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Vehículo aéreo personal

Un Carter PAV del año 2014 Un vehículo aéreo personal ( VAP ) es una clase propuesta de aeronave de pasajeros que proporciona transporte aéreo bajo demanda. La aparición de esta...

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Un Carter PAV del año 2014

Un vehículo aéreo personal ( VAP ) es una clase propuesta de aeronave de pasajeros que proporciona transporte aéreo bajo demanda.

La aparición de esta alternativa a los métodos de transporte terrestre tradicionales ha sido posible gracias a las tecnologías de vehículos aéreos no tripulados y la propulsión eléctrica . Entre las barreras se incluyen la seguridad aérea , la aeronavegabilidad , los costes operativos , la usabilidad , la integración del espacio aéreo , el ruido y las emisiones de las aeronaves , que se abordan primero mediante la certificación de pequeños UAS y luego con la experiencia. [ 1 ]

Definición

El vehículo aéreo personal es una aeronave eléctrica autónoma con capacidad VTOL punto a punto. Puede o no ser considerado un vehículo eléctrico autónomo monoplaza, a diferencia del eVTOL multiplaza . [ 2 ] Su objetivo es proporcionar una comodidad de vuelo similar a la de un automóvil privado en términos de accesibilidad y facilidad de operación, al tiempo que ofrece la velocidad y la eficiencia de ruta que permite el vuelo directo punto a punto. El PAV se diferencia de los tipos convencionales de aviación general en que puede ser utilizado por personas sin cualificaciones de piloto. [ 3 ]

Características

Autonomía

Además de la fabricación de vehículos aéreos personales, también se investiga la creación de sistemas autónomos para estos vehículos. En primer lugar, los sistemas de instrumentos de vuelo electrónicos (EFIS) de visión sintética, como Highway in the sky (HITS), facilitan enormemente el control de las aeronaves. [ 4 ] Asimismo, Phantom Works trabaja en el diseño de un sistema que permite automatizar los vehículos aéreos personales. Estos vehículos tienen asignados sus propios "carriles" en el cielo, lo que garantiza la prevención de posibles colisiones. Además, los distintos vehículos aéreos personales también son capaces de detectarse y comunicarse entre sí, lo que reduce aún más el riesgo de colisiones. [ 5 ]

Asuntos

Control de tráfico aéreo

La infraestructura de la Administración Federal de Aviación (FAA) actualmente no es capaz de manejar el aumento en el tráfico aéreo que generarían los PAV. El plan de la FAA para modernizar los formularios del Sistema de Transporte Aéreo de Próxima Generación , previsto para 2025. [ 6 ] Un plan provisional es utilizar aeropuertos más pequeños. Modelos de la NASA y otros han demostrado que los PAV que utilicen aeropuertos comunitarios más pequeños no interferirían con el tráfico comercial en los aeropuertos más grandes. Actualmente hay más de 10 000 aeropuertos pequeños, públicos y privados, en los Estados Unidos que podrían utilizarse para este tipo de transporte. Esta infraestructura se encuentra actualmente subutilizada, siendo utilizada principalmente por aeronaves recreativas.

Ruido

El ruido de los vehículos aéreos no tripulados (VAP) también podría molestar a las comunidades si operan cerca de viviendas y negocios. Sin niveles de ruido más bajos que permitan aterrizajes en zonas residenciales, cualquier VAP debe despegar y aterrizar en un aeródromo controlado por la FAA, donde se han aprobado niveles de ruido más elevados.

Se han explorado diversas maneras de reducir el ruido de helicópteros y aviones, pero los niveles de ruido siguen siendo elevados. En 2005 se identificó un método sencillo para reducir el ruido: mantener la aeronave a mayor altitud durante el aterrizaje. Esto se denomina Aproximación de Descenso Continuo (CDA). [ 7 ]

Rango

Muchos de los vehículos aéreos no tripulados (VAP) propuestos se basan en baterías eléctricas ; sin embargo, tienen un alcance limitado debido a la baja energía específica de las baterías actuales. [ 8 ] Este alcance puede ser insuficiente para proporcionar un margen de seguridad adecuado para encontrar un lugar de aterrizaje en caso de emergencia.

Se han propuesto aeronaves con pilas de combustible como solución a este problema, debido a la energía específica mucho mayor del hidrógeno . [ 8 ] [ 9 ]

Seguridad

La seguridad del vuelo urbano es un problema bien conocido para los reguladores y la industria. El 16 de mayo de 1977, el accidente de un helicóptero Sikorsky S-61 de New York Airways que operaba un servicio de transporte desde el Aeropuerto Internacional John F. Kennedy , que aterrizó en el techo del Edificio Pan Am (ahora Edificio MetLife ) cuando el tren de aterrizaje colapsó y una pala del rotor se desprendió, causó la muerte de varias personas en el helipuerto y de una mujer en Madison Avenue , poniendo fin a ese negocio durante décadas en casi todo el mundo. Las tasas actuales de accidentes de helicópteros serían insuficientes para la movilidad urbana. El diseño del Sikorsky S-92, centrado en la seguridad, aún permite un accidente mortal por cada millón de horas de vuelo. Esta tasa daría lugar a 150 accidentes por año para 50.000 eVTOL que vuelan 3.000 horas al año. [ 10 ]

Para Sikorsky Innovations, el emergente mercado de movilidad aérea urbana de 30 mil millones de dólares necesita una seguridad al menos tan buena como la de la FAR Parte 29 que rige los helicópteros de más de 7000 lb (3,2 t) . En mayo de 2018, Sikorsky voló un S-76 120 horas con vuelo autónomo punto a punto en tiempo real y evitación de terreno de la manera más exigente, con software de Nivel A y redundancia , con un piloto de seguridad. [ 11 ] Sikorsky Aircraft quiere alcanzar una seguridad de vuelo vertical de una falla por cada 10 millones de horas en plataformas de alta utilización combinando la experiencia actual en helicópteros con avances en vuelo autónomo, integración del espacio aéreo y propulsión eléctrica . [ 10 ]  

Historia

La NASA estableció el Proyecto del Sector de Vehículos Aéreos Personales en 2002, como parte de su Programa de Sistemas de Vehículos (VSP). Este proyecto formaba parte de la oficina de Integración, Estrategia y Evaluación de Tecnología de Vehículos (VISTA) de la NASA, que también incluía sectores para Transportes Subsónicos, Aeronaves VTOL, Aeronaves Supersónicas y Aeronaves de Gran Altitud y Larga Autonomía. El objetivo de cada sector era establecer metas de capacidad de los vehículos y las estrategias de inversión tecnológica necesarias para lograr esos avances. [ 12 ]

La diferencia en las características de los vehículos entre los PAV y las aeronaves monomotor de pistón de aviación general existentes se estableció en 2003 en una conferencia del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica (AIAA). [ 13 ] Se necesitarían conceptos avanzados para mejorar drásticamente la facilidad de uso, la seguridad, la eficiencia, el rendimiento en longitudes de campo y la asequibilidad.

En 2006, el VSP fue reemplazado por nuevas iniciativas de la NASA Aeronautics. Los esfuerzos de desarrollo de tecnología PAV en la NASA se centraron en una inversión basada en premios, y en 2007 se destinaron 250.000 dólares del Premio del Centenario de la NASA para un Desafío de Vehículos Aéreos Personales.

Estudios

La Unión Europea está financiando un estudio de 3 fases por valor de 4,2 millones de euros (en el marco del Séptimo Programa Marco ) sobre tecnologías e impactos de los vehículos aéreos no tripulados (VAP); Interacción persona-aeronave, Automatización de sistemas aéreos en entornos complejos y Exploración del entorno sociotecnológico. [ 14 ] [ 15 ]

desafío PAV

El Centro Langley de la NASA ha investigado y desarrollado prototipos de las tecnologías PAV necesarias y ha destinado el mayor premio en metálico en la historia de la aviación general al PAV que demuestre la mejor combinación general de rendimiento. La competición de vuelo PAV para este premio, conocida como el primer Desafío PAV anual , se celebró del 4 al 12 de agosto de 2007 y fue organizada por la Fundación CAFE en Santa Rosa, California. [ 16 ]

En 2008, el desafío pasó a llamarse Desafío de Tecnología de Aviación General.

Los nuevos premios fueron:

  • El Premio al Ruido Comunitario (150.000 dólares)
  • El Premio Verde (50.000 dólares) (MPG)
  • Premio a la Seguridad Aérea (50.000 dólares) (Manejo de aeronaves, instructor de vuelo electrónico)
  • El premio CAFE 400 ($25,000) (Velocidad)
  • El premio LSA más silencioso (10.000 dólares)

Los ganadores fueron:

  • Ruido Comunitario Lambada N109UA $20.000
  • Premio Verde sin ganador n/a
  • CAFE Seguridad Pipistrel N2471P $50.000
  • CAFÉ 400 Pipistrel N2471P $2.000
  • El LSA Lambada N109UA más silencioso $10,000
  • Despegue más corto Pipistrel N2471P $3,750
  • Mejor ángulo de ascensión Pipistrel N2471P $3,750
  • Mejor relación de planeo a 100 MPH Flightdesign CTSW N135CT $3,750
  • Ruido de cabina (empate) Lambada N109UA Pipistrel N2471P $3,750 ($1,875 cada uno)

Lista de vehículos aéreos personales

Véase también

Referencias

  1. ↑ Graham Warwick (6 de mayo de 2016). "Problemas que la industria aeroespacial aún tiene que resolver" . Aviation Week & Space Technology . Archivado del original el 2 de enero de 2018. Consultado el 2 de enero de 2018 .
  2. ↑ Connor Hoopes y Timothy T. Takahashi; " Desarrollos en la regulación federal de vehículos aéreos personales ", Universidad Estatal de Arizona, 2023. (Consultado el 11 de julio de 2023). Nota: Hoopes y Takahashi señalan que "los PAV... están destinados al uso personal individual, con capacidad para un solo pasajero. Los eVTOL más grandes... están destinados a dos a cinco pasajeros" y, por el contrario, "los PAV más grandes, aquellos que transportan a más de un pasajero" .
  3. ↑ " Resumen del informe final - PPLANE (Avión personal: evaluación y validación de conceptos pioneros para sistemas de transporte aéreo personal) ", Comisión Europea, 2013. (Consultado el 3 de julio de 2021)
  4. ↑ Harry Kraemer (1 de diciembre de 2003). "Autopista en el cielo" . Aviationtoday.com . Consultado el 25 de abril de 2011 .
  5. ↑ Gary Sanders (julio de 2004). "Expertos técnicos de Boeing comprueban la viabilidad de los vehículos aéreos personales" . Boeing Frontiers .
  6. ↑ "FAA NGATS" . Archivado del original el 17 de octubre de 2006.
  7. ↑ "Reducción del ruido de los aviones: Ingenieros acústicos encuentran una forma sencilla de reducir el ruido de los aviones" . ScienceDaily. 1 de julio de 2005.
  8. 1 2 "La empresa emergente de coches voladores Alaka'i apuesta a que el hidrógeno supera a las baterías" . Wired . ISSN 1059-1028 . Consultado el 20 de enero de 2020 . 
  9. ↑ "Vehículo volador propulsado por hidrógeno promocionado como tónico para el tráfico en el sur de California" . Reuters Reino Unido . 30 de mayo de 2019. Archivado del original el 30 de mayo de 2019. Consultado el 20 de enero de 2020 .
  10. 1 2 Guy Norris (26 de enero de 2018). "Verificación de la realidad para los eVTOL urbanos sobre seguridad y producción" . Aviation Week & Space Technology .
  11. ↑ Mark Huber (1 de mayo de 2018). "Ejecutivo de Sikorsky destaca la seguridad aérea urbana" . AIN online .
  12. ↑ Mark D. Moore; " Tecnologías de transporte aéreo personal de la NASA ", Centro de Investigación Langley de la NASA, 2006. (Consultado el 3 de julio de 2021)
  13. ↑ "Innovación en vuelo: Investigación del Centro de Investigación Langley de la NASA sobre conceptos avanzados revolucionarios para la aeronáutica" (PDF) . NASA . 22 de febrero de 2005.
  14. ↑ Czyzewski, Andrew. El proyecto de vehículos voladores personales pretende acabar con la congestión del tráfico. The Engineer (revista británica) , 22 de junio de 2011. Consultado el 26 de julio de 2011.
  15. ↑ myCopter Unión Europea , 2011. Consultado: 26 de julio de 2011.
  16. ↑ "Fundación CAFE y el Desafío del Centenario de PAV" . 7 de marzo de 2007. Archivado del original el 7 de marzo de 2007.

Lecturas adicionales

  • "La NASA anuncia el desafío del centenario de la aeronáutica" . NASA. 28 de julio de 2005.
  • "Resultados del Desafío PAV de la NASA 2007" . Fundación CAFE. 16 de agosto de 2007.
  • Danny Hakim (16 de junio de 2014). "Un helicóptero propio" . The New York Times .
  • Mark Huber (dic. 2017). "¿Es un pájaro, es un avión, es... un Uber?" . Viajero en jet privado .
  • "Noticias sobre vehículos VTOL eléctricos" . La Sociedad Técnica de Vuelo Vertical.
  • ¿Los taxis aéreos no llevan a ninguna parte? FlightGlobal.com . 19 de febrero de 2018.
  • Stephen Trimble (21 de febrero de 2018). "Los helicópteros eléctricos no tripulados hacen viable su uso como taxis aéreos desde el punto de vista económico" . FlightGlobal .
  • Kenneth I. Swartz (5 de marzo de 2020). "Vuelo vertical transformador 2020" . Vertiflite .

Informes

  • R. John Hansman, Parker D. Vascik (21 de abril de 2016). "Aspectos operativos de la movilidad bajo demanda basada en aeronaves" (PDF) . Programa Universitario Conjunto para el Transporte Aéreo .
  • Avanzando rápidamente hacia un futuro de transporte aéreo urbano bajo demanda (PDF) . Elevate (Informe). Uber. 27 de octubre de 2016.
  • Michael J. Duffy y  otros (mayo de 2017). "Un estudio sobre la reducción del coste del vuelo vertical con propulsión eléctrica" . The Boeing Company.
  • Arthur Brown y Wesley L. Harris (enero de 2018). "Un modelo de diseño y optimización de vehículos para la aviación bajo demanda" (PDF) . Instituto Tecnológico de Massachusetts.