Elektrificeret regional luftmobilitet vil blive forstyrrende og modnes hurtigt i de kommende år

Genudgivet af Platon

Abonnenter: 0

Som en af de fremragende samtaler, jeg havde i denne uge, brugte jeg 90 minutter på at optage en podcast med Kevin Antcliff, rumfartsingeniør, tidligere fra NASA og nu med Xwing (se denne plads til podcasten). Antcliff var koordinator og hovedforfatter af NASAs fremragende rapport om elektrisk regional luftmobilitet (RAM), hvor det væsentlige 'elektriske' er uforklarligt tavs i akronymet. ERAM lyder dog som en baglæns hest, og RAM er det almindeligt brugte akronym, så det vil jeg leve med.

Som en del af den diskussion formulerede vi en generel idé om, at der var 4 områder med modning af luftfart i de kommende år. De var batterienergitæthed, kommercialiserede elektriske fragt- og passagerfly, autonome flyvesystemer og digital flyvekontrol. Jeg indså, at det var rimeligt at skabe en projektion af modningen af regional luftmobilitet som et diskussionspunkt og at skabe indsigt fra rumfartssamfundet om ting, jeg i øjeblikket ikke er klar over.

En af disse faktorer, batteriets energitæthed, var egnet til formålet for mindre konventionelle start- og landingsfly, der er velegnede til regional luftmobilitet i dag, og derfor har jeg lagt det ind i faktoren elektriske fly for enkelhedens skyld. Som jeg har publiceret andetsteds, elektrificering vil vinde i luftfarten, og det vil starte med mindre fly og arbejde sig op.

Et kommercielt elektrisk fastvinget konventionelt start- og landingsfly eksisterer allerede Pipistrel Velis Electro. Det er en EASA-certificeret to-sæders målrettet flyvetræningsskoler. Den EASA-certificerede del er nøglen. Det er European Union Aviation Safety Agency, EU-ækvivalenten til US Federal Aviation Administration (FAA). Certificeringen af kommercielt tilgængelige fly tages meget alvorligt af disse organisationer, og certificeringerne er stærkt tilpasset, hvilket betyder, at en luftfartøjer, der er certificeret under det ene system, anerkendes under det andet. Mange andre er under udvikling, med Heart Aerospace ES-19, Electron Aviation Electron 5, Eviation Aliceog Bye Aerospace Electric eFlyer i forskellige stadier. (Bemærk: Jeg har kommunikeret, ofte udførligt, med principperne for alle disse virksomheder undtagen Eviation, og forventer, at jeg snart vil komme rundt til dem.)

Certificering af elektriske fly under EASA/FAA er en proces med nogle få ting, som multiplicerer dens varighed og reducerer dens sikkerhed. Heart Aerospace-grundlægger Anders Forslund er laser-fokuseret på at minimere certificeringsrisiko og -varighed ved at placere alle de nye komponenter i nacellerne på et 4-motoret (ikke motor), meget standard-kroppet fly, der ser ud som om det kunne være lavet af enhver af de store rumfartsvirksomheder. Electron og Bye følger i Pipistrels fodspor, hvor Electron har en kant med dobbeltmotorer, og begge har pre-cursor mindre flyvende eksperimentelle fly. Når nyheden forsvinder, bør certificering for konventionelle fastvingede elektriske fly imidlertid være hurtigere og billigere end for forbrændingsfly, da en stor del af certificeringen er nxn-test af alle bevægelige komponenter, der kan fejle. Da elektriske flydrivlinjer er radikalt enklere end forbrændingsmotorer, pitch og gearsystemer, er certificering noget svært at benchmarke i øjeblikket, og luftfartsselskaber har en tendens til at holde dette tæt til deres bryst.

Autonome flyvesystemer er også under udvikling. Et nøglepunkt for disse er, at de er gate-to-gate-systemer, der kan håndtere taxa, take-off, flyvning, landing og taxa under computerkontrol. Det er et sted, hvor der er meget konkurrence, men mange af virksomhederne har militære rødder, hvilket efter min mening fører til klare strategiske risici for kommercialisering og global distribution. Investorer, der overvejer disse virksomheder, bør overveje reglerne om strategisk intellektuel kapital og forbudte teknologier om distribution nøje. Antcliff er flyttet fra NASA til Xwing at være produktleder, engagere sig med kunder og hjælpe produktet med at opfylde eller overgå deres behov. Andre omfatter Reliable Robotics, Kef Robotics, Forward Robotics og de fleste af UAV-producenterne. Mange mennesker arbejder på at være hjernerne i fly, men ligesom med elektriske fly er certificering til brug, især uden for synsvidde, afgørende.

Certificering af autonome flyvesystemer er et andet niveau af udfordring. jeg talte med Grant Canary of DroneSeed sidste år om hans heavy-lift frøplante, der plantede dronesværme, og certificeringsprocessen for dem. Hans model er fem, 8 fod i diameter, 100+ pund droner, der opererer semi-autonomt med to operatører. Men de gør det langt fra mennesker i udbrændte områder, ikke over skoler og veje. Dronerne må flyve uden for synsvidde for de to operatører, men følger foreskrevne ruter udlagt i software under planlægningen. Efter standarderne for flyvning er 100-punds droner tæt på jorden i ørkenen meget lav risiko og 'lette' at certificere, men på et tidspunkt var 46 FAA-medarbejdere på opkald med Canarys hold, da de fandt ud af, hvem der havde brug for at engagere sig i, hvilke ting for at få udført certificering.

Med andre ord, mens meget flyvning er lettere at automatisere end at køre en Tesla gennem et travlt kryds med fodgængere og cyklister, er det en meget anderledes forretning at få et faktisk fly certificeret til at flyve et par hundrede miles. Lige nu flyver Xwing med en observatørpilot i cockpittet, hvor flyet opererer under autonom kontrol, og en jordkontrolstation, der ligner de amerikanske militære dronestationer. Det kommer til at vare lang tid, før mennesker er ude af løkken, og jeg forventer, at certificeringsprocessen vil tage år.

Og digitale flyvekontrolsystemer vil have endnu længere certificering end autonome systemer til individuelle fly. Konceptet er, at flyvekontrolcomputere ser alt på himlen med radar, alt på himlen kommunikerer digitalt med flyvekontrolcomputere, der giver opdateringer om pejling, hastighed, højde og kontrolanmodninger, og flyvekontrolcomputere sender waypoints ind 3-dimensionelt rum til ruter, som flyene forventes at følge, herunder landingsstier ned til landingsbanerne.

Dette er et meget komplekst og højrisikoområde, og certificering vil tage lang tid. Ydermere holder flyskroge årtier, og som jeg har påpeget andetsteds, vil de fortsætte på SAF-biobrændstoffer. Mens alle luftfarts-startups, jeg har talt med, kommer til at integrere autonome sensorsæt og anordninger til autonom kontrol i deres flyskrog for at fremtidssikre dem, er mange ældre flyskrog ikke bygget til at rumme autonome kontrolsystemer og grænseflader til digital trafikkontrol, så for i en længere periode vil digitale flyvekontrolsystemer overlappe de nuværende menneskelige. At overdrage kontrol fuldstændigt til computere, selv med omfattende menneskelig overvågning, vil tage et par årtier.

Modenhedsmodeller er normalt artikuleret i fem trin eller deromkring, men der er normalt flere faktorer og varierende modenhedsgrader af disse faktorer. Som sådan har jeg lavet en 1-5-skala for hver af de tre faktorer, taget gennemsnittet af dem og gjort dem additive for at give en nogenlunde idé om modenhed, efterhånden som tiden går, køb ud af en skala fra 1-5.

Som den tidligere diskussion antyder, vil certificeringen være langvarig for autonome systemer og endnu længere for digital flyvekontrol. De vil halte udviklingen af elektriske fly fløjet af mennesker, der taler med flyveledere.

For de numerisk tilbøjelige, her er min scoring gennem 2040.

Det er dog ikke en hæmmer for starten på transformationen af markedet. Kun kommercielle elektriske fly, der er egnede til kortdistancepassagerer og -fragt, er nødvendige for at begynde at udnytte nye forretningsmodeller inden for regional luftmobilitet på grund af de vidt forskellige økonomier, som elektriske drivlinjer giver.

Electron Aviation ser f.eks., at et 4-sæders, én-pilots fly kan blive arbejdshesten i en regional kortdistance-fritids- og forretningsrejse-on-demand-flytjeneste i anden halvdel af dette årti, hvor flyene kommer til en lille lufthavn nær kunder, som leveres af elektriske Ubers i begge ender. Økonomien fungerer med elektriske fly, hvor de ikke gør det med nuværende forbrændingsfly.

For luft- og rumfartssamfundet, der er engageret i og følger regional luftmobilitet, er den faktisk forstyrrende del af luftfarten — Jetsons evtols har ikke noget marked, der er navnet værd, som jeg påpegede sidste år i min vurdering af 'by' luftmobilitet – bedes du kontakte mig for at engagere dig i dette tidlige udkast til modenhedsmodel. Lad os gøre det bedre og begynde at spore det. Virksomheder, der er involveret i rummet, vil jeg elske at tale med dig.

For investorer og luftfartschefer, fokus på regional luftmobilitet. Der er mange gode steder at investere, som vil begynde at returnere overskud i disse årtier og overskud i de kommende årtier.

Sætter du pris på CleanTechnicas originalitet? Overvej at blive en CleanTechnica-medlem, supporter, tekniker eller ambassadør - eller en protektor på Patreon.