4 razlogi, zakaj še nimamo letečih avtomobilov

Električni, “vertical-lift” leteči taksiji bodo nekega dne morda letali po nebu, vendar se za zdaj zdi, da so časovnice in napovedi glavnih akterjev na tem področju milo rečeno ambiciozne. Uber je na primer na svoji konferenci Elevate napovedal, da bo sistem UberAIR deloval do leta 2023. To je vsekakor zelo pogumna napoved: avtonomni kontrolni sistemi, ki bi omogočili praktične in cenovno ugodne lete so skorajda utopija, integracija zračnega prometa z dotičnimi letečimi vozili, ki je nujna za varno delovanje sistema, je še vedno zgolj želja kot realnost in regulativa na tem področju, ki jo morajo seveda sprejeti vladne organizacije in mestne uprave – naj bo dovolj, če povemo, da za zdaj ni sprejet še noben zakon, ki bi dovoljeval leteče taksije ali avtomobile.

Potem seveda ne smemo pozabiti na težavo samega letenja oz. samega plovila. Uber, dominantni člen na področju, skuša dopovedati vsem ostalim, da je vertikalno vzletanje in pristajanje edini pravi način, ki bi za predstavljena vozila bil sprejemljiv. Njihov argument je, da je to najbolj učinkovit, hiter, varen in tihi način. Predstavljajte si velikanske drone, ali helikopterjem podobne avtomobile, ki zbudijo celotno mesto, ko letajo po nebu. Ne bi šlo kajne? Takšno prevozno sredstvo se ne bo razvilo kar iz obstoječe strojne opreme. Aviacijska industrija bo morala razviti povsem novo linijo letal, ki bodo sposobna letati na povsem nov način. Za zdaj lahko o čem takšnem samo sanjamo, vendar to ne pomeni, da do takšnih prevoznih sredstev ne bo prišlo.

Gre v bistvu za priložnost, da industrijo, ki trenutno mogoče zgleda nekoliko staromodna, spremenimo v nekaj novega. “Čas je, da premislimo veliko stvari, ki se tičejo aviacije”, pravi Rene Landry, raziskovalec aviacijskih sistemov na ETS, tehnični univerzi v Motrealu. “Letala, ki jih uporabljamo sedaj, so zgrajena na stebrih iz 2. svetovne vojne. Strojna oprema, na primer, je duplikat tega, kar so včasih uporabljali na precej primitivni ravni. Definitivno bi še kako prav prišlo nekaj novosti”, je dodal Landry.

Kot primer enega od faktorjev, ki bi lahko spremenili potek igre, je podal programsko opremo, ki se uporablja za načrtovanje letov in ki ni izšla pred izidom iPad-a. “Deset let nazaj bi zagotov rekli, da iPad ne bo nikoli dobil certifikata, da se ga lahko uporablja v kokpitih. V časovnem obdobju šestih mesecev je dobil certifikat in več kot 400 podjetij, ki so proizvajale elektronske letalske sistem, je bilo primoranih zapreti svoja vrata. Enostavno niso bila več potrebna, kajti vse skupaj si lahko naložil na iPad”, je povedal Landry. Seveda pa je stvar kot je programska oprema za planiranje letov zgolj eden v vrsti izzivov, ki se dotikajo potenciala letečih avtomobilov.

Izziv #1: Letenje prepustiti računalnikom

Leteči taksiji prihodnosti bodo primorani opraviti večino pilotiranja sami, in sicer z uporabo avtonomnih ali vsaj avtomatiziranih sistemov. Uber je sicer na začetku hotel floto letečih avtomobilov s človeškimi piloti, vendar se za naslednjih nekaj desetletij pričakuje ekstremno pomanjkanje pilotov, torej Uberjeva ideja ni najbolj trajnostna kajne? Avtonomni leteči sistemi so sicer v fazi razvoja, nikakor pa niso pripravljeni na masovno uporabo.

“NASA je demonstrirala možnost poenostavljenih operacij vozil”, pravi inženir Brian German, profesor na Georgia Institute of Technology. Ta tehnologija oz. scenarij sloni na ideji, kjer človek še vedno upravlja z računalnikom, mu narekuje kam leteti in kaj narediti, vendar večina sistemov, ki upravlja letalo in procese navigacije ter komunikacije nadzira računalnik. “Pilot enostavno ne more upravljati z 8 ali 10 različnimi rotorji in pričakovati, da bo imel kontrolo še nad celotnim dogajanjem okrog vozil”, je dodal German.

Ta vrsta letenja je trenutno že na voljo in tako deluje tudi večina dronov (in ostalih komercialnih ter vojaških prevoznih sredstev v zraku). Ne glede na to pa je verzija, ki je varnostno certificirana in ki nosi potnike, poleg tega pa vozila upravljajo minimalno izurjeni piloti v komercialnem zračnem prostoru – sistem, ki bi ga potreboval Uber – še vedno zgolj želja. To je vse skupaj še dodatno težje izvedljivo, kajti sistemi bodo imeli tudi funkcijo letenja v kanjonih in težkih vremenskih.

Tisto, kar še manjka avtopilotnim sistemom, je tudi manko sposobnosti presojanja situacij, ki jih človeški piloti imajo. “Za avtonomne sisteme je zelo težko razumeti različne scenarije”, pravi German. “Če damo zgolj en primer, letimo z letalom in vidimo gozdni požar. Človeški pilot se takoj zaveda, da verjetno ni ravno najbolj pametno leteti tik nad gorečim gozdom, vendar kako bo to presojo naredil avtonomni sistem? Sistemi so še vedno v zgodnjih fazah razvoja in zato nismo ravno prepričani, kdaj bomo lahko zanesljivo rekli, da so sistemi pripravljeni na letenje”.

Izziv #2: Elektrifikacija letala

Kljub temu, da bi lahko številna majhna letala – od dvosedežnega helikopterja Robinson R-22 naprej – teoretično tvorila floto letečih taksijev, Uber in njegovi partnerji razmišljajo o tem, da je elektrika tista prava smer prihodnosti. Glavni razlog, zakaj je temu tako je, ker je električni sistem precej bolj enostaven, bolj zanesljiv in lažje obvladljiv kot tradicionalni sistemi s standardnimi motorji. Znanstveniki sicer trdijo, da smo še nekaj desetletij stran od baterij, ki bi bile sposobne poganjati leteča vozila, ki bi vozila nekaj sto kilometrov, vendar German pravi, da bi kratke razdalje lahko pokrili že z današnjmi baterijami in obstoječo tehnologijo, ki je dovolj kvalitetna.

Na primer Uberjevo partnerstvo s “start-upom” Karem, ki razvija variabilne RPM propelerje, ki bolj učinkovito izkoristijo energijo iz obstoječih baterij, je zgolj eden od možnih korakov k pravi rešitvi problema. Poleg Germana se strinjajo še mnogi strokovnjaki, da so kratke razdalje, torej od 20-30 kilometrov, dosegljive že danes z obstoječo tehnologijo baterij. Glavni cilj razvijalcev je, da dosežejo hitro polnjenje baterij, prav tako pa morajo biti pozorni na hipno pomanjkanje energije v urbanih središčih.

Izziv #3: Poceni gradnja

Tehnologija baterij morda ne bo ključni omejujoči faktor, proizvodnja pa definitivno bo – še posebej zaradi tega, ker bi trajnostna flota letečih se taksi sistemov potrebovala na tisoče letečih vozil v najkrajšem možnem času. Ostale industrije so tovrstne težave s proizvodnjo uspele rešiti, vendar so za to potrebovalo dolgo časa. Avtomobilska industrija je na primer demostrirala, kako lahko moderne proizvodne metode znatno zmanjšajo stroške proizvodnje celo tistih najbolj zapletenih in najnaprednejših avtomobilov. To jim je v največji meri uspelo narediti v zadnjih 20 do 30 letih. Moderna proizvodnja avtomobilov vključuje integracijo novih “high-tech” komponent in delov, ki vsak zahteva edinstvene pristope v fazi proizvodnje. Da bi dosegli globalni Uberjev načrt, bi bilo potrebno proizvesti okrog sto tisoč e-VTOL vozil, kar pa se vsaj za zdaj zdi milo rečeno nerealistična želja. Kljub temu pa bi bil vsaj dober začetek prenos nekaterih proizvodnih tehnik iz avtomobilske industrije.

Po drugi strani pa se moramo zavedat, da govorimo o letalih in ne o avtomobilih. Gradnja lahkih, vzdržljivih in tihih letal je zagotovo izziv neverjetnih razsežnosti, ki vsekakor zahteva poseben pristop. Gradnja letal iz materialov kot so recimo karbonska vlakna še vedno zahteva ljudi, ki z veliko mero natančnosti sestavljajo plasti materialov, združujejo elemente in potem natančno preverijo vsako anomalijo, zračne mehurčke in ostale pomanjkljivosti, ki bi pri avtomobilih morda bile sprejemljive, nikakor pa niso dopustne za leteče se vozilo, ki prevaža ljudi visoko nad tlemi. German pravi, da je govoril s strokovnjaki iz področja in zaenkrat kot vse kaže ne vidijo neke pametne poti, ki bi vodila v smer, o kateri smo govorili zgoraj. “Dejstvo je, da gre za velik izziv, ki obenem stane veliko. Letalska industrija do zdaj ni uspela doseči volumna proizvodnje, ker povpraševanje ni bilo takšno kot bi moralo biti. Povpraševanje po stotih tisočih e-VTOL letalih bi lahko sčasoma postalo vse večje in večje, s tem pa lahko pričakujemo napredek proizvodnih tehnik.”, je dodal German. Vsekarko lahko pričakujemo takšen scenarij, ki pa je možen, vendar ne v letih, temveč v desetletjih.

Izziv #4: Ustvariti tiha vozila

Končno, tišina v mestih. Leteči taksiji, ki bi večino svojih kilometrov opravili v urbanih središčih mest, bi morali biti zel tihi. Mestna središča so že tako močno regulirana, kar se tiče hrupa helikopterjev in letal, če so letališča na obrobjih mest, v primeru vzletišč, kot si jih predstavlja Uber, pa bi ta regulativa morala biti še strožja. “Aviacija je regulirana na vladni ravni, vendar bi morali v primeru letečih taksij poskrbeti za regulativo na lokalni ravni”, pravi German.

Za vsa letala z vertikalnim vzletanjem in pristajanjem bo izziv predvsem to, kako zmanjšati decibele, še večji izziv pa bo, kako poskrbeti, da se hrup vozil zlije z hrupom mesta. Uber je v svoji raziskavi ugotovil, da bi zmanjšanje za 15 decibelov bilo dovolj, da bi stopnja hrupa bila zadovoljivo nizka. V velikih mestih največ hrupa prihaja ravno s strani prometa in po napovedih strokovnjakov lahko pričakujemo samo še dodatno poslabšanje, kajti vedno več ljudi se priseljuje v mesta. To pomeni, da bi leteči taksiji bili še pod dodatnim pritiskom, kajti regulativa bi bila v tem primeru verjetno še ostrejša.

Ultra-tiha električna letala bodo zahtevala še kup inovacij in glede na to, da bodo stroji še vedno primorani potisniti enak volumen zraka skozi rotorje, bodo inženirji enostavno morali poskrbeti za bolj učinkovite sisteme. Eden od možnih pristopov je, da zmanjšajo največjo možno hitrost rezil, kajti te postanejo vse glasnejše, ko se približajo supersonični hitrosti. Kako to doseči? German pravi, da bi lahko inženirji dodali dodatna rezila, ki bi zmanjšala največjo hitrost, hkrati pa ponudila enako dvižno moč. T. i. distribuiran sistem rotorjev – to je torej 6 ali osem manjših rotorjev namesto zgolj dveh – bi zagotovo lahko močno pomagal.

5 let zagotovo ni dovolj časa, da bi lahko industrija napredovala do te mere, da bi lahko čez 5 let leteli z letečimi taksiji kajne? Ne glede na to sta Landry in German optimistična in trdita, da je vsa tehnologija dosegljiva, če je kdo pripravljen plačati zanjo. Do trenutka, ko bodo na nebu letali leteči taksiji bo preteklo še kar nekaj časa, do takrat pa lahko le upamo, da bo idejam industrije prisluhnila tudi regulativa, ki pogosto močno zavre razvoj takšin in drugačnih tehnologij, še posebej, če so te tako “izvenserijske” kot je tehnologija letečih avtomobilov.