بهترین هواپیماهای عمودپرواز جهان در سال 2024؛ برترین تاکسی‌های هوایی و eVTOLها

تحول در حمل‌ونقل هوایی؛ بهترین هواپیماهای عمودپرواز جهان در سال 2024

فناوری پرواز عمودبر یا eVTOL (Electric Vertical Take-Off and Landing) دیگر یک رویا نیست؛ این صنعت نوظهور اکنون در آستانه ورود به مرحله تجاری قرار دارد. از شرکت‌های بزرگ گرفته تا استارت‌آپ‌های نوآور، همگی به دنبال ساخت وسایل پرنده‌ای هستند که بتوانند به‌صورت عمودی از زمین بلند شوند، بدون نیاز به باند فرودگاه در فضاهای شهری پرواز کنند و با انرژی پاک و هزینه کمتر، آینده حمل‌ونقل هوایی را متحول سازند.

در سال 2024، پیشرفت‌های چشمگیری در حوزه eVTOL و هواپیماهای هیدروژنی به ثبت رسیده است. از پهپادهای خودران شهری شرکت EHang گرفته تا جت هیدروژنی لوکس Sirius CEO Jet، و از هواپیمای شخصی سبک Jetson One تا تاکسی هوایی VoloCity و هواپیمای هیدروژنی Vertiia، هرکدام نشان داده‌اند که مسیر آینده آسمان، متعلق به پروازهای بی‌صدا، پاک و هوشمند است.

در این گزارش، نگاهی داریم به پنج نمونه از پیشرفته‌ترین و نوآورانه‌ترین هواپیماهای عمودپرواز سال 2024 که مرز بین فناوری، طراحی و کاربرد را در آسمان‌های آینده بازتعریف کرده‌اند.

هواپیمای عمودپرواز الکتریکی EH-216S از شرکت EHang

شرکت EHang در حال توسعه صنعت نوپای گردشگری هوایی بدون خلبان است. هواپیمای عمودپرواز الکتریکی (eVTOL) خودران این شرکت با نام EH-216S به‌زودی به یکی از وسایل نقلیه رایج در آسمان شهرها و مناطق گردشگری چین تبدیل خواهد شد.

این هواپیما بدون نیاز به خلبان و تنها با استفاده از هشت جفت پروانه هم‌محور که روی بازوهای اطراف کابین نصب شده‌اند، از زمین بلند می‌شود و پرواز می‌کند. مدل EH-216S با طول 193 سانتی‌متر، از 16 ملخ برای حمل دو مسافر تا مسافت 30 کیلومتر در هر بار شارژ استفاده می‌کند و حداکثر سرعت آن 130 کیلومتر بر ساعت است.

شرکت EHang نخستین پروازهای تجاری و نمایشی خود را پس از دریافت اولین گواهینامه Type در جهان، در شهرهای گوانگژو و هافی چین در دسامبر 2023 انجام داد. اما نمایش امسال این شرکت متفاوت بود؛ زیرا 27 دستگاه از EH-216S به مقامات محلی شهر ونچِنگ (Wencheng) تحویل داده شد تا پروژه گردشگری هوایی در ارتفاع پایین به‌صورت رسمی آغاز شود.

پروازهای نمایشی EHang در تاریخ 22 ژوئن 2024 برگزار شد و چندین نفر توانستند پرواز بدون خلبان را در مسیرهای کوتاه تجربه کنند. این پروازها در اطراف آبشار بایژانگجی (Baizhangji) و دریاچه فی‌یون (Feiyun) در استان ژجیانگ چین انجام شد.

منطقه ونچنگ قصد دارد به یکی از قطب‌های اصلی پروازهای سرنشین‌دار و بدون سرنشین در ارتفاع حدود 1000 متری برای گردشگری، حمل بار و جابه‌جایی مسافر تبدیل شود. علاوه بر تحویل اولیه، شرکت EHang تاکنون سفارش 270 دستگاه دیگر از EH-216S را برای تحویل تا سال 2026 دریافت کرده است.

در حال حاضر، زیرساخت‌های موردنیاز برای پشتیبانی از پرواز این هواپیماها در حال توسعه است و در استراحتگاه بایژانگجی، سکوی فرود و برخاست ویژه به‌همراه امکانات رفاهی ساخته شده است. دولت چین نیز با شناسایی ظرفیت‌های اقتصادی این صنعت، برنامه‌ای برای سرمایه‌گذاری 137 میلیارد دلاری تا سال 2026 در حوزه eVTOL تدوین کرده است.

هر هواپیما از طریق شبکه اینترنت 4G/5G به مرکز کنترل متصل است و با طی مسیرهای از پیش تعیین‌شده، ایمنی پرواز را تضمین می‌کند. شرکت EHang قیمت پایه EH-216S را حدود 410 هزار دلار برای بازارهای جهانی اعلام کرده و در آوریل 2024 موفق به دریافت گواهی تولید از اداره هوانوردی غیرنظامی چین (CAAC) شد.

جت الکتریکی هیدروژنی CEO Jet از شرکت Sirius و BMW

جت الکتریکی عمودپرواز (eVTOL) CEO Jet نخستین نمونه جهانی است که با استفاده از سوخت هیدروژن مایع ساخته شده و توسط شرکت سوئیسی Sirius Aviation AG توسعه یافته است. این شرکت در نمایشگاه MOVE لندن از طرح اولیه این جت رونمایی کرد.

Sirius Aviation با همکاری شرکت طراحی BMW Designworks، نخستین تصاویر رسمی از نمای درونی و بیرونی جت CEO را منتشر کرده است. این هواپیما یک eVTOL بال‌دار با 28 فن کانالی است که با سلول‌های سوختی هیدروژنی کار می‌کند و می‌تواند تا 1850 کیلومتر مسافت را در هر پرواز طی کند.

طراحی این هواپیما که با همکاری گروه Sauber نیز انجام شده، از بدنه‌ای با دم V‌شکل (V-tail) بهره می‌برد. در هر بال 10 فن کانالی و در بالچه‌های جلویی (Canard) نیز 8 فن نصب شده است. فن‌ها برای برخاست عمودی به سمت بالا و برای پرواز افقی به‌سوی جلو متمایل می‌شوند. هر فن دارای موتور مخصوص به خود است که سرعت کروز 515 کیلومتر بر ساعت و ارتفاع پرواز 6400 متر را ممکن می‌سازد.

به‌گفته سازنده، این هواپیما بسیار بی‌صدا‌تر از هلیکوپترها عمل می‌کند و در صورت بروز نقص فنی، سیستم چتر نجات اضطراری به‌طور خودکار فعال می‌شود. تمرکز اصلی شرکت Sirius بر توسعه پیشرانه هیدروژنی-الکتریکی است که تاکنون 70 درصد مراحل آزمایش آن به پایان رسیده است.

سوخت هیدروژن مایع در مخزن پشتی بدنه ذخیره می‌شود و سلول‌های سوختی را تغذیه می‌کند. انرژی تولیدشده، باتری اصلی را شارژ کرده و موتورهای الکتریکی را برای چرخاندن فن‌ها فعال می‌کند. یک باتری کمکی تقویت‌کننده نیز فقط در لحظه‌های بحرانی پرواز به‌مدت 90 ثانیه فعال می‌شود و سپس در طول پرواز مجدد شارژ خواهد شد.

در کابین، سه صندلی شامل صندلی خلبان و دو صندلی سرنشین تعبیه شده است. میدان دید وسیع با پوشش شیشه‌ای گسترده، نمایشگر دیجیتالی برای داده‌های پروازی و صفحه‌نمایش Light Portal برای نمایش اطلاعاتی مانند افق مصنوعی، برد پرواز و ردپای کربن در نظر گرفته شده است.

علاوه بر این، هر صندلی دارای میز تاشو، چراغ مطالعه، پد شارژ بی‌سیم و جالیوانی اختصاصی است. شرکت Sirius Aviation اعلام کرده که تولید انبوه این هواپیما از سال 2028 با نام «شاسی‌بلند آسمان (SUV of the Sky)» آغاز خواهد شد و نسخه مخصوص Adventure آن نیز قابلیت فرود روی آب را خواهد داشت.

هواپیمای عمودپرواز الکتریکی Jetson One از شرکت Jetson

بنیان‌گذار شرکت Jetson، «توماس پاتان»، تلاش دارد محدودیت‌هایی را که مانع از چابکی هواپیماهای عمودپرواز الکتریکی سبک می‌شود، از میان بردارد. پهپادهای مولتی‌کوپتر در زمان معرفی خود به عنوان وسایلی انقلابی شناخته شدند؛ یکی از دلایل اصلی این موضوع، وجود سیستم‌های کنترل Fly-by-wire خودکار در آن‌ها بود. در واقع هیچ انسانی نمی‌توانست به‌صورت دستی سرعت موتورهای بیش از چهار روتور را هم‌زمان کنترل کند، اما سیستم‌های پرواز مجهز به حسگر، این کار را به‌صورت دقیق و خودکار انجام می‌دادند.

همین فناوری، پایه شکل‌گیری نسل جدید هواپیماهای عمودپرواز الکتریکی (eVTOL) شد. برخی از این وسایل، مانند Jetson One، در اصل پهپادهای بزرگ و مجهز به کابین سرنشین هستند که امکان پرواز شخصی را برای یک نفر فراهم می‌کنند. وجود سیستم کنترل خودکار و فناوری اجتناب از برخورد با موانع باعث شده این وسیله به گزینه‌ای سریع، ایمن و آسان برای یادگیری خلبانی تبدیل شود.

توماس پاتان تاکنون چندین ساعت پرواز آزمایشی با Jetson One انجام داده است. در بسیاری از مانورهای پروازی، سیستم کنترل خودکار وظیفه حفظ تعادل و ارتفاع پایدار را بر عهده دارد و به‌خوبی از پس این کار برمی‌آید. هواپیمای Jetson One نخستین پرواز رسمی یک وسیله نقلیه هوایی شخصی آزاد را در جهان به نام خود ثبت کرده و یکی از پویاترین نمونه‌های پرواز انسان با eVTOL محسوب می‌شود.

به گفته شرکت سازنده، Jetson One نخستین پهپاد عمودپرواز الکتریکی مقرون‌به‌صرفه در بازار جهانی است. این وسیله 115 کیلوگرمی می‌تواند تا 20 دقیقه با شارژ کامل باتری پرواز کند، خلبانی با وزن حداکثر 95 کیلوگرم را تا ارتفاع 457 متری بالا ببرد و به سرعت 102 کیلومتر در ساعت دست یابد.

سیستم ناوبری آن با استفاده از حسگر LiDAR موقعیت زمین، درختان و موانع را شناسایی می‌کند و داده‌ها را برای تصمیم‌گیری به سیستم کنترل پرواز ارسال می‌نماید تا ایمنی سرنشین حفظ شود. قیمت این وسیله پروازی 128 هزار دلار اعلام شده و تمام ظرفیت تولید شرکت Jetson برای سال‌های 2024 و 2025 پیش‌فروش شده است.

تاکسی هوایی VoloCity از شرکت Volocopter

هواپیمای عمودپرواز برقی (eVTOL) شرکت Volocopter با نام VoloCity قرار بود برای جابه‌جایی مسافران در جریان بازی‌های المپیک 2024 پاریس مورد استفاده قرار گیرد، اما به دلیل پیچیدگی‌های اداری و تاخیر در صدور گواهینامه پروازی، این برنامه لغو شد.

پس از این اتفاق، شرکت Volocopter مرحله جدیدی از آزمایش‌های پروازی خود را با هدف اعتبارسنجی عملیاتی در فرودگاه عمودی ساخته‌شده توسط شریک فرانسوی‌اش، شرکت ADP، آغاز کرد. این شرکت قصد داشت در همکاری با دولت فرانسه، اپراتور حمل‌ونقل RATP پاریس و اپراتور فرودگاهی Groupe ADP، سرویس حمل‌ونقل هوایی شهری خود را از سکوی شناور در رودخانه سن تا نقاط مختلف شهر راه‌اندازی کند.

هواپیمای VoloCity با ۱۸ روتور الکتریکی پرواز می‌کند که نیروی آن‌ها توسط موتورهای برقی تقویت‌شده تامین می‌شود. این هواپیما طی سه سال همکاری میان Volocopter آلمان و Groupe ADP فرانسه توسعه یافته و اکنون وارد مرحله آزمایش‌های پیش‌تجاری برای سنجش عملکرد فناوری‌های کلیدی شده است.

در این مرحله از آزمایش‌ها، مواردی چون مانورهای پروازی در نقاط عمودی، ارتباط با برج کنترل ترافیک هوایی، حمل‌ونقل زمینی و تنظیمات شارژ باتری بررسی می‌شوند. گفته شده که این آزمایش‌ها در کاخ ورسای پایان خواهد یافت. پس از دریافت گواهینامه پرواز، این هواپیما در همکاری با مرکز بیمارستانی دانشگاه ایل دو فرانس (AP-HP) برای پروازهای پزشکی اورژانسی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تاکسی هوایی VoloCity با ظرفیت دو سرنشین، تاکنون بیش از ۲۰۰۰ پرواز آزمایشی انجام داده است. بدنه کامپوزیتی آن دارای قاب دایره‌ای به قطر ۹.۳ متر است که ۱۸ روتور افقی روی آن نصب شده‌اند. این هواپیما حداکثر سرعت ۱۱۰ کیلومتر بر ساعت و برد عملیاتی ۳۵ کیلومتر دارد و فعلا با حضور خلبان پرواز می‌کند، اما در آینده قرار است پروازهای خودران دو سرنشینه نیز انجام دهد.

هواپیمای هیدروژنی Vertiia از شرکت AMSL

هواپیمای عمودپرواز برقی Vertiia از شرکت AMSL Aero استرالیا نیز اخیرا نخستین پرواز موفق خود را پشت سر گذاشته است. این هواپیما با موتور هیدروژنی و بال‌های مستطیلی جعبه‌ای‌شکل طراحی شده و با هشت روتور الکتریکی قابل‌انحراف، توانسته اولین پرواز آزاد خود را پس از بیش از ۵۰ آزمایش اولیه انجام دهد.

در حالی که بسیاری از شرکت‌ها در تلاش‌اند تا جایگاهی در بازار رو‌به‌رشد تاکسی‌های هوایی به دست آورند، Vertiia به‌دلیل ساختار نوآورانه خود جایگاه منحصربه‌فردی دارد. هشت روتور نصب‌شده روی بال‌های آن می‌توانند به سمت جلو متمایل شوند و با انرژی حاصل از پیل سوختی هیدروژنی و سیستم باتری کمکی کار کنند. این ترکیب باعث شده تا Vertiia بتواند با برد ۱۰۰۰ کیلومتر و سرعت ۳۰۰ کیلومتر بر ساعت پرواز کند و ظرفیت حمل یک خلبان و چهار مسافر را داشته باشد؛ آن هم با ۳۰ درصد هزینه کمتر نسبت به هلیکوپترهای معمولی.

بال‌های جعبه‌ای شکل این هواپیما از کامپوزیت کربن ساخته شده‌اند که ضمن ایجاد استحکام بالا، به روتورها امکان حرکت هماهنگ و آزادانه می‌دهند و در عین حال مقاومت آیرودینامیکی را کاهش می‌دهند.

اولین پرواز Vertiia در فوریه 2023 انجام شد. در این مرحله، منبع انرژی هواپیما تنها باتری‌های الکتریکی بودند تا آزمایش‌های شناوری (Hover) با ایمنی کامل انجام شود. قرار است از سال آینده، پروازهای آزمایشی با سیستم پیل سوختی هیدروژنی آغاز شود و پس از دریافت تاییدیه‌های قانونی، پروازهای تجاری این هواپیما از سال 2027 شروع گردد.