Miejska mobilność powietrzna szybko staje się rzeczywistością. Na makietach i w filmach zobaczyliśmy kilka pomysłów na to, jak mógłby wyglądać transport w naszym środowisku miejskim.
Przeprowadzone przez EASA badanie dotyczące miejskiej mobilności powietrznej wyraźnie wykazało, że takie rozwiązania jak taksówki powietrzne i dostawy medyczne cieszą się szerokim poparciem obywateli UE i najprawdopodobniej zostaną wdrożone jako pierwsze.
W naszym artykule Samoloty pionowego startu i lądowania (VTOL) wyjaśniono pojęcie startu i lądowania samolotów w naszych obszarach miejskich. Ale skąd dokładnie samoloty VTOL i inne statki powietrzne będą startować i gdzie będą lądować?
W niniejszym artykule przedstawimy kilka ogólnych pomysłów, zasad i projektów, aby nakreślić kontekst.
Wertiporty – centra dla samolotów VTOL, takich jak taksówki powietrzne i drony
Przeanalizujmy opis techniczny wertiportu:
„obszar lądu, wody lub konstrukcji wykorzystywany lub przeznaczony do wykorzystania do lądowania i startu statków powietrznych VTOL.”
Oznacza to, że wertiporty są wydzielonymi obszarami, które zapewniają infrastrukturę potrzebną do bezpiecznego komercyjnego transportu lotniczego pasażerów lub towarów, podróżujących za pomocą VTOL. Aby w pełni wykorzystać potencjał miejskiej mobilności powietrznej, wertiporty muszą być łatwo dostępne i mieć dobre połączenie z ulicami, stacjami kolejowymi, autobusami itp. Mogą znajdować się na poziomie ulicy lub na szczycie budynku.
Trajektorie (tory lotu podczas startu i lądowania)
Zgodnie z definicją, samolot VTOL może startować i lądować pionowo, ale część pionowa może być ograniczona do bardzo początkowej fazy startu, a reszta toru lotu jest w mniejszym lub większym stopniu pozioma.
Dlatego ważne jest uwzględnienie całego toru lotu, jaki odbywa samolot VTOL lub, mówiąc inaczej, trajektorii lotu.
Obrazek po lewej stronie pokazuje wertiport na dachu z „czystą" zieloną trajektorią, co oznacza, że VTOL może wystartować z tego wertiportu bez przeszkód. Po prawej widać wertiport na poziomie gruntu, wskazujący, że ten sam VTOL nie mógłby stamtąd wystartować, bo jego trajektoria jest zbyt płytka, a więc na drodze stanęłaby przeszkoda. Oznacza to, że start w tym miejscu nie jest możliwy dla tego samolotu o niższych osiągach.
Dostosowywalna miejska mobilność powietrzna
EASA pragnie postawić jak najszersze wymagania, aby zapewnić, że miejska mobilność powietrzna może zostać dostosowana do wszystkich środowisk miejskich i typów samolotów VTOL. Spójrzmy na trzy różne profile startowe.
Konwencjonalny start z wysokości:
VTOL startuje z podwyższonego punktu w mieście (np. z dachu wysokiego budynku), dopuszczając nawet ewentualne obniżenie trajektorii w przypadku pewnych problemów.
Konwencjonalny start:
W tym przypadku VTOL startuje w terenie bez żadnych przeszkód w pobliżu. Wertiporty mogłyby także posiadać niewielki pas startowy, aby umożliwić rozbieg, zwiększając efektywność energetyczną dla niektórych typów i lotów VTOL.
Również w tym przypadku uwzględniony jest ewentualny spadek trajektorii, co jest istotne w razie ewentualnych problemów
Pionowy start:
Profil ten jest specjalnie zaprojektowany do pionowego startu w środowisku, w którym występuje wiele przeszkód, przy czym duża część trajektorii VTOL jest wykonywana w pionie.
Także w tych okolicznościach niektóre problemy są do opanowania.
Zapewnienie bezpiecznego startu i lądowania
Oprócz powyższych profili startowych istnieją zasadniczo jeszcze dwa rodzaje wymogów, które należy uwzględnić przy podejmowaniu decyzji o lokalizacji i rodzaju wertiportów oraz trajektorii VTOL.
Wymogi w zakresie bezpieczeństwa
- Samolot może być certyfikowany w dwóch kategoriach: podstawowej i rozszerzonej
- Najbardziej rygorystyczne wymogi w zakresie bezpieczeństwa zostały wyznaczone dla kategorii udoskonalonej, która jest wymagana dla lotów na ruchliwym niebie miejskim lub dla komercyjnego transportu lotniczego pasażerów (Air Taxis).
- Kategoria podstawowa ma mniej surowe wymogi w zakresie bezpieczeństwa, które aby zapewnić proporcjonalność zależą od liczby pasażerów (0-1, 2-6 lub 7-9) przewożonych za pomocą samolotu VTOL. Statki powietrzne tej kategorii mogą być wykorzystywane do niekomercyjnego transportu lotniczego pasażerów, poza obszarami zatłoczonymi, np. na wsi.
Wymogi w zakresie wydajności
- Opisują one, jaką zdolność musi mieć VTOL każdej kategorii, aby mógł bezpiecznie funkcjonować w przypadku takich zdarzeń jak awaria silnika.
Kategoria rozszerzona
W przypadku samolotów VTOL latających na miejskim niebie w zatłoczonych obszarach, takich jak miasta, wymaga się, aby VTOL był zdolny do wykonania „ciągłego bezpiecznego lotu i lądowania”, ponieważ natychmiastowe lądowanie samolotu VTOL może nie być możliwe w mieście poza wertiportami.
Kategoria podstawowa
Samoloty VTOL, które latają w obszarach niezatłoczonych, mają więcej możliwości wykonania kontrolowanego lądowania awaryjnego. Lądowanie może odbywać się poza wertiportami, ale musi być kontrolowane, podobnie jak w przypadku helikoptera czy zwykłego samolotu w razie utraty mocy.
Rozwiązanie w kształcie lejka służące do startów i lądowań bez przeszkód
Prototypowe specyfikacje techniczne EASA, które zostały opublikowane 24 marca 2022 r., przedstawiają innowacyjną koncepcję zapewniającą start i lądowanie bez przeszkód.
Obszar w kształcie lejka nad wertiportem, nazywany wolnym od przeszkód, zapewnia samolotom VTOL możliwość wykonywania startów i lądowań ze znacznym segmentem pionowym, a tym samym uwzględnia ograniczenia dotyczące otoczenia i hałasu w środowisku miejskim.
Film, który kompleksowo wyjaśnia szczegóły techniczne w bardzo ciekawy sposób.
W ramach naszego pakietu informacyjnego dotyczącego wydarzenia European Rotors w listopadzie 2021 r., Lionel Tauszig (starszy kierownik ds. certyfikacji projektów VTOL i eVTOL w EASA) przygotował bardzo obszerną prezentację wideo.
Film przedstawia główne informacje podsumowane w tym artykule oraz podaje dodatkowe techniczne i szczegółowe dane o trajektoriach i wertiportach.
.
Zobacz film.
Jeśli chcesz zobaczyć tylko te części, które wyjaśniliśmy w tym artykule, tutaj znajdziesz bezpośrednie linki do odpowiednich punktów w filmie:
- Trajektorie (min 0’19” – 1’35”)
- Bezpieczny start i lądowanie (min 3’50” – 4’43”)