eVTOL - eVTOL

Un aereo elettrico a decollo e atterraggio verticale ( eVTOL ) utilizza l'energia elettrica per librarsi, decollare e atterrare verticalmente. Questa tecnologia è nata grazie ai grandi progressi nella propulsione elettrica ( motori , batterie, controller elettronici ) e alla crescente necessità di nuovi veicoli per la mobilità aerea urbana ( air taxi ). Alcuni esempi sono stati sviluppati da compagnie aeree come Boeing , Airbus , Embraer , Honda , Toyota , Hyundai e NASA .

Storia

Il concetto di velivolo eVTOL è emerso nel 2011 attraverso l' AugustaWestland Project Zero (Italia), il Volocopter VC1 (Germania) e l' Opener BlackFly (USA). È stato presentato ufficialmente dalla Vertical Flight Society e dall'American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA) nel 2014 durante il "Transformative Vertical Flight Concepts Joint Workshop on Enabling New Flight Concepts through Novel Propulsion and Energy Architectures" tenutosi in Virginia .

Da allora, c'è stato un aumento significativo dell'interesse tra i produttori di aeromobili per gli eVTOL e anche aziende come Boeing , Airbus e Bell hanno lavorato sulla tecnologia:

Oltre a questi importanti produttori di aeromobili, le startup hanno svolto un ruolo importante nello sviluppo di questi veicoli aerei e talvolta sono state leader nei progressi tecnologici.

Uber ha pubblicato un articolo su un progetto chiamato Elevate, co-autore di Jeff Holden, Nikhil Goel e Mark Moore. Il documento ha delineato la fattibilità di un sistema di trasporto aereo su richiesta. Quel documento, insieme ai successivi vertici annuali Elevate che la società ha ospitato dal 2017 al 2019, ha contribuito a far avanzare i concetti di velivoli eVTOL e mobilità aerea urbana (UAM) da un concetto di fantascienza a un potenziale settore aerospaziale perseguito da dozzine di progetti di sviluppo.

Nel dicembre 2020, Elevate di Uber è stata acquisita da Joby Aviation . Al momento dell'acquisizione, il CEO di Joby JoeBen Bivert ha dichiarato: "Il team di Uber Elevate non solo ha svolto un ruolo importante nel nostro settore, ma ha anche sviluppato una notevole serie di strumenti software che si basano su oltre un decennio di esperienza nel consentire la mobilità su richiesta ."

Nel 2020, Tetra Aviation ha vinto il "premio disturbo" al concorso di volo personale GoFly per il suo eVTOL monoposto. Nel 2021, la società ha annunciato il suo eVTOL personale Mk5 che prevede di consegnare nel 2022. Incorpora 32 rotori di sollevamento verticale distribuiti su ali anteriori e posteriori lunghe e sottili, insieme a un'elica di spinta posteriore per la crociera. Utilizza un telaio prevalentemente in alluminio, con carrozzeria in fibra di carbonio/ polimero rinforzato con aramide . L'imbarcazione è larga 8,62 m (28,3 piedi), lunga 6,15 m (20,2 piedi) e alta 2,51 m (8 piedi 3 pollici). Il pacco batteria contiene 13,5 kWh. Il peso a vuoto è di 488 kg (1.076 libbre) e ospita un pilota fino a 79 kg (174 libbre). Il veicolo è dotato di almeno tre controllori di volo, che azionano 32 eliche verticali in caso di guasto del motore o del controllore di volo, con un paracadute in caso di guasto totale. L'aereo deve essere venduto come un velivolo kit sperimentale che richiede solo una licenza di pilota privato.

Nel 2021, Urban eVTOL ha annunciato il Leo, un veicolo a 3 posti, 250 mph (400 km/h), 300 mi (480 km). Ospita 16 ventilatori canalizzati da 40 cm di diametro, 10 kw per il sollevamento verticale, e 6 motori posteriori a pale di turbina da 28 cm di diametro per la spinta orizzontale. L'ala è un design a doppia ala scatolata. L'intento è che sia abbastanza piccolo da parcheggiare in uno spazio automobilistico standard. Il sistema a batteria divisa contiene 66 kWh. Un paracadute balistico è incluso. Deve ancora volare.

Agilità Prime

Quattro compagnie americane hanno l'aeronavigabilità militare attraverso il programma Agility Prime delle forze armate statunitensi: Joby Aviation, Beta Technologies, Lift Aircraft e, più recentemente, Kitty Hawk, il cui aereo Heaviside è stato accettato nel luglio 2021.

SPAC

Un certo numero di società eVTOL ha adottato una società di acquisizione per scopi speciali (SPAC) per diventare una società pubblica, tra cui Archer, Joby, Lilium e Vertical. Il primo è stato Archer Aviation, che ha annunciato contemporaneamente un ordine da $ 1.000.000.000 di oltre 200 velivoli da United Airlines nel febbraio 2021. Archer è stato anche il primo a rivelare pubblicamente di persona il suo aereo Maker quell'anno.

Ordini

Vertical Aerospace ha annunciato i preordini per 1.000 eVTOL nel giugno 2021, anche da American Airlines, Virgin Atlantic e dal locatore di aeromobili, Avolon Holdings.

Tecnologia

Meccanismi di volo

Molti modelli funzionano senza ali. I multicotteri utilizzano tipicamente bracci radiali per ospitare i motori/eliche, come il Volcopter 2X .

I progetti di spinta vettoriale utilizzano ali fisse con motori pivotanti, come Archer Maker, Lilium Jet , Joby S4 o Vertical Aerospace VA-X4. Un altro approccio al vettore di spinta consiste nell'utilizzare le alette per deviare l'aria proveniente da un motore orizzontale verso il basso per creare portanza. Craft è anche notevole per la sua ala scatolata che è attaccata alla parte inferiore della fusoliera nella parte anteriore e alla parte superiore della fusoliera nella parte posteriore, presentando una forma a diamante se vista dall'alto. Il design include un generatore a turbina per una maggiore autonomia.

Le configurazioni ad ala ribalta ruotano l'intera ala insieme ai suoi motori collegati come Dufour Aerospace.

I sistemi di sollevamento e crociera utilizzano un set di motori per il volo verticale e un altro set per la crociera, come Beta Alia e Airbus .

PteroDynamics utilizza un design ad ala pieghevole che consente un facile trasporto via terra del veicolo. Il decollo avviene con le ali in posizione ripiegata, con una transizione in volo verso la completa estensione.

I progetti ibridi impiegano alcuni motori fissi e alcuni inclinabili, come mostrato da Archer Maker, Vertical Aerospace VA-1X e Wisk Cora.

Applicazioni

Uso civile

La maggior parte degli aeromobili civili eVTOL sono progettati per la mobilità aerea urbana , i loro ruoli tipici sono:

Taxi aereo

Volocopter 2X

Molti concetti di eVTOL sono per l'applicazione Air Taxi. Ad esempio, Pipistrel , un partner di Uber Elevate , sta lavorando al Pipistrel 801 , un aerotaxi a 5 posti. Un altro esempio è Volocopter , che ha proposto il suo servizio di aerotaxi chiamato VoloCity, basato sul Volocopter 2X .

Assistenza medica (EMS)

Nel 2020, JumpAero ha annunciato che stava lavorando su un piccolo aereo eVTOL monoposto per consentire il rapido dispiegamento dei servizi di emergenza . Questo tipo di veicolo non è un sostituto per veicoli terrestri o elicotteri, ma un nuovo strumento che, grazie al motore elettrico, è più veloce degli altri.

Nel 2020, il consorzio Canadian Air Mobility ha studiato i vantaggi di eVTOL per il trasporto diretto da ospedale a ospedale di pazienti, organi e farmaci.

Personale

Gli aerei eVTOL personali sono stati creati per introdurre il volo elettrico nell'aviazione ricreativa.

Veicolo aereo senza equipaggio (UAV)

Articolo principale: veicolo aereo senza equipaggio

I Multicopter senza pilota sono stati i primi veicoli aerei ad apparire nella categoria eVTOL. Utilizzati per la prima volta per ricerca e sviluppo, sono ora considerati velivoli a tutti gli effetti.

Consegna

La società di proprietà di Google Alphabet offre un servizio di consegna UAV eVTOL dal 2020. I loro droni sono in grado di volare fino a 100 km e trasportare fino a 1,5 kg. Amazon Air e UPS sono altre due società che utilizzano la consegna con droni. Un tedesco aerospaziale società denominata Wingcopter in collaborazione con l'UNICEF ha anche consegnato i vaccini in Vanuatu nel 2018. Nel 2020 wingcopter eVTOL drone è stato utilizzato per fornire COVID-19 kit di test a Isola di Mull.

Wingcopter 178 HL su un volo di consegna del vaccino a Vanuatu .

Veicoli aerei senza equipaggio per carichi pesanti inclusi aziende come Sabrewing Aircraft Company Sabrewing Rhaegal , Elroy Elroy Air Chaparral e Pipistrel hanno svelato droni cargo per carichi pesanti, con l'aereo Sabrewing che ha una capacità di trasportare un carico utile fino a 5.400 libbre in una presa verticale fuori scenario.

Militare

Nell'aprile 2020, l'USAF ha annunciato un finanziamento di 25 milioni di dollari per progetti eVTOL per lo sviluppo nel 2021. Il 20 agosto 2020, l' Air Force degli Stati Uniti (USAF) ha tenuto un volo dimostrativo di un aereo elettrico a decollo e atterraggio verticale a Camp Mabry ad Austin, Texas . È stata la prima volta che un aereo eVTOL con equipaggio ha preso il volo nell'ambito del programma Agility Prime dell'USAF .

Certificazione

Europa

Dal 2018, l' Agenzia dell'Unione europea per la sicurezza aerea (EASA) ha lavorato alla certificazione di tali aeromobili. Nel luglio 2019, hanno pubblicato SC-VTOL-01  : Condizione speciale per aeromobili VTOL. Questo documento ha stabilito gli obiettivi di sicurezza e progettazione per gli aeromobili VTOL. Include una sezione speciale per eVTOL.

stati Uniti

La Federal Aviation Administration (FAA) degli Stati Uniti ha pubblicato uno studio nel 2009 sulle raccomandazioni per l'aviazione generale per i prossimi 20 anni. In particolare, la Parte 23-Emendamento 64 include un eVTOL.

Guarda anche

Riferimenti

link esterno