Urban luftmobilitet håller snabbt på att bli verklighet och många av oss har sett olika modeller och videor som visar hur vi skulle kunna transportera oss i stadsmiljön.
Easas studie om urban luftmobilitet visade tydligt att det finns ett brett stöd bland EU:s medborgare för användningsområden som flygtaxi och medicinska flygleveranser, och det är troligen dessa lösningar som kommer att implementeras först.
I vår artikel ”Vertikalt startande och landande flygplan (VTOL)” förklarade vi konceptet med luftfartyg som startar och landar i stadsmiljöer. Men exakt var kommer start och landning ske för VTOL-flygplan och andra luftfartyg?
I den här artikeln presenteras några huvudsakliga idéer, principer och modeller för att skapa förutsättningar på området.
Vertikalflygplatser – nav för VTOL-flygplan såsom flygtaxi och drönare
En vertikalflygplats är enligt dess tekniska beskrivning
ett landområde/vattenområde eller ett byggnadsverk som används eller avses att användas för start och landning av VTOL-flygplan.
Detta innebär att vertikalflygplatser är särskilda områden med den infrastruktur som behövs för säkra resor med VTOL-flygplan vid kommersiell lufttransport av passagerare och varor. För att man ska kunna utnyttja den fulla potentialen som urban luftmobilitet har, måste vertikalflygplatser vara lättillgängliga samt ha goda anslutningar till vägar, järnvägsstationer, bussar osv. De kan antingen vara belägna på gatunivå eller uppe på byggnader.
Flygbanor (färdlinjer under start och landning)
Ett VTOL-flygplan kan per definition starta och landa vertikalt, men det vertikala segmentet kan vara begränsat till precis i början av starten, och den resterande delen av färdlinjen kan vara mer eller mindre horisontell.
Det är därför viktigt att man tar hänsyn till hela färdlinjen för VTOL-flygplanet, det vill säga flygbanan.
Den vänstra bilden visar en vertikalflygplats på ett hustak med en hinderfri grön flygbana, vilket innebär att ett VTOL-flygplan kan starta från den här flygplatsen utan hinder. Den högra bilden visar en vertikalflygplats på gatunivå där man ser att samma VTOL-flygplan inte skulle kunna starta därifrån eftersom dess flygbana skulle vara alltför horisontell och därmed innehålla hinder. På grund av luftfartygets lägre prestanda kan det därför inte starta från den här flygplatsen.
Anpassningsbar urban luftmobilitet
Easa strävar efter att få till stånd så generella krav som möjligt för att se till att urban luftmobilitet kan anpassas för att stödja olika stadsmiljöer och typer av VTOL-flygplan. Vi ska nu se närmare på tre olika modeller för start:
Upphöjd konventionell start:
VTOL-flygplan startar från en upphöjd punkt i en stad (t.ex. uppe på taket på en hög byggnad), vilket även gör att en eventuell flyghöjdsförlust under flygbanan är möjlig om vissa fel skulle uppstå.
Konventionell start:
I det här fallet startar ett VTOL-flygplan i ett område utan några näraliggande hinder. Vertikalflygplatsen skulle även kunna ha en mindre startbana för att möjliggöra en rullande start, vilket skulle öka energieffektiviteten för vissa typer av och uppdrag för VTOL-flygplan.
Även här är en eventuell flyghöjdsförlust under flygbanan möjlig, vilket är avgörande om vissa fel skulle uppstå.
Vertikal start:
Den här modellen har särskilt utformats för vertikal start i en miljö med många hinder, där en stor andel av flygbanorna för VTOL-flygplanen sker vertikalt.
Även under dessa omständigheter kan vissa fel hanteras.
Att säkerställa säker start och landning
Utöver ovannämnda modeller för start finns det generellt sett två ytterligare mål som man måste ta hänsyn till när man beslutar om plats för och typ av vertikalflygplats och flygbanor för VTOL-flygplan.
Säkerhetsmål
- Ett luftfartyg kan certifieras enligt två olika kategorier: grundläggande eller förstärkt.
- De mest omfattande säkerhetsmålen gäller i kategorin för förstärkt certifiering, som krävs för flygningar i trafikerade städer/urbana luftrum, eller för kommersiella lufttransporter av passagerare (flygtaxi).
- Kategorin för grundläggande certifiering har säkerhetsmål som inte är lika omfattande och som för att vara proportionerliga beror på antalet passagerare (0–1, 2–6 eller 7–9) som transporteras med VTOL-flygplanet. Denna kategori gäller för icke-kommersiella lufttransporter av passagerare utanför överbelastade områden, såsom på landsbygden.
Prestandamål
- För varje kategori fastställs det inom ramen för dessa mål den kapacitet som VTOL-flygplanet måste ha för säker drift, i händelse av till exempel motorbortfall.
Kategori för förstärkt certifiering
För VTOL-flygplan i urbana luftrum i överbelastade områden, såsom i städer, krävs det att VTOL-flygplanet ska kunna genomföra en fortsatt säker flygning och landning, eftersom en nödlandning kanske inte är möjlig i en stad utanför en vertikalflygplats.
Kategori för grundläggande certifiering
VTOL-flygplan som flyger i icke-överbelastade områden har fler möjligheter att göra en kontrollerad nödlandning. Landningen kan ske utanför en vertikalflygplats men den måste ske under kontrollerade former, på liknande sätt som för en helikopter eller ett flygplan vid strömförsörjningsavbrott.
Trattformad lösning för start och landning utan hinder
I prototypen till Easas tekniska specifikationer, som publicerades den 24 mars 2022, presenteras ett innovativt koncept för att säkerställa start och landning utan hinder.
Ett trattformat område ovanför vertikalflygplatsen, en så kallad hinderfri zon, säkerställer att VTOL-flygplan kan starta och landa med ett tydligt vertikalt segment. Detta resulterar även i att miljö- och bullerbegränsningar i stadsmiljöer beaktas.
Omfattande videopresentation – teknisk, men intressant
Som en del av vårt informationspaket till European Rotors-evenemanget i november 2021 sammanställde Lionel Tauszig (Easas chef för projektcertifiering avseende VTOL-flygplan och eVTOL-flygplan) en mycket omfattande videopresentation.
I videon presenteras den huvudsakliga information som sammanfattats i den här artikeln, men den presenterar även ytterligare tekniska och detaljerade uppgifter om färdbanor och vertikalflygplatser.
.
Se videon
Om du endast vill se de delar som handlar om det som vi har förklarat i den här artikeln, kan du klicka på respektive direktlänk nedan:
- Färdbanor (minut 0.19–1.35)
- Säker start och landning (minut 3.50–4.43)