Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

Flyrejser til gaderne, eller lige over dem

En kunstners opfattelse af et urbant luftmobilitetsmiljø, hvor luftfartøjer med en række forskellige missioner og med eller uden piloter, er i stand til at interagere sikkert og effektivt. Kredit:NASA / Lillian Gipson

Der var engang, hvor mennesker og varer blev flyttet gennem den overfyldte by på jorden, begrænset til de travle gadeflader af nødvendighed og tyngdekraft.

Så, inspirerede visionære overvejede nye måder at komme rundt i byen på og drømte om innovative flyvemaskiner, der sikkert kunne transportere passagerer og skibsgods i byjunglen ved at hæve sig over trængslen nedenfor.

Ingen, vi taler ikke om Wright Brothers i 1903.

Dette er den nye æra inden for lufttransport, som NASA og et regeringsfællesskab, industri og akademiske partnere arbejder sammen om, lige nu.

Målet, kendt som Urban Air Mobility (UAM), er et sikkert og effektivt lufttransportsystem, hvor alt fra små pakkeleveringsdroner til passagertransporterende lufttaxier opererer over befolkede områder, fra små byer til de største byer.

Og det er ingen drøm.

"Konvergensen af ​​teknologier, og nye forretningsmodeller muliggjort af den digitale revolution, gør det muligt at udforske denne nye måde for mennesker og gods at bevæge sig i vores byer, " sagde Jaiwon Shin, NASAs associerede administrator for aeronautikforskning.

Men der er stadig meget forskning, der skal laves, udførte tests, demonstrationer gennemført, og driftsregler og -bestemmelser, der skal skrives og vedtages, før du kan forvente levering samme dag med fly på taget af din kontorbygning i centrum.

Viser vejen

Til det formål, NASA er forpligtet til at lede UAM-samfundet til at identificere de vigtigste udfordringer, der stadig venter, og udforsker forskningen, udviklings- og testkrav, der er nødvendige for at løse disse udfordringer.

NASAs del i denne proces, Shin sagde, minder ham om det citat, der ofte tilskrives præsident John F. Kennedy, som var glad for at sige "Et stigende tidevand løfter alle både." NASA-udviklet teknologi og systemer relateret til UAM vil hjælpe med at løfte en ny luftmarkedsplads til succes.

Det er en rolle inden for luftfarten NASA har spillet med succes gennem sin historie, begyndte for mere end et århundrede siden med sin forgænger organisation, det nationale rådgivende udvalg for luftfart.

En pilot på et teststed lancerer sin drone på en anden planlagt manøvre under en feltdemonstration koordineret af NASA's Unmanned Aircraft Systems Traffic Management-projekt. Kredit:NUAIR Alliance / Eric Miller

Resultatet er, at i dag, alle amerikanske flyvemaskiner og flyvekontrolfaciliteter har om bord, eller på en eller anden måde stoler på, luftfartsteknologi, der stammer fra NASA.

Historien forventes ikke at være anderledes for UAM, som NASA begyndte at udforske allerede i 2003, da en NASA-forsker præsenterede et konferenceoplæg med titlen "Personal Air Vehicles:A Rural/Regional and Intra-Urban On-Demand Transportation System."

Opbygning af sin ekspertise på dette område, NASA fortsatte med at studere emnet og offentliggjorde i 2016 en undersøgelse om On-Demand Mobility, hvis resultater hjalp med at inspirere og definere en vej til at omsætte UAM-visionen til virkelighed.

"Nu, vores mål er at hjælpe med at udvikle og muliggøre så meget som muligt, hvad vi kan lide at tænke på som et helt økosystem, når det kommer til Urban Air Mobility, " sagde Davis Hackenberg, en NASA-ingeniør, der hjælper med at koordinere agenturets UAM-aktiviteter.

"Vi ser på de bedste måder at gøre dette på og lærer meget, mens vi går, " han sagde.

NASA's aeronautiske innovatører på fire af dets forskningsfeltcentre i Californien, Ohio og Virginia støtter UAM gennem en række projekter og har arbejdet på at identificere de bedste måder, NASA kan hjælpe på.

Øverst på listen:sikkerhed.

NASA og dets partnere arbejder sammen med Federal Aviation Administration for at finde på en måde at sikkert styre alle disse lavtflyvende fly, så de ikke forstyrrer eller belaster det nuværende lufttrafikkontrolsystem, der styrer det nationale luftrum.

Faktisk, NASAs Ubemandede Aircraft Systems Traffic Management-projekt, som allerede har gennemført adskillige vellykkede demonstrationer for at styre små droner under flyvning under forskellige forhold, kunne være meget nyttigt som et grundlæggende værktøj for UAM-forskere at drage fordel af i udviklingen af ​​deres lufttrafikstyringssystem.

Men sikkerhed er en vigtig drivkraft for mere end blot lufttrafikstyring.

NASA søger at sikre, at hele UAM-systemet – og enhver iteration undervejs – drives med en høj grad af sikkerhed, og at alle luftkøretøjer ikke genererer uacceptable støjniveauer.

Et andet område, hvor NASAs styrker allerede hjælper UAM-luftfartøjsudviklingen, er med forskning i elektrisk fremdrift.

En kunstners opfattelse af, hvordan on-demand-fly kan integreres i dagligdagen i forskellige samfund. Kredit:NASA / Advanced Concepts Laboratory

Hybrid-elektriske eller helt elektriske drevne lodrette start- og landende luftfartøjer vil sandsynligvis dominere UAM-operationer over byer takket være deres betydeligt reducerede, eller endda nul-emissioner, samt forholdsvis støjsvag drift.

Tidligere på måneden NASA stillede omfattende tekniske data til rådighed for hele UAM-samfundet fra dets stadig igangværende X-57 Maxwell-projekt, som er et eksperimentelt forskningsfly med fuld elektrisk fremdrift.

De delte data kommer fra mere end 25 offentligt tilgængelige dokumenter skrevet af X-57-teamet, som allerede arbejder med regulatorer om, hvordan de bedst kan gribe certificeringen af ​​deres nye ideer til flyvning – alt sammen kan være nyttigt for UAM-fællesskabet.

Alle partnere er velkomne

"Nøglen til succes med at gøre UAM til en realitet er muligheden for NASA for at arbejde med en stor, forskelligartet sæt af partnere, " sagde Hackenberg.

Opbygning af UAM-økosystemet kræver ekspertise på mange områder, herunder dem, hvor NASA traditionelt ikke har haft stærk ekspertise. Så, i det væsentlige, jo flere partnere NASA har i denne indsats, jo bedre.

"Der er flere områder, der ikke har været 'traditionelle NASA, ' men for at forstå hele landskabet og udvikle hele dette UAM-økosystem, vi skal overveje alt og arbejde med dem, der kan hjælpe os, " sagde Hackenberg.

For eksempel, en del af UAM-modellen kunne omfatte "vertiports" – dedikerede platforme, hvor et luftfartøj kan lette eller lande så tæt på kundens endelige destination som muligt.

Sådanne platforme ville komme med visse infrastrukturkrav – strøm, sikker adgang, ryddet landskab – der sandsynligvis vil involvere ejendomsudviklere, ejendomsadministratorer, forsyningsselskaber, og lokale embedsmænd og civilingeniører.

"Dette er enheder og mennesker, som NASA i fortiden ikke rigtig har samarbejdet med om projekter af denne skala, " sagde Hackenberg. "De vil være i stand til at hjælpe os med vores udfordringer, samtidig med at vi kan levere vores ekspertise, så de bedre kan forstå, hvad UAM-fællesskabets behov er."

Og mens NASA har til hensigt at forblive førende på de områder, hvor den bedst kan hjælpe, Hackenberg sagde, at agenturet er meget bevidst om vigtigheden af ​​at lytte til UAM-fællesskabet for at være sikker på, at alle er på samme side og bevæger sig i samme retning.

"At rejse med personligt fly vil blive almindeligt i fremtiden, og NASA ønsker at hjælpe UAM-samfundet med at få det til at ske, " han sagde.