CityAirbus chce lietať v centrách miest

Konzorcium Airbus s podporou Siemensu vyvíja dopravný prostriedok úplne novej kategórie. S výrazným dizajnom a štylizovanou aerodynamikou vyzerá, akoby priletel zo sci-fi filmu.

Pred tromi rokmi spojili firmy Airbus a Siemens svoje know-how v laboratóriu E-Aircraft Systems House. Spoločne tu vyvíjajú hybridný elektrický pohon pre letectvo a hľadajú jeho aplikácie. Výskumné centrum generuje jeden nápad za druhým, pričom viaceré projekty už vstupujú do testovacej fázy. Príkladom je E-Fan X, hybridné lietadlo pre sto cestujúcich, ktoré je určené na krátke a stredné regionálne trate.

Ďalším inovatívnym projektom s potenciálom zmeniť mestskú mobilitu je elektrický vrtuľník CityAirbus, akési aerotaxi novej generácie. „Koncept považujeme za perspektívny pokus, ako vyvinúť úplne nový produkt, ktorý je schopný ďalej rozšíriť leteckú dopravu,“ hovorí Marius Bebesel, riaditeľ sekcie Urban Air Mobility v spoločnosti Airbus Helicopters.

Mestské aerotaxi
CityAirbus je priekopníkom novej kategórie lietadiel eVTOL – strojov s kolmým štartom a pristátím a elektrickým pohonom.

Vrtuľník je pre štyroch cestujúcich a poháňajú ho štyri dvojice rotorov, ktoré sú umiestnené v prstencoch na rohoch konštrukcie. Každý z ôsmich rotorov je priamo napojený na elektromotor. Stroj dokáže letieť rýchlosťou 120 kilometrov za hodinu a pri výdrži 15 minút prekoná vzdialenosť dvadsať kilometrov. „Analýzy ukazujú, že ideálny dolet by bol okolo 90 kilometrov. S takýmto akčným rádiom by sme pokryli všetky najväčšie metropoly vo svete. Na tento cieľ preto sústreďujeme ďalší vývoj,“ pripomína M. Bebesel.

Pre malé rozmery môže stroj operovať v zastavaných mestských prostrediach. Jeho typickými cieľmi sú letiská, vlakové stanice alebo strechy mrakodrapov. Veľkou výhodou je tiež nízka hladinu hluku, nielen vďaka tichým elektromotorom, ale aj aerodynamickej koncepcii. Počas letu dosahuje CityAirbus približne 70 decibelov, čo je menej ako hluk automobilu na diaľnici vo vzdialenosti sto metrov a oveľa menej ako pri klasickom vrtuľníku. „Ale stále sme len na začiatku a ďalej experimentujeme. Existuje ešte viacero možností, ako hluk ďalej znižovať,“ hovorí M. Bebesel.

Elektrické motory
Keďže CityAirbus bude operovať v husto obývaných oblastiach, musí byť maximálne bezpečný. Nemá žiadne nosné plochy, ktoré by generovali vztlak, preto sa o let stroja stará výkonný pohonný systém. Musí zabezpečiť bezproblémové vzlety a pristátia, manévre vo všetkých smeroch a dostatočnú stabilitu v rôznych režimoch.

Pohonný systém navrhol Siemens. CityAirbus je vybavený ôsmimi elektromotormi SP200D s maximálnom výkonom 200 kilowattov, špeciálne vyvinutými pre tento vrtuľník. „Dosahujú rekordnú hustotu krútiaceho momentu 30 Nm/kg, čo prakticky znamená, že máme k dispozícii nominálny krútiaci moment okolo 1 500 Nm s hmotnosťou menšou ako 50 kilogramov,“ vysvetľuje Frank Anton, šéf divízie eAircraft v spoločnosti Siemens.

Firma okrem motorov dodáva meniče a systém energetického manažmentu. Vrtuľník vezie štyri lítiovo-iónové batérie s celkovou hmotnosťou päťsto kilogramov. Zavesené sú na koľajnici v zadnej časti trupu, môžu sa posúvať a meniť ťažisko stroja podľa rozloženia cestujúcich a ich batožiny. Predpokladá sa, že prvé modely CityAirbusu budú meniť batérie raz alebo dva razy ročne a jedno dobytie si vyžiada prestávku 30 až 60 minút. Technológia batérií sa však neustále zlepšuje, preto sa očakáva predĺženie životnosti a skrátenie času nabíjania na pätnásť minút.

Mimoriadne výkonný elektromotor SP200D je špeciálne vyvinutý pre CityAirbus.

Rýchly pokrok
Vývoj CityAirbusu rýchlo napreduje. Funkčnosť celého konceptu testujú od začiatku roka 2018 experti oboch firiem v spoločnom skúšobnom centre v meste Taufkirchen neďaleko Mníchova. „Ako prvý prišiel na rad pohonný systém. Je pripojený ku skúšobným zariadeniam, ktoré simulujú skutočné zaťaženie vrtúľ. Overujeme celú dynamiku systému vrátane elektrických, tepelných a mechanických aspektov,“ vystreľuje Martin Nüsseler, projektový manažér Airbus Helicopters.

Siemens dodal pohonný systém v mimoriadne krátkom čase. „Od úvodného konceptu po hotový reálny prototyp to trvalo len deväť mesiacov. Dosiahli sme to vďaka nasadeniu celého tímu a digitálnym nástrojom, najmä SimcenterTM od PLM, ktorý používame pri vývoji v eAircrafte,“ dodáva M. Nüsseler. V týchto dňoch konštruktéri zostavujú vyrobené časti vrtuľníka a do prototypu montujú pohonný systém.

Prototyp zatiaľ v bezpilotnej verzii úspešne absolvoval prvý vzlet začiatkom mája 2019 v skúšobnom stredisku v nemeckom meste Donauwörth. 

Lietanie nad mestom
CityAirbus by mal byť na komerčnú prevádzku pripravený do roku 2025. Vďaka jednoduchej konštrukcii ho bude možné vyrábať vo veľkých sériách. O jeho ekonomickom úspechu však rozhodne viacero faktorov.

Predovšetkým – ako ho prijmú budúci používatelia. Vrtuľníky budú v úvodnej fáze lietať s pilotom, až neskôr prejdú do plne autonómneho režimu. Malo by to pomôcť prekonať počiatočné obavy cestujúcich sadnúť do lietadla bez pilota.

Prototyp v bezpilotnej verzii počas prvého vzletu začiatkom mája 2019.

Dôležité bude napojenie do súčasnej dopravnej infraštruktúry. Airbus ráta s vybudovaním stanovíšť, takzvaných hubov, podobne ako pri programoch na požičiavanie áut, ktoré si možno objednať pomocou aplikácie v telefóne. Pôjde teda o rozsiahly rozvoj infraštruktúry, ktorý bude vyžadovať investície i nákup operačných plôch, na čo bude potrebný súhlas samosprávy i verejnosti. „Počet hubov, ktoré potrebujeme na pokrytie mesta, sa rovná počtu staníc metra. V mestách ako Londýn, New York a Paríž by to predstavovalo viac ako dvesto hubov,“ hovorí M. Bebesel. Znamenalo by to naozaj početnú flotilu lietadiel na oblohe. Treba ešte počkať, ako ich prevádzku upraví legislatíva pre leteckú dopravu v mestách a akým spôsobom sa budú určovať koridory.

Foto: Airbus, Siemens