مستقبل المقتنيات الصوتية والهبوط (الطائرات)

The Evolution of Vertical Takeoff and Landing Technology

وتمثل الطائرات العمودية المتجهة إلى التصريف والهبوط الحدود المذهلة في هندسة الفضاء الجوي، وقد أصبحت هذه الآلات قادرة على رفعها، والقفز عليها، والهبوط الرأسي، والانتقال إلى رحلات الطيران الأمامية تتسم بالكفاءة، قد استولت على خيال المهندسين والمستثمرين على حد سواء، بينما تسارعت تشكيلات طائرات VTOL بشكل كبير في السنوات الأخيرة، نتيجة التقدم المحرز في الدفع الكهربائي، والمواد الخفيفة، والتحدي في مجال الطيران المدني.

إن الأثر المحتمل لطائرات الجيل القادم من طراز VTOL يتجاوز مجرد استبدال طائرات الهليكوبتر، ويمكن لهذه الطائرات أن تعيد تشكيل الطريقة التي يتنقل بها الناس في المدن المكتظة، وكيف تصل الإمدادات الطبية إلى المناطق النائية، وكيف تقوم القوات العسكرية ببعثات الانتشار السريع، حيث أن التكنولوجيا ما زالت ناضجة، تقوم صناعة الفضاء الجوي باستكشاف مجموعة واسعة من التشكيلات التي توازن بين القدرة على تحميل الشحن، والنطاق، والتوقيع على الضوضاء، والتعقيد التشغيلي في المستقبل.

تحديد التحدي الأساسي لرحلة VTOL

ويجب على كل طائرة من طائرات VTOL أن تحل مشكلة أساسية هي مشكلة الأيرودينامية: كيفية توليد قدر كاف من الدافع الرأسي للرفع من الأرض، ثم الانتقال إلى رحلة أفقية فعالة دون إهدار طاقة مفرطة أو إضعاف الاستقرار، ويسعى طائرات الهليكوبتر إلى حل هذه المشكلة باستخدام دوار واحد يوفر كلا من الرفع والدفع، ولكن هذه التشكيلة تفرض قيودا كبيرة على السرعة نتيجة لتراجع المماطلة الصارخة وتأثيرات على التصاؤم(20).

المؤتمرات الحالية في إطار اتفاقية فيينا

وقد تم تطوير ونشر عدة تشكيلات من نظام " VTOL " ، تمثل كل منها نهجا متميزا إزاء مشكلة الانتقال من العمود إلى الأفق، وتشمل أبرز التشكيلات في الخدمة أو في إطار التنمية النشطة المشتغلة بها المشتغلين بالتشغيل، وتصميمات المصعد المعززة، ونظم المروحة المتحركة، ومنابر الدفع المتحركة، وتمنح كل تشكيلة خصائص أداء فريدة تؤثر على مدى ملاءمتها لبعثات محددة.

طائرة تيلتروتوري

وتمثل الطائرات المقاتلة إحدى أكثر التشكيلات نجاحا في مجال استخدام المركبات في الخدمة التشغيلية، حيث تستخدم هذه الطائرات دوارات كبيرة مجهزة على متن ناسيلات في الجناحين التي تتحول من عمودي إلى الإقلاع والهبوط إلى أفقي للرحلة الأمامية، وقد أثبت مركب بيل ف - 22، الذي وضع فيلق البحرية بالولايات المتحدة، أن تكنولوجيا الطيار يمكن أن توفر قدرة عمودية مماثلة بسرعة ونطاق أسرع من طائرة هليكوبتر.

وتتيح تشكيلة المحركات مزايا قاهرة للتطبيقات العسكرية والمدنية، وفي طريقة الطيران الأمامي، تعمل المروحيات كجهات الدفع، مما يتيح للأجنحة أن تولد رفعاً فعالاً، مما يقلل من العقوبات الهوائية المرتبطة بحمل نظم كبيرة للدوارات، غير أن المشتغلين بالقاذفات يشكلون أيضاً تحديات ملحوظة، كما أن النظم الميكانيكية المعقدة اللازمة لتضخيم احتياجات التصاميم والإعالة تضيف إلى عوامل التقلب.

ويمتد مستقبل تكنولوجيا المحركات إلى ما يتجاوز التطبيقات العسكرية، إذ أن مفاهيم المحركات المدنية، بما في ذلك التصميمات من بيل وليوناردو وغيرها من الجهات المصنعة، تستهدف النقل التنفيذي، والتنقل الجوي الإقليمي، واللوجستيات البحرية، وتتعهد هذه الطائرات بربط مراكز المدن بالمطارات والمرافق النائية دون الحاجة إلى بنية أساسية مكلفة، ومن المرجح أن تظل تشكيلة المحركات قوة كبيرة في تطوير نظام " فيتو " ، ولا سيما بالنسبة للبعثات التي تتطلب مجموعة من القدرات السريعة.

تصميم المصفوفات - البلوز - الكرواز

ويفصل تشكيلة الرفع المعززة عن وظيفة الرفع العمودي عن وظيفة الدفع الأمامي باستخدام نظم متميزة لكل مرحلة من مراحل الطيران، وفي عملية تنفيذ نموذجية، يقوم العديد من الدوارات أو المروحات الكهربائية بالرفع الرأسي أثناء الإقلاع والهبوط، بينما يؤدي نظام الدفع المستقل إلى دفع الطائرة إلى الأمام بمجرد نقلها جوا، مع رفع الأجنحة لدعم الطائرات في الرحلات السياحية، ويتيح هذا التفكيك إمكانية تحسين كفاءة كل نظام على حدة.

وقد اكتسبت تصميمات الرفع من الرفع إلى جانب الكهروة قدرا كبيرا من الحركة في قطاع الكهرباء VTOL (eVTOL) حيث يؤدي توزيع الصواريخ الكهربائية إلى جعل من الممكن تركيب عدة مراوح في جميع أنحاء الحاسوب الجوي، كما أن الطائرات مثل مركبة المروحية في منتصف الليل، وجوبي S4، وطائرة ليليوم ترسم هذا النهج، وإن كانت تختلف في الترتيب المحدد لمروحي الرفع والزادات السياحية.

ورغم هذه المزايا، فإن تركيبات الرفع والرسوم تفرض عقوبات، فالوزن الإضافي لمحركات الرفع والمعجبين المتفانين الذين لا يُستخدمون أثناء الرحلة يخفض القدرة على تحميل الحمولة ونطاقها، ولا تزال الجاذبية الهوائية لبيوت المراوح غير القابلة للانتقاص وهياكل الدعم تؤدي إلى الحد من كفاءة الرحلات السياحية، وتعالج بعض التصميمات ذلك عن طريق إدماج آليات لوحدات الرفع، مما يضفي على الخط بين تشكيلة الضريبية المتحركة والمرتفعة.

نظم فان مزودة برسوم

وتأتي تشكيلات المروحيات المزدوجة في طياتها الرافعات أو المراوح داخل الشقوق أو القنوات، التي تدمج عادة في هيكل الإطار الجوي، وتوفر هذه القناة عدة فوائد جوية: فهي تقلل من الخسائر في البقايا، وتزيد كفاءة الدفع الثابت، ويمكن أن تقلل من الضوضاء عن طريق حماية نصلات الدوارة من الخط المباشر للبصر، كما توفر المشاهد المكتظة مزايا السلامة عن طريق احتواء المثانة، مما يقلل من خطر إلحاق الضرر بالأرضيين.

وقد قام مولر سكايكار، رغم عدم وصوله إلى الإنتاج، بنشر مفهوم المروحة المقتطعة بالنسبة للطائرات الشخصية VTOL، ومن بين أحدث عمليات التنفيذ التي شملت الطائرات المروحية الجوية الجوية التي تُستخدم في مدينة بوسطن ومختلف مفاهيم المركبات الجوية غير المأهولة، وفرض المعجبون المزدوجون عقوبات على الوزن بسبب الكتلة الهيكلية للنقاش أنفسهم، ويمكن أن تولد جرا كبيرا في الرحلات الجوية الأمامية ما لم يدمج بعناية في تصميمات الآلات الهندسية ذات الوزن الضوئية.

ولا تزال خصائص الضوضاء للمعجبين الذين تم اقتيادهم تشكل مجالا نشطا من مجالات البحث، وفي حين يمكن أن يدر الخناق مكونات ضوضاء عالية التردد، فإنه قد يضخم أيضا ضوضاء منخفضة التردد من خلال آثار مسببة للتردد، فالتصميم الدقيق لتردد المرور المثان مقارنة بالطرق الصوتية للوصلات هو أمر أساسي لتحقيق الضجيج المنخفض المطلوب للعمليات الحضرية، ومن المرجح أن تُعدّات الفولية للفيض.

المؤتمرات الناشئة والمستقبلية

وفيما عدا التشكيلات القائمة، يقوم الباحثون والبدؤون باستكشاف نُهج جديدة يمكن أن تعيد تحديد قدرات نظام " فيتو " ، وهذه التشكيلات الناشئة تحفز التقدم في مجال الدفع الكهربائي، والرقابة المستقلة، وتقنيات التصنيع لمعالجة القيود المفروضة على التصميمات الحالية، وتوحي سرعة وتيرة الابتكار بأن المشهد المميز لشبكة " فيتو " سيبدو مختلفا اختلافا كبيرا عن اليوم.

نظم التبريد الكهربائية

ويمثل الانتقال من محركات الاحتراق إلى الدفع الكهربائي أكثر الاتجاهات تحولا في تطوير طائرات VTOL، وتوفر المحركات الكهربائية عدة مزايا أساسية: فهي أبسط من محركات الاحتراق الداخلي، مع انخفاض عدد قطع الغيار المتحركة وانخفاض احتياجات الصيانة، وتوفر المحركات الكهربائية استجابة فورية للزراعة، مما يتيح إجراء تغييرات سريعة في سرعة الدوارات تعزز الاستقرار والمناورات، ويؤدي عدم وجود مجموعة معدات معقدة إلى الحد من الوزن والضوضاء على الطائرات.

وتظل تكنولوجيا الكتائب هي القيد الرئيسي على أداء الطائرة الإلكترونية، إذ أن البطاريات الحالية للليثيوم - الأسيون توفر كثافة محددة للطاقة تبلغ نحو 250-300 و/كغ على مستوى الحزم، مقارنة بحوالي 000 12 و/كغ بالنسبة لوقود الطائرات، وهذا التفاوت يعني أن طائرات الإيفوتول ستزيد كثيرا من النطاقات، وأن قدرات الشحن الأقل من نظيراتها في مجال التعبئة الحضرية 150.

وتوفِّر التشكيلات الكهربائية الهجينة حلا وسطيا يجمع بين محرك الاحتراق الذي يقود مولداً كهربائياً بطاريات ومحركات كهربائية، ويعمل المحركات في نقطة الكفاءة المثلى، ويحمل البطاريات التي تُستخدم في الرحلات العمودية والرحلات السياحية، ويوفر هذا التضاريس طائفة ومزايا الحمولة من طاقة الاحتراق مع الاحتفاظ بموثوقية ومستجيبة للشحن الكهربائي في المستقبل.

ويطرح مسار التصديق على طائرات الإي فيتو لي تحديات فريدة، وتقوم سلطات الطيران، بما في ذلك إدارة الطيران الاتحادية ووكالة سلامة الطيران التابعة للاتحاد الأوروبي، بوضع فئات خاصة من الشهادات لطائرات الشبكة الدولية للطائرات الإلكترونية، مع التسليم بأن معايير الجدارة الجوية القائمة التي تستهدف الطائرات التقليدية لا تعالج على نحو كاف مسألة الدفع الكهربائي الموزع والضوابط المستقلة للرحلات الجوية، ومن المتوقع أن يتم الحصول على شهادات من النوع الأول لطائرات المركبات الإلكترونية في منتصف العشرينات، مما يمهد الطريق للعمليات التجارية.

هيكل كهربائي موزع

ويمثل انتشار الكهرباء الموزعة تحولا أساسيا في فلسفة تصميم الطائرات، بدلا من الاعتماد على محركات كبيرة أو محركين كبيرين، تستخدم نظم الدفع الموزعة محركات كهربائية أصغر حجما متعددة تقود مروحة فردية أو مروحات موزعة عبر الحاسوب الجوي، ويتيح هذا الهيكل مزايا قاهرة لطائرات VTOL، حيث تتيح القدرة على الرفع في نقاط متعددة على الحاسوب الجوي تشكيلات جديدة وتعزز السلامة من خلال إعادة التكرار.

وقد أظهرت طائرة البحوث في ماكسويل، التي تعمل في إطار وكالة ناسا X-57، إمكانية توزيع الدفع لتحسين كفاءة الرحلات السياحية باستخدام عدة مروحيات صغيرة على طول الجناح، مما أدى إلى تسريع تدفق الهواء على سطح الجناح، وزيادة سرعة رفع المركبات، وتمكن من تركيبات المركبات الموزعة بستة أو ثمانية أو أكثر من مشجعي المصعد، مع القيام بدورة متوازنة في الدفع والسيطرة، بينما يستخدم جوبي S4 محركا ثابتا يعمل بستة.

إن التحدي الذي يواجهه ضغط الطائرات الموزعة هو تحد كبير، إذ يجب أن تخضع كل محرك للرقابة على حدة استجابة للمدخلات التجريبية، والاضطرابات الجوية، وفشل النظام، ووجود نظم حديثة لمراقبة الطيران بالزوايا، مع أجهزة الاستشعار الزائدة عن الحاجة، وأجهزة التحكم الدقيقة القوية، يجعل هذا المستوى من الرقابة ممكنا، ولكن جهود التصديق على البرامجيات مهمة، ويجب أن تتناول قوانين الرقابة السيناريوهات التي تفشل فيها وحدات الدفع الآلي المتعددة في مواقع مختلفة على الحاسوب الجوي.

Vectored Thrust Configurations

(د) تركيبات الدفع المتحركة المباشرة لعادم المحرك أو تدفق المروحات لتوفير كل من المصعد الرأسي والدفع الأفقي، وأبرز مثال على ذلك طائرة القفز من طراز Harrier، التي استخدمت أربعة أزهار متناوبة على محرك بيغاسوس لتوجيهها نحو الخفض من أجل الإقلاع الرأسي والهبوط، ونقحت شركة لوكهييد مارتن F-35B، الثانية هذا المفهوم بإضافة محرك متحرك خلف الديوان

وبالنسبة لطائرات VTOL الكهربائية، فإن الدفع المتحرك ينطوي عادة على استخدام وحدات الدفع بأكملها أو استخدام الشاحنات لإعادة توجيه التدفق الجوي من المراوح الثابتة، ويستخدم الهزاز اللياليوم مجموعة من المراوح المحملة على الأجنحة وأسطح اللحوم، مما يوفر كلا من الرفع والدفع بالرحلات السياحية من خلال الوحدات ذاتها، ويقلل من عدد وحدات الدفع المطلوبة مقارنة بحجم التصاميم الأفقي المنخفض.

ومن بين مفاهيم الدفع المتطورة قيد التطوير، تسارع التسارع، الذي يستخدم طائرات الطائرات المتجهة إلى مجرى العادم لكشف الاتجاه دون قطع متحركة، ويمكن لهذا النهج أن يقلل من الوزن ويحسن الموثوقية عن طريق إزالة المحركات الآلية، كما يقوم الباحثون باستكشاف أجنحة التحكم في التداول التي تستخدم المحركات المفجرة على سطح الجناح لتوليد الرفع بسرعة منخفضة، مما قد يؤدي إلى بقاء قدرات على مستوى البحث دون محركات متحركة.

التحديات الرئيسية التي تواجه تطوير الطائرات المتجهة إلى مواقع الطائرات المتجهة إلى مواقع بحرية

وعلى الرغم من التقدم الملحوظ في تكنولوجيا VTOL، يجب التغلب على العديد من التحديات الهامة قبل أن تتمكن التشكيلات المتقدمة من تحقيق اعتماد واسع النطاق، وهذه التحديات تشمل مجالات تقنية وتنظيمية وعملية، وستتطلب معالجتها بذل جهود منسقة على نطاق الصناعة والحكومة والأوساط الأكاديمية.

تخزين الطاقة وكثافة الطاقة

ولا تزال القيود المفروضة على تكنولوجيا البطاريات الحالية تشكل أكبر حاجز أمام الطائرات العملية للطائرات الإلكترونية، وحتى مع التوقعات المتفائلة لتحسين البطاريات، ستكون للطائرات الكهربائية VTOL نطاقات أقصر بكثير، وقدرات تحميل أقل من البدائل التي تعمل بالحرق في المستقبل المنظور، ويجب أن تكون الطاقة المحددة للبطاريات مزدوجة تقريبا لتمكين طائرات الإي فيتو بطاقات مفيدة للسفر بين المدن، وأن تكون كثافة تصريف الطاقة كافية.

وتشكل الإدارة الحرارية تحديا آخر، إذ تولد بطاريات الليثيوم - الأسيون حرارة أثناء التصريف، ولا سيما عند ارتفاع معدلات الطيران العمودي، وتستلزم إدارة هذه الحرارة مع الحفاظ على درجات حرارة التشغيل المأمونة نظما متطورة للتبريد تزيد من الوزن والتعقيد، وتولد بسرعة رسوم بين الرحلات الجوية، اللازمة لعمليات الاستخدام المرتفع، حرارة إضافية يمكن أن تعجل تدهور البطاريات، وتحتاج نظما لإدارة المركبات الحرارية، وتفرض رسوما على البطاريات.

وقد تتجاوز تكنولوجيات تخزين الطاقة البديلة في نهاية المطاف بطاريات تطبيقات VTOL، حيث توفر خلايا وقود الهيدروجين طاقة محددة أعلى من البطاريات، مع وجود أوقات للوقود مقارنة بالطائرات التقليدية، غير أن نظم خلايا الوقود لديها حاليا كثافة طاقة أقل من البطاريات، مما يجعلها أقل ملاءمة لمطالب الرحلات الجوية المرتفعة بالرحلات العمودية، كما أن تخزين الهيدروجين يمثل تحديات، ويتطلب وجود نُهج متجانسة أو عالية الضغط تتيح إضافة الوزن.

الضوضاء وقبول المجتمع

إن الأنوار هي أكثر التحديات التشغيلية أهمية بالنسبة للطائرات الحضرية VTOL، وخلافا للطائرات العمودية التي تولد ضوضاء من خلال صفعة النصل الرئيسية، والتفاعل مع الدوار ذيل، وعادم المحرك، تنتج طائرات الإي فيتو إل ضوضاء من عدة مروحيات صغيرة أو مراوح تعمل بسرعة متفاوتة، ويختلف التوقيع الصوتي لطائرات eVTOL عن طائرات الهليكوبتر، مما قد يقل عن المضايقة على مستوى الصوت نفسه، ولكن بسبب ارتفاع المحتوى المداري.

وتشير البحوث إلى أن التنويه المتصور بالضوضاء على شبكة الإنترنت يتوقف على عوامل منها السمنة والازدهار والمدة، وأن تصميمات الروتات التي تقلل سرعة البقشيش وتستعمل المباعدة غير المتساوية في الصدر يمكن أن تنتشر الطاقة الصوتية عبر نطاق الترددات، وتخفض الذروة الكلوية، ويمكن للأحلام الدائبة أن تحمي أعلى عناصر الضوضاء، وإن كانت قد تؤدي إلى زيادة عدد الضجيجات المفاجئة.

تكامل النظم والفضاء الجوي

إن إدماج طائرات VTOL في النظم الجوية الحالية يمثل تحديات لم يسبق لها مثيل، وعلى عكس الطيران التقليدي الذي يعمل من المطارات التي لها أنماط حركة المرور وإجراءات مراقبة الحركة الجوية، ستشمل العمليات الحضرية VTOL مواقع عديدة للإقلاع والهبوط موزعة في جميع المناطق الحضرية الكبرى، ويمكن أن تقع هذه الموانئ على أسطح المباني، أو على هياكل وقوف السيارات، أو على رصيفات الهبوط المخصصة، في كثير من الأحيان بالقرب من الهياكل والأنشطة الأخرى.

ويتطلب وضع معايير للفصل الآمن لطائرات VTOL العاملة في البيئات الحضرية مفاهيم جديدة للعمليات، كما أن الممرات ذات السعة المنخفضة، والتحفظات الجوية الدينامية، ونظم الإنهاء الآلي للخلافات، هي من بين النهج التي يجري استكشافها حاليا، ويجب نشر الهياكل الأساسية للاتصالات والملاحة والمراقبة لدعم العمليات الآمنة في المناطق التي قد تكون فيها التغطية الرادارية التقليدية محدودة بعرقلة البناء، كما يجب أن يتناول الإطار التنظيمي التدريب التجريبي والاعتمادات، ومتطلبات الصيانة، والقيود التشغيلية للطائرات الموجودة.

أما إدارة الطيران الاتحادية فيجري تنفيذها في 2019؛ وإطار تشغيلي ناشئ للتنقل الجوي الحضري، إلى جانب جهود مماثلة تبذلها وكالة الفضاء الأوروبية وغيرها من سلطات الطيران، ويوفر مساراً للتصديق على الطائرات المتجهة إلى حركة الطيران المدني وإعادة تحريرها، وعمليات الموافقة عليها، غير أن الاحتياجات المحددة المتعلقة بتصميم الموانئ واتباع نهجها وإجراءات المغادرة وإدارة الطوارئ، ومن المرجح أن تقتصر العمليات التجارية الأولى على طرق محددة وظروف تشغيلية ناضجة، مع التوسع في العمليات التي تراكمت على التكنولوجيا.

التطبيقات والفرص

وتمتد الطلبات المحتملة لطائرات متقدّمة من طراز VTOL عبر المجالات المدنية والتجارية والعسكرية، ويضع كل طلب مطالب مختلفة على تشكيل الطائرات، مما يحرك تنوع التصميمات قيد التطوير.

خدمات التنقل الجوي الحضري

أما أكثر الطلبات وضوحاً لطائرات الجيل القادم من طراز VTOL فهي التنقل الجوي الحضري، باستخدام طائرات الإي فيتوبل التي تنقل الركاب لتوفير النقل السريع بين الموانئ الموزعة عبر المناطق الحضرية الحضرية، ومن المرجح أن تتجه الخدمات المبكرة إلى الركاب الذين يستعدون لدفع أقساط أسعار للوفورات الزمنية، على غرار استئجار طائرات الهليكوبتر، ولكن بتكلفة أقل نظراً إلى كفاءة الدفع الكهربائي، ومع زيادة حجم النقل الجوي الحضري وانخفاض التكاليف، يمكن أن يتسع نطاقه لخدمة شبكات أوسع نطاقاً من السكان.

ومن المتوقع أن تبدأ خدمات سيارات الأجرة الجوية عملياتها في أواخر عام 2020، مع القيام في البداية بتجربة على أساس الامتثال التنظيمي وثقة الركاب، وستتبع العملية المستقلة التي ستخفض تكاليف التشغيل بإلغاء المشروع التجريبي، مع نمو أطر التصديق وتزايد القبول العام، وتتوقف القدرة الاقتصادية للتنقل الجوي الحضري على تحقيق معدلات عالية للاستخدام، والتسعير التنافسي بالنسبة للبدائل الأرضية، والعمليات الفعالة للنقل البري التي تقلل من فترات التحول إلى أدنى حد.

الخدمات الطبية الطارئة والاستجابة للكوارث

وتتناسب طائرات VTOL بشكل فريد مع الخدمات الطبية الطارئة، حيث يمكن أن توفر القدرة على الهبوط في مهبطات المستشفيات ومواقع الحوادث والمواقع النائية أرواحا، وتوفر طائرات الهليكوبتر الكهربائية العاملة بالطائرات الصغيرة مزايا على طائرات الهليكوبتر للبعثات الطبية: يقل الضوضاء عن اضطراب العمليات في المستشفيات والمجتمعات المحيطة بها، ويسمح انخفاض تكاليف التشغيل بزيادة تواتر الخدمات، ويعزز هيكل الدفع الموزع بشكل متلازم سلامة النقل الحر للمرضى.

وفي سيناريوهات الاستجابة للكوارث، يمكن لطائرات VTOL أن تُوصل الإمدادات، وتخليص الضحايا، وتقيم الاتصالات في المناطق التي تضررت فيها الهياكل الأساسية، وقدرة الطائرة على العمل من الأماكن المحصورة دون مناطق هبوط معدة، إلى جانب القدرة على تحميل كميات كبيرة من الإمدادات، تجعل طائرات VTOL أصولا قيمة للبعثات الإنسانية، ويمكن لطائرات VTOL ذاتية أو طيارة عن بعد أن تعمل في بيئات خطرة دون خطر على سلامة أطقم الطائرات، مما يمتد نطاق المستجيبين لحالات الطوارئ.

العمليات اللوجستية والتكتيكية العسكرية

وثمة اهتمام كبير بالتشغيل العسكري في التشكيلات المتقدمة للمركبات، وهو ما يُعزى إلى الحاجة إلى نقل الأفراد والمعدات بسرعة عبر مناطق التشغيل الموزعة، إذ أن طائرات التليتروتوريت مثل شركة بيل ف-280 فالور، التي اختيرت لأغراض عمليات استطلاع الجيش الأمريكي(ب)(x2019؛ وبرنامج الطائرات المهاجمة الطويلة الأجل في المستقبل، تدل على استمرار الاستثمار في قدرة VTOL على نقل القوات واللوجستيات، ويمكن لطائرات أصغر طراز eVTOL أن تدعم عمليات المراقبة من بعد.

ويتيح الدفع الكهربائي مزايا خاصة للعمليات العسكرية، إذ إن انخفاض توقيع الطائرات الإلكترونية للطائرات يجعلها أكثر صعوبة في الكشف عن هذه الطلقات، ويقلل القضاء على العادم الساخن من التعرض للتوقيعات تحت الحمراء على القذائف التي تسعى إلى الحصول على الحرارة، ويوفر الدفع الكهربائي الموزع زيادة في القدرة على البقاء على مواجهة الأضرار الناجمة عن القتال، ومن المرجح أن تتطلب الطائرات العسكرية من طراز VTOL خصائص أداء تتجاوز التصميمات المدنية، بما في ذلك زيادة سرعة تشغيل الهياكل الأساسية وزيادة قدرتها على الدفع.

الطريق إلى الأمام

وستشكل مستقبل تشكيلات طائرات VTOL من خلال التفاعل بين القدرات التكنولوجية، والتطور التنظيمي، والطلب على الأسواق، والتعلم التشغيلي، ولا توجد تشكيلة واحدة تهيمن على المشهد؛ وبدلا من ذلك، تنشأ أسرة من التشكيلات، وكل منها يُرسم على الوجه الأمثل لبعثات محددة وبسياقات تشغيلية، وسيستمر المطورون في التخلص من البعثات العسكرية والسوقية البعيدة المدى التي تكتسب فيها سرعة ونطاقا فوائد في تصميم السيارات.

ومع تحسن تكنولوجيا البطاريات ونضج نظم خلايا الوقود الهيدروجينية، ستنخفض حدود نطاق وحمولات الطائرات الكهربائية VTOL، وستوسع نطاق سوقها القابلة للتداول، وستخفض تكنولوجيا الطيران المستقلة تكاليف التشغيل، وستمكن من زيادة معدلات الاستخدام، وستؤدي إلى تحسين اقتصاديات خدمات VTOL، وستمكن حلول التكامل الجوي العمليات الآمنة في بيئات حضرية تزداد كثافة، وبناء ثقة الجمهور في سلامة هذه الطائرات وموثوقيتها.

وسيكون التعاون بين صناع الفضاء الجوي وشركات التكنولوجيا وسلطات الطيران ومطوري الهياكل الأساسية أمرا أساسيا لتحقيق إمكانات التشكيلات المتقدمة للنظم الإيكولوجية البحرية الحية، فالاستثمارات التي تجري اليوم في مجالات البحث والتطوير والاعتماد ترسي الأساس لثورة النقل التي يمكن أن تعيد تشكيل أساسا للكيفية التي يتحرك بها الناس والبضائع داخل المناطق الحضرية وفيما بينها، وستحدد تشكيلات الطائرات التي تنشأ من فترة الابتكار هذه مستقبل الطيران العمودي لعقود قادمة.