ويعيد قطاع التقاط الطائرات الإلكترونية (الإنزال والهبوط الرأسي) تحديد حدود التنقل الجوي الحضري، غير أن الجوهر الهندسي الذي يجعل من الممكن أن تكون جميع القدرات في مجال التصريف والهبوط في حالة حرارة، هي نفسها تمر بتحول عميق، وفي حين أن مفهوم التحليق العمودي هو أكبر من حجم الطائرة، فإن متطلبات الدفع الكهربائي، وتنظيم الضوضاء، والعمليات الحضرية ذات التردد العالي تؤدي إلى نشوء موجة أكثر أمانا.

فهم تحدي VTOL في موقع الإنترنت

"تخفيض الرأسي الحقيقي و الهبوط" "يفرض مجموعة فريدة من العقوبات الهوائية" "خلال المركب، يجب أن يولد الدواران تركيزاً كافياً لمواجهة الوزن الكامل للطائرة دون فائدة برنامج "الجو السريع" الذي يتطلب كثافة عالية في الطاقة وضبط دقيق للغسل"

تطور اتحادات VTOL

وكثيرا ما تُقلّق مفاهيم الفيلق الإلكتروني المبكر من محركات طائرات الهليكوبتر أو مخططات المروحية، ولكن الصناعة نضجت منذ ذلك الحين إلى عدة تشكيلات متمايزة، وكل منها مبادلات خاصة به في كفاءة المواسير، وأداء الرحلات البحرية، والتعقيد الميكانيكي.

تصميمات متعددة الرواد

وفي نفس الوقت، يستخدم المضاعفون مصاريف ثابتة متعددة من أجل كل من الرفع والتحكم، ويدخل فولكوبتر 2X والعديد من النماذج الأولية المبكرة في هذه الفئة، وفي حين أن الازدواج الميكانيكي يتيح قدراً ممتازاً من الارتداد، فإن المضاعفات تعاني من ارتفاع مستوى تحميل الأقراص وفقدان كفاءة الرحلات لأن كل دوار يتجه إلى التصفيق، وليس إلى الأمام.

رفع + كروز

وهذه التصميمات منفصلة عن المصعد والتوجه: مجموعة من المصارعين المكرسين يقدمون المصعد الرأسي، بينما يتعامل المدافعون المستقلون أو المحركات المتحركة مع الرحلات السياحية الأمامية، ويقلل تصميم البيتشكرافت الذي تروج له شركة بيتا للتكنولوجيا وشركة أرتشرد في منتصف الليل، لأن مركبي الرفع يمكن أن يُرفع إلى الحد الأمثل من المركب ويمكن إيقافه بالكامل أو إبطاءه في الرحلات البحرية، غير أن يُخفض الوزن الإضافي لكل من النظامين من التحوطين.

Tiltrotor and Tiltwing

ربما أكثر الناس اناقة وصعوبة في الهندسة، المقاتلون يتناوبون كامل مجموعة الدفع (المحرك + الروتور) من الرأس إلى الأفقي، ويستخدمون في شركة الطيران S4 وطائرة ليليوم للشحنات الموزعة تغيرات في هذا المفهوم، والميزة هي أن جميع الطاقة المركبة متاحة لكل من الهوفر والرحلات السياحية، مما يقلل من الوزن الميت، ولكن الانتقال بين أجهزة التحكم في الشحنات العالية والتحليل.

Vectored Thrust and Ducted Fans

Some developers, such as A3 by Airbus (now part of Vahana), have explored vectored push using ducted fans. Ducted fans offer noise attenuation and increased static push per unit area, but their weight and duct loss at high forward speeds are drawbacks. The ongoing work at Airbus Urban Mobility

التكنولوجيات الرئيسية

The evolution of VTOL technology in eVTOL is not merely about aerodynamics - it is being propelled by parallel advances in several engineering disciplines.

نظم التبريد الكهربائي والارتفاع الكبير

و قد طفح في كثافة الطاقة في اليوم، أحدث ما حدث في التدفق المائي الدائم لمركبات العجلات يزيد على 7 كيلوواط/كغ، مقارنة بـ 3 كيلوواط/كغ قبل عقد من الزمن، وهذا يقلل مباشرة من عقوبة الوزن التي تفرضها شركة VTOL. والأهم من ذلك، فإن الدافع الكهربائي الموزع يسمح بتركيب مركبات أصغر حجماً عبر الإطار الجوي، مما يتيح التحكم في القوة القصوى

نظم الطيران المستقلة

(أ) إن ديناميات التحليق غير الثابتة بطبيعتها: إن تخفيف عبء العمل التجريبي أو التمكين من عمليات مستقلة تماماً - يتطلب تركيب أجهزة الاستشعار (LIDAR) والرادارات والكاميرات البصرية ووحدات القياس غير الجوي) التي تستخدم في أكثر من 100 Hz مع التجهيز الزائد.() وقد أثبتت الشركات مثل Skydio وJbyT أن أجهزة التحكم في الرحلات الجوية القائمة على تكنولوجيا المعلومات يمكن أن تدير الممرات الانتقالية المعقدة المطلوبة من VTOL.

الهياكل المركبة للوزن الخفيف

وبالإضافة إلى ذلك، فإن كل كيلوغرامات يتم توفيرها في كتلة الطائرات تترجم إما إلى كمية أكبر أو أعلى من الحمولة، أما البوليمرات المجهزة بالكربون والمحررة، فهي الآن متماثلة، ولكن القفزة التالية تنطوي على تصنيع مضاف للأقسام المعقّدة، والمعارض، بل ومحاور متنقلة، وهي مواد يمكن أن تكون أسرع وأقوى من حيث إنتاجها.

تكنولوجيا التخفيف من حدة الضغائن

ويُعزى هذا الرقم إلى أكبر عقبة أمام قبول الجمهور لعمليات الإنترنت، حيث يولد نظام " فيتو " نوعين متميزين هما: الضوضاء الهوائية من النصائح الدوارة والاضطرابات، والضوضاء الميكانيكية من المعدات والسيارات.

  • Lower tip speeds:] By reducing rotor RPM during hover (often by using higher solidity rotors), tip Mach numbers are kept below 0.5, dramatically cutting tonal noise.
  • Serrated tracking edges and wavy leading edges:] These biomimetic features, inspiration by owl wings, break up coherent vortex shedding.
  • Distributed rotors with staggered diameters:] Different rotors operate at slightly different frequencies, spreading noise over a wider spectrum and reducing annoyance.
  • Ducted fans (when carefully designed): ] Ducts can shield rotor noise and prevent it from propagating downward.

مشروع تكنولوجيا الحرف اليدوية الارتجالية (VLT: 1) نشر خرائط ضوضاء تبين أن هذه التدابير قد تكون هادئة تماماً كشاحنة توصيل على ارتفاع 500 قدم لا يُستهان بها، ولكن غير مُعطلة.

التحديات التي لا تزال غير معزولة

ورغم التقدم الملحوظ، فإن العديد من العقبات الأساسية تحول دون انتشار اعتماد القانون النموذجي للتحكيم.

كثافة الطاقة وحياة العضلات

وحتى أكثر التوقعات تفاؤلاً في مجال البطاريات يضعون نطاق الـ eVTOL على مسافة تتراوح بين 150 و200 كيلومتراً مع احتياطيات الهبوط، وبالنسبة لرحلة حضرية نموذجية تتراوح بين 30 و50 كيلومتراً، فإن الطرق المتقاطعة أو المتقاطعة تتطلب على الأقل 300 كيلومتر، كما أن ارتفاع معدلات التسريح أثناء الإقلاع (التي تبلغ عادة 4C إلى 6C) يؤدي أيضاً إلى تدهور البطاريات أسرع من الحد الأدنى من السيارات الكهربائية.

مسارات إصدار الشهادات التنظيمية

ولم يحصل أي من هذه الطائرات على شهادة من النوع الكامل بعد، ولا تزال القوات المسلحة الأنغولية، ووكالة الطيران المدني الدولية، ووكالة الطيران المدني الدولية، وغيرها تستكمل الظروف الخاصة لطائرات VTOL، وهناك عقبان محددان هما تعريف " الفشل الكارثي " لعدد كبير جدا من الرواد )ربما تفقد طائرة من طراز ٢٠ دون كارثة، ولكن ما هي احتمالات اختصار جهاز التحكم في السيارات في تلك السلسلة التعاقبية( وشرط الخاص بقطاعات الحضرية)٢(.

التكامل في المرحلة الثانوية

ولا تعني القدرة على تحمل تكاليف الطائرات إلا إذا لم يكن هناك أماكن للهبوط، ويجب بناء الموانئ على أسطح المباني أو هياكل وقوف السيارات أو الأماكن الشاغرة - كلها مع قدرة على حمل طائرة تزن ٢-٣ أطنان أثناء الهبوط، ويجب تركيب الهياكل الأساسية )الشحن السريع على مستوى جبل طارق( إلى جانب مناطق الأمان للتسيير وإعادة الترسيب.

قبول المجتمع المحلي وسياسته

وحتى إذا كانت طائرات الإي فيتو إل (EVTOLs) أكثر هدوءاً من الطائرات العمودية، فإن ظهور مصدر جديد للضوضاء - خاصة أثناء الصباح الباكر أو العمليات الليلية المتأخرة - يمكن أن يؤدي إلى حدوث صدام، كما أن الطائرات المتجهة إلى VTOL تولد ندوات تصل إلى 60 متراً على المستوى الأرضي، مما قد يكون خطراً على المشاة والممتلكات، وسيتعين على الطيارين تجنب التحليق فوق المناطق الحساسة، كما أن تكون وسائل النقل التجارية محدودة.

دراسات الحالات: برامج رائدة في القانون الجنائي الدولي

ويساعد فحص تصميمات العالم الحقيقي على توضيح كيفية تطبيق تطور القانون التجاري الدولي في الممارسة العملية.

جوبي الطيران S4

ويستخدم فريق جوبي س-4 تشكيلة من الطاغية تضم ستة دوارات (أربعة على الجناح، واثنان على ذيل) وحقق رحلة جوية تبلغ 154 ميلاً في عام 2021، وحصل على شهادة من طراز FAA Part 135 للعمليات المبكرة، ويعتمد أداءه على تصميم جناح مرتفع يُبدأ بالتوليد حتى قبل الانتقال الكامل، مما يقلل من سرعة الطاقة خلال الثواني الأولى من التعجيل.

Beta Technologies ALIA

(بيتا) 250 يستخدم تركيبة مصعد + كروز مع أربعة مروحات عمودية مجهزة على جناح عالي و مدفع دفعة واحدة للرحلة البحرية

عشية المعبد

ميدنايت آرتشر هو ستّة محركات مُتّجهة إلى تصميم الرحلة البحرية مع التركيز على الإنتاج السريع و التكلفة المنخفضة لكل مُجمّع مقعد، مُقَوّرَات VTOL مُقدّمة قليلاً لتوليد ناقل للأمام أثناء القفزة، وتحسين سلاسة الانتقال، وركّز الراقص على الإدارة الحرارية لدورات متكرّرة من VTOL - حرجة لعمليات الركوب التي قد تنطوي على قفزة كاملة كل 15 دقيقة.

الفضاء الجوي العمودي VX4

"الفضائيات الفيروسية" "في" "في"إكس 4" تستخدم تصميماً مُتعدّداً ولكن مع خطّ غير عادي يسكن أربعة من الـ6 مُتسابقين، هذا الترتيب يُخفّض البصمة تحت الصمامات، ويجعلها أكثر توافقاً مع لوحات صغيرة، كما نشرت الشركة قياسات ضوضاء مفصلة تبين أنّة "في إكس4" على ارتفاع 50 متراً تسجل 60 سيارةً في الحضرية.

التوقعات المستقبلية واحتياجات الهياكل الأساسية

ولن يحدث تطور تكنولوجيا VTOL بمعزل عن بعضها البعض، ويتطلب الاستغلال الكامل إحراز تقدم منسق في إدارة المجال الجوي، وتخزين الطاقة، والتخطيط الحضري.

النظم الإيكولوجية المتقدمة في الجو

ومع زيادة كفاءة الطائرات المتجهة إلى الطائرات المصفحة، فإنها ستدمج في إطار أوسع نطاقاً للشحنات غير المأهولة، ومحطات منصة عالية الجودة، والطيران العام التقليدي، وسيؤدي مفهوم الوكالة للعمليات ضد 2.0 إلى تخطيط ممرات ذات مسار دينامي قائم على الطقس، وبطاقات البطارية، وأجهزة الاحتياط الجوي.

Energy Density Roadmaps

وتشكل البطاريات ذات الصلصة وخلايا وقود الهيدروجين مصدرين للطاقة الواعدين لتوسيع نطاق VTOL وقد ظهرت خلايا وقود الهيدروجين بالفعل في نماذج مبدئية من طراز eVTOL من ستة جوازات (مثلاً، H2Fly HY4). وفي حين أنها توفر ثلاث مرات الطاقة المحددة من ليثيوم الحالي، فإن مجموعة الخزانات والوقود لا تزال تحد من الحمولة.

العمليات الذاتية والرسوم التجريبية

ومن المرجح أن يُصدَّق على نظام " VTOL " المستقل تماماً أولاً بالنسبة للشحنات، ثم بالنسبة لرحلات الركاب التي يوجد فيها طيار للسلامة، كما أنَّ عمليات الريموت التي تجريها محطة مراقبة أرضية، كما تختبرها علوم الرحلات الجوية في ناسا وأورورا، تتيح لإنسان واحد الإشراف على طائرات متعددة، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف المشغلين، كما أنَّ قوانين مراقبة الرحلات الجوية الخاصة بالطرق المتدهورة - مثل فشل واحد في المروحة - تكون قوية بما يكفي لتموديع - مجازة - 1

خاتمة

وتتطور تكنولوجيا VTOL في قطاع EVTOL بوتيرة غير عادية، مدفوعة بانقطاعات في الدفع الكهربائي، والرحلات المستقلة، والهياكل ذات الوزن الخفيف، والخفض الفعلي للضوضاء، واليوم الذي تعني فيه الإقلاع الرأسي ضربة ضارية، وطائرة هليكوبتر عطشة للوقود، والتشكيلات الجديدة - الممزقة، والرفع + الحكيم، والحركة الكهربائية - كلفة - تتطلب تحديات فريدة في مجال التنقل.