Projektovanie lietadiel VTOL pre mestskú leteckú mobilitu

THIS PAGE IS ALSO AVAILABLE IN:

Už čoskoro sa môže stať, že spozorujeme nové druhy lietadiel vo vzdušnom priestore v mestách a pohľad na lietadlo s vertikálnym vzletom a pristátím (VTOL) bude úplne normálny. Ústredným poslaním agentúry EASA je bezpečnosť a dobré životné podmienky občanov. Agentúra preto dbá na to, aby VTOL mali takú konštrukciu, ochranné prvky a súvisiace pravidlá a predpisy, aby bola zaručená bezpečnosť vo vzduchu i na zemi.

V tomto článku vám predstavíme základné funkcie a vlastnosti VTOL a priblížime vám spôsob ich projektovania a vývoja, pripravované ochranné prvky a environmentálne aspekty, ktoré sa musia zohľadniť.

Doterajší vývoj a ďalšie kroky

Na otvorenie vzdušného priestoru pre VTOL už niekoľko rokov prebiehajú prípravy v oblasti výskumu a projektovania. V nadchádzajúcich rokoch sa uskutoční dialóg s občanmi EÚ, ako aj konzultácie s priemyslom a zástupcami letectva.

Zástupcovia vedeckej a akademickej obce, leteckých orgánov a priemyslu, ako aj iné zainteresované strany sa pravidelne stretávajú, aby rokovali o čo najbezpečnejšom, najvhodnejšom a najschodnejšom spôsobe otvorenia mestského vzdušného priestoru pre dopravu.

EASA uskutočnila šesťmesačnú štúdiu o mestskej leteckej mobilite, ktorá trvala od novembra 2020 do mája 2021. Zahŕňala dôkladný výskum, prehľad literatúry, analýzu mestského trhu, kvantitatívny prieskum, kvalitatívny prieskum a podrobný test hlučnosti. Oslovených bolo približne 4 000 obyvateľov zo 6 veľkých miest/regiónov:

Na palube VTOL – špecifikácie v skratke

Špecifikácie VTOL a možnosti ich prevádzky budú podrobne rozpracované a budú sa sústreďovať na bezpečnosť a udržateľnosť tohto druhu lietadiel vzhľadom na spôsobom prevádzkovania a dôsledky prevádzky na občanov. V našom článku Vertikálny vzlet a pristátie (VTOL) sme už predstavili niektoré z týchto špecifikácií.

Východiskové body špecifikácií sú najmä tieto:

  • Záložný pohon a systémy, čo znamená, že lietadlá budú vybavené niekoľkými systémami na zlepšenie ich spoľahlivosti.
  • Schopnosť vertikálneho pristátia a vzletu s cieľom umožniť nové druhy prevádzky v husto obývaných mestských oblastiach/prostrediach s obmedzeným priestorom.
  • Systémy a konštrukcie zabezpečené proti havárii na zlepšenie bezpečnosti v prípade poruchy.
  • Najprv budú lietadlá s vertikálnym vzletom a pristátím riadené pilotom, aby sme získali skúsenosti z pilotovaných letov a pripravili sme sa na prevádzku autonómnych VTOL potom, ako získame dostatok údajov o bezpečnosti.

Futuristické a bezpečné objekty nad našimi hlavami v mestách

Vzhľad je dôležitý, ale rozhodujúcim faktorom akceptovateľnosti projektov a špecifikácií je bezpečnosť. Znamená to, že vzhľad a bezpečnosť sa môžu navzájom celkom dobre dopĺňať a existuje veľa opticky atraktívnych návrhov, ktoré sú súčasne aj bezpečné.

EASA má vlastný virtuálny VTOL, tzv. EU VTOL! S EU VTOL sa môžete stretnúť v mnohých z našich článkov a príspevkov, kde sa vysvetľujú aspekty projektových návrhov a predstavujú bezpečnostné požiadavky a špecifikácie.

VTOL sa budú líšiť tvarom a konštrukciou, ale všetky budú musieť spĺňať určité základné požiadavky. Naše lietadlo EU VTOL nie je naozajstné a nikdy nebude postavené, ale sme presvedčení, že by dobre lietalo!

Projektovanie VTOL

Motory a rotory

Motory a rotory Počet motorov a rotorov predstavuje hlavný rozdiel medzi VTOL a helikoptérou (všeobecnejšie nazývanou aj rotorové lietadlo), ktorá tiež dokáže vertikálne vzlietnuť a pristáť. 

Lietadlá VTOL budú mať vždy väčší počet motorov a rotorov, ktoré slúžia na optimalizáciu výkonnosti, aj ako záložný bezpečnostný prvok. Znamená to, že majú viac motorov a rotorov ako je nevyhnutné na lietanie, ktoré slúžia aj ako záložný pohon v prípade núdzovej situácie.

Pri niektorých konštrukčných typoch je väčší počet rotorov prínosný aj preto, že je možné použiť viac rotorov pri nižších otáčkach lopatiek a dosiahnuť rovnaký vztlak pri nižšej hlučnosti.

Jednotlivé motory a rotory sú na VTOL umiestnené na draku lietadla tak, aby zneutralizovali sily, ktoré by mohli viesť k rotácii trupu. Vďaka tomu väčšina VTOL nepotrebuje vyrovnávací rotor, ako majú helikoptéry.

Pohodlie a bezpečnosť pilota a cestujúcich

Kabína pre cestujúcich Hoci sa predpokladá, že VTOL sa raz postupne stanú úplne autonómne, prvé VTOL, ktoré budú ponúkať určitú formu prepravy pre cestujúcich, budú mať na palube pilota. Až keď budú k dispozícii údaje o bezpečnosti takýchto letov a bude ich možné analyzovať, prídu do úvahy bezpilotné lety.

Zatiaľ sa zameriame na VTOL, v ktorých si pilot a cestujúci delia jednu spoločnú kabínu.

Pozrime si niektoré prvky a predstavme si, aké to bude na palube VTOL.

Základné technické predpisy pre VTOL počítajú s maximálnou kapacitou 9 cestujúcich a jedného alebo dvoch pilotov. Kabína nepotrebuje osobitnú úpravu kvôli tlaku, keďže väčšina letov sa uskutoční v nízkej výške a v takom prípade sa nevyžadujú kyslíkové masky.

Bezpečnostné pásy sú povinné a ak si to vyžaduje bezpečnosť, musia ich mať zapnuté cestujúci i piloti. V závislosti od dráhy letu budú na palube záchranné vesty, záchranné člny a ďalšie bezpečnostné vybavenie a lietadlo bude musieť spĺňať ďalšie certifikačné požiadavky.

Trajektórie Smerodajnými ukazovateľmi pre bezpečnosť bude dráha letu, štartovací a pristávací terén a výkonnostné ciele. 

Batérie umožňujúce lietanie (bezpečnosť v číslach)

Batérie Vo väčšine lietadiel VTOL sú hlavným zdrojom energie batérie. Jednou z bezpečnostných požiadaviek bude, že na palube VTOL musí byť viac batérií, aby bol zabezpečený prísun energie aj v núdzovej situácii. 

Technické špecifikácie sa nebudú vzťahovať na jeden druh energie. Tým sa zabezpečí, že špecifikácie, pravidlá a požiadavky si udržia svoju platnosť aj v budúcnosti a bude ich možné upravovať tak, aby držali krok s technologickým vývojom.

Materiály, ľahké, ale veľmi odolné

Materiály Hmotnosť VTOL je veľmi dôležitá! Konštrukčné materiály preto musia byť ľahké a trvanlivé. 

Všeobecne platí, že materiály používané pri výrobe VTOL musia prejsť viacerými testami predtým, ako sa začne uvažovať o ich použití kdekoľvek v kontakte s cestujúcimi.

Predovšetkým si musia zachovať svoje vlastnosti v najrôznejších environmentálnych a prevádzkových podmienkach, pre ktoré je lietadlo certifikované.

Veľké okná a nádherný výhľad

Okná Okná patria k ďalším markantným prvkom mnohých konštrukčných návrhov VTOL, s ktorými sme sa doteraz stretli. 

Keďže piloti musia mať prehľad o prekážkach a iných účastníkoch leteckej prevádzky v mestách vo všetkých fázach letu, veľké okná umožňujú rozhľad, čo je zásadné pre bezpečnosť pilotov a cestujúcich.

A samozrejme to pre cestujúcich znamená väčší pôžitok z letu a pohľad na mesto z inej perspektívy.

Riadiace prvky lietadiel VTOL s pilotom

Aj keď sa technologický vývoj uberá smerom k autonómnym VTOL, prvé lietadlá tohto druhu, s ktorými sa stretneme, budú riadené pilotom prítomným na palube a najprv pôjde predovšetkým o zber údajov o prevádzke. Tieto údaje nám pomôžu vyhodnotiť, či sú špecifikácie postačujúce, bezpečné, primerané a orientované na používateľov.

Let s viacerými motormi a rotormi si vyžaduje pokročilé ovládacie prvky zahrňujúce počítače, ktoré budú pilotovi pomáhať pri ovládaní motorov. Súčasne slúžia na zjednodušenie lietania s týmito lietadlami.

Majte aktuálny prehľad o novinkách – sledujte EASA light

EASA vám prináša najnovšie informácie o lietadlách VTOL, vertiportoch a vývoji relevantnom pre občanov a cestujúcich. Prečítajte si naše články o lietadlách VTOL, dronoch a iných témach na EASA Light

Ak chcete mať najnovšie informácie, vytvorte si účet a sledujte nás na EASA Light.