Die elektrifizierte regionale Luftmobilität wird in den kommenden Jahren disruptiv und schnell ausgereift sein

Neuauflage von Plato

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Als eines der hervorragenden Gespräche, die ich diese Woche hatte, habe ich 90 Minuten damit verbracht, einen Podcast mit aufzunehmen Kevin Antcliff, Luft- und Raumfahrtingenieur, früher bei der NASA und jetzt bei Xwing (beachten Sie diesen Bereich für den Podcast). Antcliff war der Koordinator und Hauptautor des ausgezeichneten Berichts der NASA über elektrische regionale Luftmobilität (RAM), wo das wesentliche „elektrisch“ im Akronym unerklärlicherweise schweigt. ERAM klingt jedoch wie ein rückständiges Pferd, und RAM ist das häufig verwendete Akronym, also werde ich damit leben.

Als Teil dieser Diskussion artikulierten wir eine allgemeine Idee, dass es in den kommenden Jahren vier Bereiche der Reifung der Luftfahrt geben wird. Sie waren Batterieenergiedichte, kommerzialisierte elektrische Fracht- und Passagierflugzeuge, autonome Flugsysteme und digitale Flugsicherung. Mir wurde klar, dass es sinnvoll war, eine Projektion der Reifung der regionalen Luftmobilität als Diskussionspunkt zu erstellen und Erkenntnisse aus der Luft- und Raumfahrtgemeinschaft über Dinge zu wecken, die mir derzeit nicht bekannt sind.

Einer dieser Faktoren, die Energiedichte der Batterie, war für kleinere konventionelle Start- und Landeflugzeuge geeignet, die heute für die regionale Luftmobilität geeignet sind, und deshalb habe ich ihn der Einfachheit halber unter dem Faktor Elektroflugzeuge zusammengefasst. Wie ich bereits an anderer Stelle veröffentlicht habe, Die Elektrifizierung wird in der Luftfahrt siegen, und es wird mit kleineren Flugzeugen beginnen und sich nach oben arbeiten.

Es existiert bereits ein kommerzielles elektrisches starrflügeliges konventionelles Start- und Landeflugzeug Pipistrel Velis Electro. Es ist ein EASA-zertifizierter Zweisitzer für Flugschulen. Der EASA-zertifizierte Teil ist entscheidend. Das ist die Flugsicherheitsbehörde der Europäischen Union, das EU-Äquivalent der US-amerikanischen Federal Aviation Administration (FAA). Die Zertifizierung von handelsüblichen Luftfahrzeugen wird von diesen Organisationen sehr ernst genommen und die Zertifizierungen sind stark aufeinander abgestimmt, was bedeutet, dass eine Luftfahrzeuge, die nach einem System zertifiziert sind, werden nach dem anderen anerkannt. Viele andere sind in der Entwicklung, mit der Herz Aerospace ES-19, Elektron Luftfahrt Elektron 5, Flucht Alice und Tschüss Aerospace Electric eFlyer in verschiedenen Stadien. (Hinweis: Ich habe oft ausführlich mit den Direktoren all dieser Unternehmen außer Eviation kommuniziert und gehe davon aus, dass ich mich bald bei ihnen melden werde.)

Die Zertifizierung von Elektroflugzeugen unter EASA/FAA ist ein Prozess mit einigen Dingen, die seine Dauer vervielfachen und seine Sicherheit verringern. Der Gründer von Heart Aerospace, Anders Forslund, konzentriert sich darauf, das Zertifizierungsrisiko und die Dauer zu minimieren, indem er alle neuartigen Komponenten in die Gondeln eines viermotorigen (nicht motorisierten) Flugzeugs mit sehr normalem Körper einfügt, das aussieht, als hätte es von jedem hergestellt werden können der großen Luft- und Raumfahrtunternehmen. Electron und Bye treten in die Fußstapfen von Pipistrel, wobei Electron mit Doppelmotoren einen Vorteil hat und beide kleinere fliegende Versuchsflugzeuge als Vorläufer haben. Sobald die Neuheit verschwindet, sollte die Zertifizierung für herkömmliche Starrflügel-Elektroflugzeuge jedoch schneller und kostengünstiger sein als für Flugzeuge mit Verbrennungsmotor, da ein Großteil der Zertifizierung aus nxn-Tests aller beweglichen Komponenten besteht, die ausfallen könnten. Da elektrische Flugzeugantriebsstränge radikal einfacher sind als Verbrennungsmotoren, Pitch- und Getriebesysteme, ist die Zertifizierung derzeit etwas schwer zu bewerten, und Luft- und Raumfahrtunternehmen neigen dazu, dies für sich zu behalten.

Auch autonome Flugsysteme sind in der Entwicklung. Ein entscheidender Punkt dabei ist, dass es sich um Gate-to-Gate-Systeme handelt, die das Rollen, Starten, Fliegen, Landen und Rollen computergesteuert handhaben können. Hier gibt es viel Konkurrenz, aber viele Unternehmen haben militärische Wurzeln, was meiner Meinung nach zu klaren strategischen Risiken für die Kommerzialisierung und den globalen Vertrieb führt. Investoren, die diese Unternehmen in Betracht ziehen, sollten die Vorschriften für den Vertrieb von strategischem geistigem Kapital und verbotenen Technologien sorgfältig prüfen. Antcliff ist von der NASA zu gewechselt Xwing der Produktleiter zu sein, mit Kunden in Kontakt zu treten und dabei zu helfen, dass das Produkt ihre Anforderungen erfüllt oder übertrifft. Andere sind Reliable Robotics, Kef Robotics, Forward Robotics und die meisten UAV-Hersteller. Viele Menschen arbeiten daran, das Gehirn von Flugzeugen zu sein, aber genau wie bei Elektroflugzeugen ist die Zertifizierung für den Einsatz, insbesondere außerhalb der Sichtlinie, von entscheidender Bedeutung.

Die Zertifizierung autonomer Flugsysteme ist eine weitere Herausforderung. Ich sprach mit Grant Canary von DroneSeed letztes Jahr über seine Heavy-Lift-Setzling-Pflanzungs-Drohnenschwärme und den Zertifizierungsprozess für sie. Sein Modell besteht aus fünf Drohnen mit einem Durchmesser von 8 Fuß und mehr als 100 Pfund, die halbautonom mit zwei Bedienern operieren. Aber sie tun dies weit entfernt von Menschen in ausgebrannten Gebieten, nicht über Schulen und Straßen. Die Drohnen dürfen außerhalb der Sichtweite der beiden Bediener fliegen, folgen aber vorgeschriebenen Routen, die während der Planung in der Software festgelegt wurden. Nach den Standards des Fliegens sind bodennahe 100-Pfund-Drohnen in der Wildnis sehr risikoarm und „einfach“ zu zertifizieren, aber zu einem bestimmten Zeitpunkt telefonierten 46 FAA-Mitarbeiter mit Canarys Team, als sie herausfanden, wer sie brauchte sich mit den Dingen zu beschäftigen, um die Zertifizierung zu erledigen.

Mit anderen Worten, während ein Großteil des Fliegens einfacher zu automatisieren ist, als einen Tesla durch eine belebte Kreuzung mit Fußgängern und Radfahrern zu fahren, ist es eine ganz andere Sache, ein echtes Flugzeug für ein paar hundert Meilen fliegen zu lassen. Im Moment fliegt Xwing mit einem Beobachterpiloten im Cockpit, wobei das Flugzeug autonom gesteuert wird, und einer Bodenkontrollstation, die den Drohnenstationen des US-Militärs ähnelt. Es wird noch lange dauern, bis die Menschen aus dem Verkehr gezogen sind, und ich gehe davon aus, dass der Zertifizierungsprozess Jahre dauern wird.

Und digitale Flugsicherungssysteme werden noch länger in der Zulassung sein als autonome Systeme für einzelne Flugzeuge. Das Konzept ist, dass Flugsteuerungscomputer alles am Himmel mit Radar überwachen, alles am Himmel digital mit den Flugsteuerungscomputern kommuniziert, die Updates zu Peilung, Geschwindigkeit, Höhe und Steuerungsanforderungen bereitstellen, und die Flugsteuerungscomputer Wegpunkte senden 3-dimensionaler Raum für Routen, denen das Flugzeug voraussichtlich folgen wird, einschließlich Landebahnen zu den Start- und Landebahnen.

Dies ist ein äußerst komplexer und risikoreicher Bereich, und die Zertifizierung wird lange dauern. Darüber hinaus halten Flugzeugzellen Jahrzehnte, und wie ich an anderer Stelle ausgeführt habe, werden sie weiterhin mit SAF-Biokraftstoffen betrieben. Während jedes Luftfahrt-Startup, mit dem ich gesprochen habe, autonome Sensorsätze und Vorkehrungen für die autonome Steuerung in ihre Flugzeugzellen integrieren wird, um sie zukunftssicher zu machen, sind viele ältere Flugzeugzellen nicht dafür gebaut, autonome Steuersysteme und Schnittstellen zur digitalen Verkehrssteuerung aufzunehmen Über einen längeren Zeitraum werden sich digitale Flugsicherungssysteme mit heutigen menschlichen überschneiden. Die Kontrolle vollständig an Computer abzugeben, selbst mit umfassender menschlicher Aufsicht, wird einige Jahrzehnte dauern.

Reifegradmodelle werden normalerweise in ungefähr fünf Schritten gegliedert, aber es gibt normalerweise mehrere Faktoren und unterschiedliche Reifegrade dieser Faktoren. Daher habe ich für jeden der drei Faktoren eine Skala von 1 bis 5 erstellt, sie gemittelt und addiert, um eine ungefähre Vorstellung von der Reife im Laufe der Zeit auf einer Skala von 1 bis 5 zu erhalten.

Wie die vorherige Diskussion andeutet, wird die Zertifizierung für autonome Systeme langwierig sein und noch länger für die digitale Flugsicherung. Sie werden der Entwicklung von Elektroflugzeugen hinterherhinken, die von Menschen geflogen werden, die mit Fluglotsen sprechen.

Für die zahlenmäßig Interessierten hier meine Wertung bis 2040.

Das ist aber kein Hemmschuh für den Beginn der Transformation des Marktes. Nur kommerzielle Elektroflugzeuge, die für Passagiere und Fracht auf Kurzstrecken geeignet sind, sind erforderlich, um neue Geschäftsmodelle in der regionalen Luftmobilität zu erschließen, da elektrische Antriebsstränge sehr unterschiedliche Einsparungen bieten.

Electron Aviation sieht beispielsweise, dass ein 4-Sitzer-Flugzeug mit einem Piloten in der zweiten Hälfte dieses Jahrzehnts zum Arbeitspferd eines regionalen Kurzstrecken-Freizeit- und Geschäftsreise-On-Demand-Flugdienstes werden kann, wobei die Flugzeuge zu klein werden Flughafen in der Nähe von Kunden, die an beiden Enden von elektrischen Ubers beliefert werden. Die Wirtschaftlichkeit funktioniert mit Elektroflugzeugen, wo sie mit aktuellen Flugzeugen mit Verbrennungsmotor nicht funktioniert.

Für die Luft- und Raumfahrtgemeinschaft, die sich mit regionaler Luftmobilität beschäftigt und diese verfolgt, ist der eigentlich disruptive Teil der Luftfahrt – Jetsons Evtols haben keinen Markt, der den Namen verdient, wie ich letztes Jahr in meiner Bewertung der „städtischen“ Luftmobilität betonte –, wenden Sie sich bitte an mich, um sich mit diesem frühen, vorläufigen Reifegradmodell zu beschäftigen. Machen wir es besser und fangen an, es zu verfolgen. Unternehmen, die in diesem Bereich tätig sind, würde ich gerne mit Ihnen sprechen.

Konzentrieren Sie sich für Investoren und Führungskräfte aus der Luft- und Raumfahrt auf die regionale Luftmobilität. Es gibt viele großartige Orte zum Investieren, die in diesen Jahrzehnten beginnen werden, Gewinne zu erzielen, und Gewinne für die kommenden Jahrzehnte.

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Zeitstempel: 4. Februar 2022