Lilium, avionul electric al dronei de taxi decolează!

De ce „taxiurile aeriene” nu vor funcționa

Carlo Ratti, cercetător la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, explică de ce acest vechi vis, la care companiile lucrează deja, este problematic.

LUMEA | 09.10.2017/16/12 XNUMX:XNUMX

Puține dispozitive moderne au stârnit la fel de mult entuziasm ca și dronele. Vânzările anuale în Statele Unite sunt de așteptat să ajungă la șapte milioane de dispozitive în 2020 și mulți prezic deja un viitor în care dronele ne reproiectează orașele - cu livrări controlate de la distanță, supraveghere aeriană și alte aplicații neprevăzute.

Imaginația noastră colectivă a pus mâna pe una dintre posibilitățile lor: mobilitatea oamenilor. Vor putea dronele în curând să transporte oameni pe cerurile orașelor noastre? Vor veni într-o zi taxiurile zburătoare și ne vor smulge din grădina noastră pentru a ne arunca delicat în fața unui cinema sau a restaurantului nostru preferat?

Înainte de a ne gândi la ridicarea unui taxi aerian, să luăm în considerare ce ar însemna de fapt cerul urban plin de roiuri de elicoptere miniaturale, care își transportă pasagerii către următoarea destinație. În timp ce dronele vor avea multe utilizări în viitor, nu cred că transportul oamenilor peste orașele noastre poate sau ar trebui să fie unul dintre ele.

O fantezie veche

Visul transportului aerian fără pilot nu este nou. Când Fritz Lang își imaginează mediul urban din Metropolis, filmul său inovator din 1927, umple cerul cu turnuri amețitoare și mașini zburătoare. La începutul anilor 1960, studioul de animație Hanna-Barbera a produs Jetsons, o serie de desene animate care urmărește escapadele unei familii futuriste de americani obișnuiți. În creditele de deschidere, familia traversează cerul orașului Orbit într-o mașină zburătoare, pe care George, tatăl, ajunge să o împacheteze în servieta pe care o duce la birou. În 1982, de asemenea, mașinile zburătoare ale poliției, filatoarele, au apărut în celebrul film de știință-ficțiune Blade Runner.

Astăzi, o versiune a unui astfel de viitor fictiv pare la îndemână. Uber investește în tehnologia sa de mașini zburătoare. La începutul acestui an, Airbus a lansat Pop.Up, un vehicul de decolare și aterizare vertical dedicat mobilității individuale. Angajat într-o aventură care promite „zbor pentru toată lumea”, start-up-ul german Volocopter a proiectat un elicopter în miniatură cu 18 rotori ale cărui prime zboruri de test vor avea loc în această toamnă în Dubai.

Toate acestea sugerează că dronele urbane vor călători în curând pe cerurile orașelor lor precum George Jetson, nu-i așa? Defecțiune! În ciuda investițiilor mari și a promisiunilor chiar mai mari, există motive practice și fizice pentru care este foarte puțin probabil ca orașele noastre să se umple vreodată cu mașini aeriene.

Zgomot, turbulențe și riscuri

Să ne gândim mai întâi la fizică. Oricine a fost în apropierea unui elicopter decolând va înțelege că este nevoie de puțină energie pentru a ridica vertical un obiect greu în aer. Rotoarele pentru drone sunt doar mari ventilatoare, împingând aerul acolo pentru a crea propulsie în sus. Nu este posibil să se ridice vertical în aer fără a provoca turbulențe semnificative și zgomot considerabil.

Oamenii din New York știu asta bine. Protestele împotriva poluării fonice a unuia dintre principalele heliporturi ale orașului au condus la reglementări mai stricte aplicate organizatorilor de excursii aeriene. Cu toate acestea, chiar înainte de noua legislație existau mai puțin de 5 de zboruri turistice pe lună. Imaginați-vă că cele opt milioane de locuitori iau aerul chiar dacă o singură dată pe lună: orașul devine de neviat.

Alți factori care pot diminua entuziasmul sunt tehnologici. Chiar și în ipoteza că bateriile pentru drone au fost îmbunătățite dramatic pentru a-și extinde autonomia, multitudinea de vehicule necesare pentru a transporta un număr mare de oameni deasupra capului nostru ar prezenta riscuri teribile pentru siguranța noastră. Mașinile moderne pot fi periculoase, dar o defecțiune a bateriei sau ruperea lamei rotorului unui taxi zburător ar putea duce la căderea unui vehicul greu peste o zonă dens populată. Și nu știm încă dacă va fi posibil să protejăm aceste drone împotriva hackerilor, teroriștilor și altor infractori sau modul în care sistemele de control al traficului aerian vor putea ghida pasagerii către siguranță.

Alte funcții pentru drone

Cu toate acestea, dronele vor transforma viețile viitoarelor populații, afacerile lor și interacțiunile lor. Dispozitivele mici și-au dovedit deja capacitatea în diferite domenii, de la furnizarea de ajutor umanitar până la securitate. Dronii se joacă cu bariere geografice fără a fi nevoie de infrastructură fizică grea și pot conecta localități izolate cu restul lumii. În Brazilia, de exemplu, guvernul desfășoară drone echipate cu camere pentru a inspecta producătorii agricoli îndepărtați suspectați că nu respectă codul muncii. Și dronele monitorizează deja calitatea aerului sau oferă ajutor în caz de urgență medicală. Dar mobilitatea urbană nu este un domeniu de aplicare adecvat pentru tehnologia aeronavelor fără pilot. Problemele ridicate de transportul urban pot fi rezolvate ținându-vă picioarele pe pământ și chiar ferm. Odată cu îmbunătățirea rețelelor digitale și a transmisiei de date în timp real, mașinile, camioanele și bărcile autonome - precum Roboat, al cărui colegii mei și cu noi testăm prototipul pe canalele din Amsterdam - putem fii suficient de rapid și eficient pentru a ne satisface toate nevoile. Ca să nu mai vorbim că, dacă rămânem la sol, nu mai sunt necesare noi rețele de infrastructură, precum scumpul „vertiport”. Dacă vechiul vis al mașinilor zburătoare care traversează cerul orașului fascinează, această viziune va rămâne în domeniul science fiction.

Carlo Ratti este inginer, arhitect și profesor-cercetător la MIT. Conduce MIT Senseable Lab, un laborator de referință dedicat inovațiilor urbane.

Navete electrice zburătoare, o convergență a tehnologiilor

Scris de Pierre Langlois
Le 23 / 01 / 2017

Există cel puțin patru tehnologii diferite, altele decât chimia bateriilor, care se așteaptă să se maturizeze într-un deceniu și să faciliteze apariția navetelor electrice de zbor. O schimbare de paradigmă este la orizont.

Conducerea robotică

Deja, mașinile electrice autonome sunt o realitate. Îmbunătățirea senzorilor (radare, lidare, sonare, camere digitale), reducerea foarte semnificativă a costurilor acestora, creșterea constantă a puterii de calcul a procesoarelor, precizia GPS-ului și conectivitatea între vehicule sunt la originea creșterea rapidă a conducerii robotizate.

Pe măsură ce reglementările rutiere o permit, tot mai multe segmente de conducere vor integra robotizarea. La început, conducerea și parcarea pe autostradă, apoi conducerea în oraș, mai complexă.

Aceeași conducere robotică se va aplica în mod evident navetelor electrice zburătoare (NVE) și pentru a liniști mai mulți cititori, pentru ca NVE să devină realitate, nu se va pune problema autorizării libertății totale în mișcările acestor aeronave și să producem o cacofonie deasupra capului nostru. Este sigur că vor fi create coridoare de trafic, cam ca autostrăzile aeriene virtuale. Nu vor exista intersecții ale traiectoriilor, deoarece mișcările în direcții diferite se vor face la înălțimi diferite pe cer. Și NVE-urile vor vorbi între ele pentru a evita potențiale coliziuni.

În plus, pentru a limita numărul de NVE pe cer, va fi important să ne concentrăm asupra transportului public pentru aceste aeronave, ceea ce are sens și la nivel economic, deoarece aceste NVE nu vor fi date și că ar fi mai bine să le folosiți mai mult de o oră pe zi.

Extensoare ultra ușoare și ultra eficiente

În prezent, compania Ehang dezvoltă un NVE care poate transporta doi pasageri și poate zbura la 100 km / h timp de aproximativ douăzeci de minute cu o încărcare completă a bateriei sale. Și, așa cum am văzut în ultima mea postare, pentru transportul interurban rapid ar fi nevoie de NVE-uri capabile să atingă 150 km / h timp de o oră.

Prin urmare, ar fi necesar să creștem de patru ori densitatea energetică a bateriilor dacă realimentăm la fiecare 100 km sau cam așa, reîncărcând sau schimbând bateria în heliporturi special concepute. Această reîncărcare se va face în timpul unei opriri de aproximativ 5 minute pentru a atrage sau opri pasagerii.

O reducere a unui factor de 2 în greutatea bateriilor pare realizabilă în decurs de zece ani, dar un factor de 4 ar putea dura 20 de ani. Nu contează, putem adăuga întotdeauna un extender ultra ușor și ultra eficient care utilizează biocombustibil avansat (secțiunea următoare).

Un astfel de range extender este în prezent dezvoltat de compania Liquid Piston și l-am menționat recent în postarea mea din 19 decembrie 2016. Mult mai ușor decât un motor termic tradițional, motoarele rotative ale acestei companii sunt de 30% mai eficient decât un motor diesel!

Biodiesel avansat care emite mult mai puțin GES

Compania finlandeză Neste a dezvoltat un combustibil diesel sintetic fabricat din uleiuri vegetale, foarte similar cu motorina fabricată din petrol. Acest nou biodiesel avansat poate fi amestecat în toate proporțiile cu motorină din petrol, până la 100% biodiesel și nu prezintă nicio problemă pe timp foarte rece, ceea ce nu este cazul biodieselului tradițional. În plus, nu ar trebui aduse modificări motoarelor vehiculului. Aceasta se numește biocombustibil „drop-in” în literatura de limbă engleză. În cele din urmă, acest biocombustibil avansat de la Neste arde mai curat și reduce gazele cu efect de seră (GES) cu până la 90%, potrivit unui articol recent al Congresului Green Car.

În plus, în revista electronică Les Affaires, François Normand ne-a informat, pe 17 ianuarie 2017, despre un proiect de 1 miliard de dolari pentru înființarea unei biorefinării în La Tuque, Quebec, în 2023. Ar produce biodiesel avansat din reziduuri de pădure, cu procesul Neste, care este un partener. O organizație non-profit, Bioenergy La Tuque (BELT) a fost înființată pentru a pilota acest proiect.

În loc să se utilizeze ulei vegetal din plante oleaginoase sau uleiuri vegetale reciclate (industria alimentară), bio-uleiul ar fi produs folosind un reactor pirolitic portabil care ar fi deplasat pe nenumărații kilometri de drumuri. lemn din regiune (orașul La Tuque este la fel de mare ca Belgia). Este bio-uleiul care ar fi trimis către biorefinare, reducând astfel foarte mult costurile de colectare a biomasei. Acestea se află în studii preliminare care ar trebui să conducă în cele din urmă la o biorefinare pilot dacă rezultatele preliminare sunt concludente. Apoi, am construi o fabrică comercială în La Tuque, până în 2023, dacă totul va merge bine.

Noi materiale ultra-rezistente și ultra-ușoare

Dacă reușim să reducem greutatea structurii NVE-urilor, este echivalentul reducerii greutății bateriilor. Cu toate acestea, cercetătorii MIT tocmai au anunțat descoperirea unui nou material grafen structurat într-o rețea tridimensională, care este de 20 de ori mai ușoară decât oțelul și de 10 ori mai puternică! Dacă reușim să-l producem la scară largă la un preț competitiv, este o adevărată revoluție la orizont, în special pentru aeronautică.

Ceea ce știau cercetătorii MIT inițial a fost importanța formei materialelor în creșterea rezistenței lor mecanice, pe lângă rezistența lor intrinsecă, desigur. De exemplu, o foaie de hârtie care oferă o rezistență structurală foarte mică vede această rezistență crește foarte mult dacă este înfășurată. La fel, o foaie de oțel plană este mult mai puțin rezistentă decât o foaie ondulată. Prin urmare, au căutat forme 3D care să ofere cea mai mare rezistență. Pentru a-i ajuta în acest proces, cercetătorii au produs mai multe forme din plastic folosind o imprimantă 3D și le-au testat rezistența. Ilustrația de mai jos prezintă una dintre cele mai promițătoare forme pe care le-au testat.

Concluzie

Pe scurt, utilizarea unui range extender cu 30% mai eficient decât un motor diesel, care ar consuma biodiesel avansat care emite mult mai puțin GES (pe parcursul ciclului său de viață), pentru 30% până la 50% din kilometri ( restul kilometrajului ar fi electric), este o soluție care ar face posibilă realizarea NVE-urilor funcționale cu doar o reducere a unui factor de doi în greutatea bateriilor Li-ion curente, în decurs de 10 până la 15 ani. Mai ales dacă utilizați materiale ultra-ușoare și ultra-rezistente.

Să nu uităm, de asemenea, că vizăm transportul public intercity rapid și că faptul de a consuma puțin biocombustibil avansat pentru o parte din kilometri oferă o alternativă de tranziție complet acceptabilă. Ca să nu mai vorbim că un range extender oferă redundanță pentru sursa de electricitate, ceea ce crește siguranța.

Concurentul Airbus și al Vahana, Bell Helicopter, care și-a unit forțele cu Uber Technologies, își confirmă ambițiile.

Următoarea frontieră a mobilității urbane este cerul. Și, în lupta pentru cucerirea „orașelor inteligente” de mâine, pionierii cedează lovitură pentru lovitură. Abia după ce Airbus a anunțat primul zbor de test de succes pentru drona sa monoplază, Vahana, rivalul său american - și al doilea pe piața elicopterelor, Bell Helicopter (grupul Textron), și-a confirmat ambițiile pentru zborul taxiurilor.

Partener al Uber ca parte a proiectului său urban de taxi aerian, grupul american a dezvăluit cabina prototipului său de aterizare și decolare verticală (Adaf) la începutul lunii ianuarie la Las Vegas, la spectacolul Consumer Electronics Spectacol.

„Taxiul zburător este următorul pas în sectorul nostru și zburăm pentru a fi siguri că vom fi printre perturbatorii care se gândesc la ce transport ar trebui să fie în următorii 10-20 de ani”, a declarat marți Patrick Moulay, vicepreședinte executiv al Bell Helicopter International Sales and Marketing, într-un interviu acordat Bloomberg Television, pe marginea emisiunii aeriene din Singapore. Și pentru a clarifica: „Nu vom vedea un taxi zburând mâine, dar această perspectivă este mult mai apropiată decât cred oamenii”.
Pentru a citi, de asemenea

Ce termen? „În țări precum Indonezia și New York, tehnologia există deja și unii clienți folosesc o aplicație pentru a rezerva elicoptere. Pentru taxiul aerian, credem că până în 2020, sau poate în 2025, vom vedea primele vehicule zburând ”, a continuat Patrick Moulay.

Marketing anunțat pentru 2023

(...)

Grupul de transport din Ile-de-France își intensifică colaborările cu start-up-urile pentru a urmări apariția noilor forme de mobilitate și va demonstra acest lucru în timpul Vivatech.

Găzduind pe standul său EVA (Electric Visionary Aircraft), o tânără startup din Toulouse care își propune să dezvolte un serviciu de taxi zburător, RATP este sigur că va fi vorbit în cadrul ediției 2018 a Viva Technology Show (co-organizat de „ Les Echos ”și Publicis), care va avea loc la Paris în perioada 24-26 mai. Mai ales că un prototip de dimensiuni complete va fi vizibil la intrarea în spectacol, chiar dacă va fi necesar să așteptați până la sfârșitul anului pentru a-l vedea în zbor.

RATP nu este acționar la EVA și nu intenționează să devină unul, cel puțin pe termen scurt. Dar cooperarea și parteneriatele sunt posibile între start-up și marele grup din Ile-de-France. „Din punct de vedere tehnologic, ei sunt interesați de abilitățile noastre în acustică”, explică Marie-Claude Dupuis, director de strategie și inovare la RATP.

Punerea bazelor pentru viitor

Și din punct de vedere comercial, compania pune bazele pentru viitor, când acest nou mod de transport este suficient de matur pentru a fi integrat în ofertele de servicii făcute orașelor mari, inițial din Asia de Sud-Est.

Până atunci, este o mare cascadorie publicitară, care permite RATP să-și scuture imaginea și să arate atenția acordată lăstarilor tineri mult mai asertivă decât în ​​trecut. Creată cu puțin peste un an în urmă, filiala dedicată investițiilor în întreprinderi noi și-a văzut bugetul crescut de la 15 la 30 de milioane de euro și a făcut deja 4 investiții de capitaluri proprii.

Prin stabilirea unui punct de sprijin la Communauto (car sharing), Klaxit (carpooling la domiciliu) sau chiar la Cityscoot, ale cărui scutere electrice cu autoservire roiesc în regiunea Parisului și în Franța, RATP construiește treptat o bază de soluții. în noile mobilități, conștienți de faptul că nu se poate mulțumi să se înghesuie în activitatea sa principală.

Nu vă limitați la o ofertă de transport

Compania nu mai vrea să se limiteze la oferirea de oferte de transport. „Vrem să fim partenerul privilegiat al orașelor durabile. Este o ambiție care depășește simpla furnizare de servicii de mobilitate ”, rezumă Marie-Claude Dupuis. Odată cu transformarea a 80% din parcul său de autobuze într-un motor electric până în 2025, RATP se află, de exemplu, în procesul de construire a unui experiment în desfășurarea infrastructurii necesare aprovizionării depozitelor, care ar trebui să intereseze d alte aglomerări ulterioare. Know-how-ul său în ceea ce privește economia de energie (se pretinde că a fost în ianuarie „primul transportor multimodal din lume care a fost certificat ISO50001”) este, de asemenea, un atu care trebuie dezvoltat, cu orașe, dar și pentru apropiați-vă de niște lăstari tineri.