrijfsomstandigheden waarvoor het betrokken VTOL volgens zijn certificering kan worden gebruikt.
Mooie grote ramen
Een ander aanlokkelijk aspect van de VTOL-ontwerpen die we tot nu toe hebben gezien, zijn de ramen.
Piloten moeten zich tijdens de hele vlucht bewust zijn van mogelijke obstakels en andere vliegende objecten in het stedelijk luchtruim om zichzelf en hun passagiers veilig te houden. Dankzij grote ramen kunnen zij de lucht gemakkelijker afspeuren.
Bovendien kunnen de passagiers dan beter naar buiten kijken om nog meer van hun vlucht te genieten en de stad vanuit andere perspectieven te aanschouwen.
Besturingsinrichtingen voor bemande VTOL’s
Hoewel de sector van plan is om in de toekomst autonome VTOL’s te gebruiken, zal er in het begin nog een piloot aan boord zijn om het luchtvaartuig te besturen en gegevens te verzamelen over de werking ervan. Zo kunnen we beoordelen of de specificaties wel veilig, voldoende, passend en gebruiksvriendelijk zijn.
De aanwezigheid van meerdere motoren en rotoren maakt de besturing van VTOL’s erg ingewikkeld; de piloot heeft dan ook computers tot zijn beschikking om de motoren te helpen aansturen. Dit biedt mogelijkheden om ook de besturing van de VTOL’s zelf gemakkelijker te maken.
Blijf op de hoogte – volg EASA Light
EASA maakt alle nieuwe informatie over VTOL’s, vertiports en andere ontwikkelingen bekend die van belang kan zijn voor burgers en passagiers. Op EASA Light vindt u al onze artikelen over VTOL’s, drones en andere onderwerpen.
Maak een account aan en volg ons op EASA Light om op de hoogte te blijven!