Tämä ilmatyynyalus on vasta alkua lentävien autojen innovaatioille

Tämä tarina on osa tarinaryhmää nimeltä Uusi Raha

Siellä missä teknologia ja talous kohtaavat

Lentävät autot ovat pitkään kuuluneet tieteiskirjallisuuteen, mutta viime aikoihin asti pienten, monipuolisten lentävien ajoneuvojen rakentamistekniikkaa ei ole oikeastaan ​​ollut olemassa. Mutta se saattaa muuttua.





John Markoff New York Timesista on tehnyt antoi maailmalle ensimmäisen katseensa Googlen miljardööri Larry Pagen rahoittaman startup-yrityksen Kitty Hawkin luomassa yhden hengen lentävässä ajoneuvossa. Se näyttää hieman laajennetulta versiolta nelikopteridrooneista, joita monet ihmiset ovat päässeet joulukuusen alle viime vuosina. Sen pohjassa on ponttonit, ja ajatus näyttää siltä, ​​että ihmiset käyttävät sitä korkean teknologian vesiskootterin tapaan, zoomaamalla 10 tai 20 jalkaa veden yläpuolelle.

Hinnasta ja ominaisuuksistaan ​​riippuen Kitty Hawk Flyeristä voi tulla hitti vesiskootterimarkkinoilla. Mutta laajemmalla pienten, akkukäyttöisten lentävien ajoneuvojen kategorialla voisi olla paljon suurempi vaikutus. Bloombergin mukaan , Kitty Hawkilla on Zee Aero -niminen osasto, joka työskentelee suurempien lentävien ajoneuvojen parissa, joita voitaisiin käyttää nopeaan työmatkaan kaupunkialueella. Muut yritykset työskentelevät samanlaisen tekniikan parissa.

On olemassa pari teknologiaa, jotka kypsyvät ja lähentyvät pienten, kohtuuhintaisten lentokoneiden toteuttamiseksi, sanoi Brian German, Georgia Techin ilmailu-avaruustutkija. Joulukuun haastattelu .



Saksalainen väittää, että kevyemmät ja tehokkaammat sähkömoottorit, akut, jotka voivat varastoida enemmän energiaa, ja kehittyneemmät ilmailuohjelmistot voivat muuttaa pienten lentokoneiden markkinoita.

Nämä läpimurrot voisivat tehdä tällaisen mahdolliseksi Tähtien sota- tyylinen maakiituri Kitty Hawk paljastettiin tällä viikolla. He ovat Amazonin, Googlen X moonshot -laboratorion ja useiden startup-yritysten jo kehittämien pienten pakettien toimitusdroneiden takana. Ja ennen pitkää ne voisivat myös mahdollistaa ihmisten matkustamisen töihin pienillä lentävillä ajoneuvoilla.

Piilaakson innovaatiot leviävät lentoliikenteeseen

Perinteinen lentokone lähtee lentoon vaakatasossa ja kasvattaa tarpeeksi nopeutta, jotta siivet kantavat sen taivaaseen. Tämä tarkoittaa, että normaali lentokone tarvitsee pitkän kiitotien nousua ja laskua varten. Vertikaaliset nousu- ja laskukoneet (VTOL) sitä vastoin lähtevät pystysuoraan lentoon kuin helikopteri ja siirtyvät sitten lentämään vaakasuunnassa ilmaan noustuaan. Tämän ansiosta he voivat nousta ja laskeutua paikkoihin, joihin perinteiset lentokoneet eivät pysty.



VTOL-lentokoneet eivät ole uutta tekniikkaa - kuten veneet Harrier ja V-22 Osprey ovat olleet olemassa 1960-luvulta lähtien. Mutta nämä lentokoneet eivät ole koskaan olleet kovin käytännöllisiä. Ne ovat monimutkaisia ​​ja kalliita, ja ne vaativat lentäjiä, joilla on erikoiskoulutus.

Mutta siirtyminen polttomoottoreista sähkömoottoreihin muuttaa dramaattisesti tätä yhtälöä. Sähkömoottorit voivat olla paljon kevyempiä, yksinkertaisempia ja halvempia kuin perinteiset fossiilisilla polttoaineilla toimivat lentokonemoottorit – ja ne ovat joka vuosi kevyempiä ja tehokkaampia. Ja se avaa paljon uusia mahdollisuuksia lentokonesuunnittelijoille.

Katso tästä kuvasta, miltä tulevaisuuden pienet sähkökäyttöiset lentokoneet voivat näyttää patenttihakemus kirjoittanut Page's Zee Aero. Se näyttää pienen henkilökohtaisen lentokoneen, joka ei ole paljon tavallista pysäköintitilaa leveämpi (saat mittakaavan tunteen tämä valokuva miehestä, joka seisoo prototyypin vieressä):



Zee Aero

Vaatii paljon enemmän työntövoimaa lentokoneen nousemiseen pystysuunnassa kuin pitää lentokoneen liikkeessä sen ollessa ilmassa. Joten Zee Aeron suunnittelussa on kahdeksan pystysuoraa potkuria, joita käytetään lentoonlähtöön, kun taas takana on vain kaksi vaakasuuntaista työntövoimaa. Kun kone nousee taivaalla, kahdeksan pystysuoraa potkuria voidaan sammuttaa virran säästämiseksi.

Tällainen muotoilu ei toimisi perinteisten lentokoneiden moottoreiden kanssa, koska 10 moottoria olisi aivan liian raskaita. Mutta sähkömoottoreista voidaan tehdä erittäin pieniä ja kevyitä, jolloin jopa auton kokoisessa ajoneuvossa niitä voi olla 10 kappaletta.



Sähkömoottorit eivät tietenkään ole uusi keksintö. Mutta ne ovat vähitellen tulleet kevyemmiksi ja tehokkaammiksi ajan myötä. Tämän lisäksi VTOL-ajoneuvojen käytännöllisyyden lisääminen on edistynyt nopeasti kahdella muulla alueella: akuissa ja lentoohjelmistoissa.

Perinteisen lentopolttoaineen suuri etu on, että se voi pakata paljon energiaa pieneen pakkaukseen, mikä minimoi lentokoneiden kantaman painon ja mahdollistaa pitkiä matkoja ilman tankkausta.

Tällä hetkellä akut, jotka voit laittaa lentokoneeseen, eivät antaisi sinun lentää kovin pitkälle, German kertoi minulle. Mutta annat sille vielä muutaman vuoden, ja seinällä on kirjoitus, että pystyt tekemään erittäin käytännöllisen lentokoneen.

Akkuteknologian parannukset ovat heijastushyöty innovaatioista muualla Piilaaksossa. Kannettavien tietokoneiden, älypuhelimien, tablettien ja sähköautojen kasvavat markkinat ovat inspiroineet yrityksiä biljoonien dollareiden edestä parempaan akkutekniikkaan. Tämän seurauksena akkujen energiatiheys on ollut paranee tasaisesti . Ja joka kerta kun akut paranevat, sähkölentokoneet voivat olla hieman kevyempiä ja lentää hieman kauemmas yhdellä latauksella.

German sanoi, että akkutekniikka ei ole vielä täysin valmis. Hän ennusti, että akkujen energiatiheyden tulee noin kaksinkertaistua, jotta pienet sähkölentokoneet todella nousevat.

Akut eivät parane yhtä nopeasti kuin tietokonepiirit, joten on vaikea sanoa tarkasti, kuinka nopeasti akut paranevat. Teslan toimitusjohtaja Elon Musk, joka rakentaa parhaillaan jättimäistä akkutehdasta, on sanonut, että akun tiheys tyypillisesti paranee 5-8 prosenttia vuodessa , mikä tarkoittaa, että tiheys voi kaksinkertaistua seuraavan vuosikymmenen aikana - vaikka se voi edellyttää uusien akkukemioiden löytämistä.

Toinen keskeinen läpimurto on parempi ohjelmisto. Lentokone, jossa on 10 potkuria, on liian monimutkainen ihmislentäjän tehokkaaseen hallintaan. Mutta tietokoneohjelmisto voi helposti hallita 10 potkuria kerralla ja toimittaa tehoa potkureille siellä, missä tarvitaan eniten työntövoimaa.

Ja German kertoi minulle, että monipotkurimalleilla on merkittäviä turvallisuusetuja. Jos menetät yhden, sinulla on vielä jäljellä, hän sanoo. Voit suunnitella paljon redundanssia.

Pienempien, tehokkaampien sähkömoottoreiden, parempien akkujen ja kehittyneiden ohjelmistojen yhdistelmä avaa dramaattisesti uusia mahdollisuuksia lentokoneiden suunnitteluun. Keskityin yllä Zee Aeron 10-potkurin suunnitteluun, mutta kehitteillä on paljon muita prototyyppejä.

The Volokopteri näyttää paljon jättimäiseltä nelikopteridroonilta – paitsi että siinä on 18 potkuria normaalissa nelikopterissa olevien neljän sijaan.

Joby Aviation työskentelee a kaksipaikkainen lentokonesuunnittelu jossa on 12 potkuria lentoonlähtöä varten – neljä siivissä ja neljä pyrstössä –, jotka taittuvat ylös, kun lentokone on noussut ilmaan ja vaihtaa neljään vaakalentoa varten optimoituun lisäpotkuriin:

Joby Aviation

Ja tietysti tämä on vielä nuori ala. Jos tästä tekniikasta tulee valtavirtaa, onnistunut suunnittelu saattaa näyttää hyvin erilaiselta kuin nämä varhaiset prototyypit.

Pienet sähkökoneet voivat muuttaa lentomatkustuksen

Perinteisten lentokoneiden moottoreiden vaihtaminen sähkömoottoreihin voi sinänsä tuoda merkittäviä etuja, koska se pienentää lentomatkojen kustannuksia ja lentokohtaisia ​​päästöjä. Mutta isompi mahdollisuus tässä on tehdä lentomatkustuksesta käytännöllistä tilanteissa, joissa kenellekään ei tulisi mieleen lähteä lentokoneeseen tänään.

Lokakuussa, Uber julkaisi valkoisen kirjan kuvailee visiotaan tulevaisuudesta, jonka pienet VTOL-koneet voisivat tehdä mahdolliseksi. Uber suunnittelee tilattavien lentokoneiden verkostoa, joka kuljettaa matkustajia useiden laskeutumispaikkojen joukossa ympäri metropolialuetta. Esimerkiksi Kalifornian San Josesta San Franciscoon ajomatka kestää tällä hetkellä vähintään tunnin – ja ruuhka-aikaan lähempänä kaksi tuntia. Sitä vastoin Uber arvioi, että sama matka voi kestää 15 minuuttia VTOL-lentokoneella.

Uber arvioi, että matka maksaisi aluksi noin 129 dollaria, mikä putoaisi 43 dollariin muutaman vuoden sisällä ja voisi lopulta laskea jopa 20 dollariin. Se on suotuisa verrattuna yli 100 dollariin, joka maksaisi taksilla matkustamisesta samaa reittiä.

Ja koska nämä koneet voivat nousta ja laskeutua pystysuunnassa, ne eivät vaadi täysimääräisiä lentokenttiä molemmissa päissä. Ajoneuvot voisivat nousta ja laskeutua pieniin vertiportteihin, jotka mahtuisivat esikaupunkialueelle tai kaupunkien parkkihallin ylimpään kerrokseen.

Ja luonnollisesti Uber suunnittelee on-demand-mallia, jossa käyttäjät varaavat lennon älypuhelimellaan minuuttia ennen saapumistaan ​​vertiportiin.

Aluksi VTOL-koneissa on todennäköisesti ihmislentäjiä, jotka ohjaavat ajoneuvoja. Kehittyneet ohjelmistot voisivat hallita monia lennon rutiininäkökohtia, jolloin ihmiset voivat tulla lentäjiksi vähemmällä koulutuksella kuin he tarvitsevat nykyään.

Pitkällä aikavälillä on todennäköisesti mahdollista luopua lentäjistä kokonaan ja saada lentokone itse lentämään. Tämä ei ainoastaan ​​säästä lentäjän palkkakustannuksia, vaan myös vähentää ajoneuvon painoa ja parantaa siten tehokkuutta ja alentaa kustannuksia.

Tämä voi johtaa merkittäviin muutoksiin liikennemalleissa. Se voi nopeuttaa esikaupunkien hajaantumista, kun varakkaat ihmiset ostavat maata kaukana keskustasta ja matkustavat töihin lentäen. Edullinen lyhyen matkan lentomatka voisi helpottaa kaupunkilaisten päivä- ja viikonloppumatkoja ympäröivän maaseudun kaupunkeihin.

Pitkällä aikavälillä huoli ruuhkasta ja melusta voi luoda pullonkaulan teknologian laajalle leviämiselle. VTOL-koneet ovat todennäköisesti huomattavasti vähemmän meluisia kuin helikopterit, mutta silti olisi ärsyttävää asua naapurissa vertiportissa, jossa on satoja lentoja joka tunti. Ja vaikka lentävän auton käyttökustannukset olisivat niin halpoja, että keskiluokan ihmisillä on siihen varaa, taivaalla ei välttämättä ole tarpeeksi tilaa suoraan suurten suurkaupunkialueiden yläpuolella, jotta se voisi vastata enemmän kuin murto-osa kysynnästä.

Ilmeisesti olemme vielä useiden vuosien päässä - ainakin - kaupallisesta, tilauksesta lentoautopalvelusta. Mutta olemme myös kaukana turhan spekuloinnin pisteestä. Useat startupit ovat rakentaneet toimivia prototyyppejä, ja suuret yritykset, kuten Uber, ovat alkaneet tutkia näitä markkinoita ja pohtia, miten ne voisivat osallistua niihin. Joten joskus seuraavan vuosikymmenen tai kahden aikana voit alkaa nähdä pieniä, hauskan näköisiä lentokoneita surina taivaalla yläpuolella.