Flyvende biler:At automatisere himlen betyder at lege med vores liv

Nyere forskning tyder på, at flyvende biler i sidste ende kunne være en bæredygtig måde at frigøre veje på. De første modeller skal ramme vores himmel i 2019 som personlige legetøj, mens industrien ser dem som fremtidens taxaer og pendlerkøretøjer.

Men som Harry Potters møde med The Whomping Whillow minder os om, flyvende biler kan være farlige. Før futuristiske visioner om tredimensionel spredt bytrafik kan nærme sig virkeligheden, der er nogle alvorlige sikkerhedsproblemer, der skal løses.

Navigerer i himlen

Luftfartsindustrien er risikovillig, og forståeligt nok. Ulykker i luften har en tendens til at have meget mere alvorlige konsekvenser end ulykker på asfalt. At få et pilotcertifikat til små fly er derfor en streng, tidskrævende, og dyr proces. Af denne grund, store flyvende biloperationer vil sandsynligvis blive automatiseret - og det betyder, at man er afhængig af GPS.

Mens GPS normalt er en pålidelig teknologi, den er fejlbarlig. Modtagelig for signaljamming og let afbrudt af atmosfæriske forhold, gældende luftfartsbestemmelser forbyder det at blive brugt som primært middel til navigation.

Automatiserede vejbiler bruger infrarød laserteknologi (LIDAR) til at understøtte GPS-data, scanning af omgivelserne for at beregne afstanden til objekter i nærheden. Imidlertid, sådan teknologi fungerer i øjeblikket kun pålideligt op til 100 meter væk. Dette er ikke et problem på vejene, som har mange funktioner i nærheden, der muliggør hurtig relokalisering, når GPS-signalet afbrydes. Men luftmiljøet er ikke fyldt med vejkryds eller trafiklys. Forskning er i gang for at udvikle LIDAR, der er i stand til at detektere objekter længere væk, det er på ingen måde sikkert, at dette nogensinde kunne fås til en omkostningseffektiv pris.

Selv hvis statiske objekter kunne detekteres pålideligt, at finde en måde at sikkert væve gennem de bevægelige er fortsat et betydeligt forskningsproblem. Automatisk afhængig overvågning-broadcast (ADS-B) teknologi gør det muligt for fly at informere hinanden om deres position, men fly som svævefly og mikrofly opererer uden strøm og kan derfor ikke bruge sådanne systemer.

Kommerciel trafik flyver i foruddefinerede luftkorridorer i store højder, undgå kaos nedenfor. Flyvende biler, på den anden side, ville operere i samme lavere højdebånd som lette fly, hvor ruteplanlægning er meget friere. Malawiske regeringsforsøg med autonome droner langs geofencerede luftkorridorer i relativt tomme himmelstrøg er forløbet uden hændelser, tyder på, at i tyndt befolket terræn, flyvende billuftkorridorer kan have en fremtid.

Imidlertid, på trods af kun at forbedre emissionseffektiviteten til langdistancerejser, mange virksomheder investerer i visionen om flyvende biler som indre bytaxaer og pendlerkøretøjer. For eksempel, Åbnerens BlackFly, sat til salg i 2019, har en rækkevidde på kun 25 miles. I betragtning af at succesen med automatiserede luftkorridorer afhænger af GPS til geofencing, og på magtesløse fly for at være opmærksom på og undgå luftkorridorer, flyvende bilprøver i mere travle himmelstrøg har muligvis ikke det samme resultat.

Fejlsikre designs

I disse overfyldte miljøer, både ulykker og mekaniske fejl kan have katastrofale konsekvenser. Risiko for kollision til side, driftsstandarder skal være exceptionelle, og sikkerhedsforanstaltninger skal være indbygget for at forhindre tab af kontrol i tilfælde af mekaniske problemer.

De mest lovende og skalerbare flyvende bildesigns er vingede, med flere vipbare elektriske ventilatorer eller rotorer. Disse er rimeligt sikre under cruising, da de kan glide over betydelige afstande til sikkerheden, hvis problemer rammer. Imidlertid, deres lodrette start og landing kræver vedvarende maksimal fremdrift, lægger betydelig belastning på motorerne på præcis det tidspunkt, hvor strømsvigt sandsynligvis vil have de alvorligste konsekvenser.

Top notch sundhedsovervågningssystemer kan forudsige udviklingsproblemer ved at måle uregelmæssige vibrationer eller temperaturer, men dette mindsker kun risikoen. Ægte sikkerhed opnås kun ved at udvikle en mekanisk arkitektur, der gør det muligt for køretøjet at lande sikkert, når nøglekomponenter svigter. Helikoptere, for eksempel, kan lande sikkert selv i tilfælde af strømtab ved at vinkle køretøjet nedad og bruge luftstrømmen til at holde rotorerne i gang. I øjeblikket, der er ingen tilsvarende løsning for flyvende biler bortset fra oprettelsen af ​​store udpegede landingsområder – næppe muligt i allerede overfyldte byer.

Selvfølgelig, med virksomheder, der bruger seriøse penge på at gøre flyvende biler til en realitet, det er sandsynligvis kun et spørgsmål om tid, før løsninger er udviklet, og vi ser dem i vores himmel i en eller anden form. Men som de første dødsfald af førerløse biler viser, ny teknologi er ikke altid sikker. Vi skal være på vagt for at sikre, at øget adgang til himlen ikke spiller for meget med vores liv.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.