Veículo aéreo pessoal - Personal air vehicle

A Carter PAV de 2014

Um veículo aéreo pessoal ( PAV ) é um tipo proposto de aeronave que fornece serviços de aviação sob demanda.

O surgimento desta alternativa aos métodos tradicionais de transporte terrestre foi possibilitado por tecnologias de veículos aéreos não tripulados e propulsão elétrica . As barreiras incluem segurança da aviação , aeronavegabilidade , custos operacionais , usabilidade , integração do espaço aéreo , ruído e emissões da aeronave , enfrentadas primeiro pela pequena certificação UAS e depois pela experiência.

Definição

O veículo aéreo pessoal (PAV) tem como objetivo proporcionar conveniência de voo semelhante ao carro particular em termos de acessibilidade e facilidade de operação, além de oferecer a velocidade e a eficiência de rota possibilitadas pelo voo direto ponto a ponto. O PAV difere dos tipos convencionais de aviação geral e carros voadores por ser utilizável por pessoas sem qualificações de piloto.

História

A NASA estabeleceu o Projeto do Setor de Veículos Aéreos Pessoais em 2002, como parte de seu Programa de Sistemas de Veículos (VSP). Este projeto fazia parte do escritório da NASA Vehicle Integration, Strategy, and Technology Assessment (VISTA), que também incluía os setores de Transportes Subsônicos, Aeronaves VTOL, Aeronaves Supersônicas e Aeronaves de Longa Distância de Alta Altitude. O objetivo de cada setor era estabelecer metas de capacidade dos veículos e as estratégias de investimento em tecnologia necessárias para alcançar esses avanços.

A diferença nas características dos veículos entre os PAVs e as aeronaves monomotores a pistão da Aviação Geral existente foi estabelecida em 2003 em uma conferência do Instituto Americano de Aeronáutica e Astronáutica (AIAA). Conceitos avançados seriam necessários para melhorar drasticamente a facilidade de uso, segurança, eficiência, desempenho de comprimento de campo e acessibilidade.

Em 2006, o VSP foi substituído por novas iniciativas de Aeronáutica da NASA. Os esforços de desenvolvimento de tecnologia do PAV na NASA mudaram para um investimento baseado em prêmios, com fundos do Prêmio Desafio Centenário da NASA de US $ 250.000 sendo fornecidos para um Desafio de Veículo Aéreo Pessoal em 2007.

Benefícios

Atualmente, a velocidade média porta a porta para carros é de 35 milhas por hora (56 km / h). Na área da grande Los Angeles, esta velocidade deve diminuir para 22 milhas por hora (35 km / h) até o ano 2020. O Departamento de Transporte dos EUA (DOT) afirma que 6,7 bilhões de galões americanos (25.000.000 m 3 ) de gasolina são desperdiçado em engarrafamentos a cada ano.

Um futuro sistema de viagens por PAVs pode evitar congestionamentos de tráfego aéreo e ajudar a aliviar os congestionamentos nas rodovias.

Barreiras

Controle de tráfego aéreo

A infraestrutura da Federal Aviation Administration (FAA) atualmente não é capaz de lidar com o aumento no tráfego de aeronaves que seria gerado pelos PAVs. O plano da FAA para atualizar o sistema de transporte aéreo de última geração , planejado para 2025. Um plano provisório é usar aeroportos menores. A modelagem da NASA e outros mostraram que os PAVs que usam aeroportos comunitários menores não interferem no tráfego comercial em aeroportos maiores. Atualmente, existem mais de 10.000 pequenos aeroportos públicos e privados nos Estados Unidos que podem ser usados ​​para esse tipo de transporte. Essa infraestrutura está subutilizada atualmente, sendo usada principalmente por aeronaves de recreio.

Ruído

O ruído dos PAVs também pode incomodar as comunidades se operarem perto de casas e empresas. Sem níveis de ruído mais baixos que permitem pousos residenciais, qualquer PAV deve decolar e pousar em um campo de aviação controlado pela FAA, onde níveis de ruído mais altos foram aprovados.

Estudos exploraram maneiras de tornar os helicópteros e aeronaves menos barulhentos, mas os níveis de ruído permanecem altos. Em 2005, um método simples de redução do ruído foi identificado: manter a aeronave em uma altitude mais elevada durante o pouso. Isso é chamado de Abordagem de Descida Contínua (CDA).

Alcance

Muitas aeronaves PAV propostas são baseadas em baterias elétricas , no entanto, elas têm baixo alcance devido à baixa energia específica das baterias atuais. Este alcance pode ser insuficiente para fornecer margem de segurança adequada para encontrar um local de pouso em caso de emergência.

Aeronaves de célula de combustível têm sido propostas como uma solução para este problema, devido à energia específica do hidrogênio muito maior .

Segurança

A segurança de voos urbanos é um problema bem conhecido dos reguladores e da indústria. Por exemplo, em 16 de maio de 1977, o acidente da New York Airways de um ônibus espacial Sikorsky S-61 do Aeroporto Internacional John F. Kennedy , que pousou no telhado do Edifício Pan Am (agora Edifício MetLife ) quando um trem de pouso desabou e uma lâmina de rotor desconectada matou várias pessoas no heliporto e uma mulher na Madison Avenue , encerrando esse negócio por décadas em quase todo o mundo. As taxas atuais de acidentes com helicópteros seriam insuficientes para a mobilidade urbana. O projeto focado na segurança do Sikorsky S-92 ainda permite um acidente fatal por milhão de horas de vôo. Essa taxa levaria a 150 acidentes por ano para 50.000 eVTOLs voando 3.000 horas por ano.

Para a Sikorsky Innovations, o mercado emergente de mobilidade aérea urbana de US $ 30 bilhões precisa de segurança pelo menos tão boa quanto a FAR Parte 29, governando helicópteros de 3,2 t. Em maio de 2018, Sikorsky voou um S-76 por 120 horas com vôo autônomo em tempo real completo e evitando terreno da maneira mais difícil, com software de Nível A e redundância , com um piloto de segurança. A Sikorsky Aircraft deseja alcançar uma segurança de vôo vertical de uma falha a cada 10 milhões de horas em plataformas de alta utilização, combinando a experiência atual de aeronaves de asas rotativas com avanços em vôo autônomo, integração do espaço aéreo e propulsão elétrica .

Estudos

A União Europeia está a financiar um 3-leg estudo 4.2m (sob o Sétimo Programa-Quadro ) de tecnologias e impactos para PAVs; Interação homem-aeronave, Automação de sistemas aéreos em ambientes desordenados e Explorando o ambiente sócio-tecnológico.

Progresso

O cumprimento da visão da NASA para os PAVs provavelmente se desenvolverá ao longo de várias décadas. Existem vários tipos de veículos que se esforçam para atender à definição de PAV:

A maioria dos veículos na categoria acima não atende a todos os requisitos definidos pela NASA. No entanto, alguns veículos se aproximam. Aeronaves ultraleves são de especial interesse, pois seu consumo de energia é baixo. As formas híbridas dos tipos de veículos acima também podem ser úteis. Algumas formas híbridas que existem são:

Autonomia

Além da fabricação de veículos aéreos pessoais, também está sendo pesquisada a criação de sistemas autônomos para PAVs. Em primeiro lugar, os sistemas de instrumentos eletrônicos de vôo de visão sintética (EFIS) como a Highway in the sky (HITS) tornam muito mais fácil controlar aeronaves. Além disso, a Phantom Works está trabalhando no projeto de um sistema que permite automatizar os PAVs. Os PAVs são designados por suas próprias "pistas" no céu, garantindo assim a prevenção de possíveis colisões. Além disso, os diferentes PAVs também são capazes de se detectar e se comunicar entre si, diminuindo ainda mais o risco de colisões.

Desafio PAV

A NASA Langley pesquisou e prototipou as tecnologias PAV necessárias e dedicou o maior prêmio em dinheiro da história da GA ao PAV que pode demonstrar a melhor combinação geral de desempenho. A competição de voo PAV para este prêmio, conhecida como o primeiro Desafio PAV anual , foi realizada de 4 a 12 de agosto de 2007 e hospedou a Fundação CAFE em Santa Rosa, Califórnia.

Em 2008, o desafio foi renomeado como General Aviation Technology Challenge.

Os novos prêmios foram:

  • Prêmio Ruído da Comunidade (US $ 150.000)
  • O Prêmio Verde ($ 50.000) (MPG)
  • O Prêmio de Segurança da Aviação ($ 50.000) (Handling, eCFI)
  • Prêmio CAFE 400 ($ 25.000) (Velocidade)
  • The Quietest LSA Prize ($ 10.000)

Os vencedores foram:

  • Community Noise Lambada N109UA $ 20.000
  • Prêmio Verde sem vencedor n / a
  • CAFE Safety Pipistrel N2471P $ 50.000
  • CAFE 400 Pipistrel N2471P $ 2.000
  • Mais silencioso LSA Lambada N109UA $ 10.000
  • Pipistrel de decolagem mais curto N2471P $ 3.750
  • Melhor ângulo de escalada Pipistrel N2471P $ 3.750
  • Melhor razão de deslizamento em 100 MPH Flightdesign CTSW N135CT $ 3.750
  • Ruído na cabine (empate) Lambada N109UA Pipistrel N2471P $ 3.750 ($ 1.875 cada)

Outros designs notáveis

Lista de veículos aéreos pessoais com capacidade VTOL

Veja também

Referências

Leitura adicional

Relatórios