過去20年にわたって、型にはまらないデザインの興味深い有人超軽量航空機が登場しました。これらはクアッドコプター、ヘキサコプターなどです。これらは人を輸送するための機械として、またはあなたの喜びで飛行する手段として設計されています。 これは、新しいソリューションの検索、新しい技術の適用、言い換えれば、軽航空機の開発の自然なプロセスです。
デザイナーは、小さなエリアから空に簡単にアクセスできるコンパクトな航空機の作成に努めています。 私は彼らの機能に帰するでしょう：
- 垂直（または短縮）離着陸
- 離陸および着陸時に他の人にとってコンパクトで安全
- 自動制御（部分的または完全）。
このような車両は、しばしば個人用航空機と呼ばれます。 厳密に言えば、これは完全に真実ではありません。
正式には、2003年にNASAによって個人用航空車両という用語が導入され、顧客に迅速な戸別輸送ソリューションを提供することを目的としていました。 NASAによれば、このようなデバイスは、車のような道路を走行し、小さな飛行場または適切な場所を使用して飛行することができたはずです。
NASAの個人用航空機の要件（2003）。
- 5人以下の乗客
- 巡航速度240〜320 km / h
- 静かで快適、信頼性が高く、耐候性が高く、燃料消費が少ない
- 運転免許証を持っている人なら誰でも操縦できる
- 車や飛行機として旅行に利用可能
- 約1,300 kmの飛行範囲
したがって、1946年に、ロバートフルトン（米国）は世界初の空飛ぶ自動車であるAirphibianの建設を完了しましたが、量産には至りませんでした。
巨大都市の輸送問題、および自宅の中庭から飛行するという夢は、発明者に個人的な航空輸送の方向性を開発させることを余儀なくさせました。
70年後、エアバスは都市モジュラー輸送システムの概念を導入しました。
70年の間、世界では個人の航空機に起因する可能性のある1台の生産車は見られていません。 車のような道路での移動の可能性の要件を削除すると、光ヘリコプターはそのようなデバイスに一気に起因する可能性があります。
しかし、ヘリコプターは巨大な「空飛ぶタクシー」にはなりませんでした。 まず第一に、オファーの高コストが追い払われます。 大量消費者はそれを買う余裕がありません。 市場にはより安価なソリューションが必要です。
自律制御システムを備えた経済的な垂直離陸機を作成すると、次の利点が得られます。
- 輸送システムとして使用した場合の移動時間の大幅な短縮（道路輸送と比較して）。
- （既存の空の旅と比較して）質量とパイロットの不足により安くなっています。
- 制御システムから人的要因を排除することによる飛行事故と災害の数の最小化。
次に、過去20年間に発行された従来とは異なる回路の実際に飛行するALSの概要を示し、その技術的特性を従来の回路装置と比較したいと思います。
野外活動のためのシェルに起因する車から始めましょう。
1.1。 GEN H-4
2000年、日本法人GEN Corporationは、超軽量同軸ヘリコプターを導入しました。 発電所は4つの2気筒エンジンで構成されています。 2つのエンジンが故障すると、安全な着陸が可能になります。 ねじピッチ制御（一般および周期の両方）は提供されていません。 実際、ローターは固定ピッチのプロペラです。 ヘリコプターの制御はバランスが取れています。
GEN H-4は潜在的なバイヤーの間で大きな関心を呼びましたが、この車は大量生産に持ち込まれませんでした。 メーカーのウェブサイトで、自作用の図面を購入できるようになりました。
| 空の重量、kg | 70 |
| 最大離陸重量、kg | 220 |
| 最大エンジン出力、馬力 | 4x10 |
| 最大飛行時間、分 | 60 |
| 最高速度、km / h | 85 |
| 天井、m | 3000 |
| コスト、$ | 59,500 |
1.2。 マーティンジェットパック
ニュージーランドの会社であるマーティンエアクラフトは、2008年に、おそらく、これまでで唯一の量産可能な個人用垂直離陸装置を導入しました。 プロジェクトの作業は35年以上にわたって続けられています。
トラクションは、内燃機関によって回転する環状チャネル内の2つのプロペラによって作成されます。 制御アクションは、ネジの後ろにある偏向可能なシールドによって作成されます。
自動制御システムは、飛行中のデバイスを安定させます。
クラスで数少ないデバイスの1つであるマーティンジェットパックは、パラシュートレスキューシステムを備えています。
| 空の重量、kg | 230 |
| 最大離陸重量、kg | 330 |
| 最大エンジン出力、馬力 | 200 |
| 最大飛行時間、分 | 30 |
| 最高速度、km / h | 40 |
| 天井、m | 760 |
| コスト、$ | 150,000 |
1.3。 Aerofex Aero-X
Aerofexでは 、2人乗りの空中バイクの開発に取り組んでいます 。 機械は、環状チャネル内の2つの固定ピッチプロペラによって駆動されます。 発電所は、1つのユニットに組み合わされた3つの回転式内燃機関で構成されています。 安全に着陸するには、3台のうち2台のエンジンで十分です。
装置は、プロペラの背後の流れを偏向させることによって制御されます。そのために、環状チャネルの出口でガイド装置が使用されます。
飛行高度は人工的に3メートルに制限されており、パイロットが地面と衝突するのを防ぐために、デバイスにはエアバッグが装備されています。
*このデバイスは、1962年に米軍の命令により作成されたVZ-8エアジープに非常によく似ています。
| 空の重量、kg | 356 |
| 最大離陸重量、kg | 496 |
| 最大エンジン出力、馬力 | 240 |
| 最大飛行時間、分 | 75 |
| 最高速度、km / h | 72 |
| 天井、m | - |
| コスト、$ | 85,000 |
1.4。 フライボードエア
おそらく、 フランク・ザパタと彼のチームが開発した最もコンパクトな航空機の1つ、フライボードエアでしょう。
4つのターボジェットエンジンが揚力を生み出し、コースを直接制御します。プラットフォームの両側にある2つの電動インペラーが使用されます。 灯油の入った燃料タンクはパイロットの後ろにあります。 Flybord Airは、ハンドヘルドリモートコントロールによって制御されます。
| 空の重量、kg | n / a（50）* |
| 最大離陸重量、kg | n / a（140）* |
| 最大エンジン出力、馬力 | 4x250 = 1000（推力160 kgf） |
| 最大飛行時間、分 | 10 |
| 最高速度、km / h | 150 |
| 天井、m | 3000 |
| コスト、$ | n / a |
1.5。 アルカボード
Arca space Corporationのフライングボードには、環状チャンネルにファンを備えた36個の電気モーターが搭載されており、バッテリーで駆動されます。
作成者は慎重にフライトの高さを下にある表面から30 cmに制限しました。 自動安定化システムは、パイロットのバランスを維持するのに役立ちます。 スマートフォンを使用するか、自分の体のバランスを取りながらボードを制御できます。
| 空の重量、kg | 82 |
| 最大離陸重量、kg | 162 |
| 最大エンジン出力、馬力 | 7.55x36 = 272 |
| 最大飛行時間、分 | 6 |
| 最高速度、km / h | 20 |
| 天井、m | - |
| コスト、$ | 14 900 |
2.1。 CH-7コムプレス
（比較のために追加）
1996年にイタリアの会社Helisportは、超軽量ヘリコプターCH-7 Kompress Charleの大量生産を開始しました。 小さなミッドシップのキャビンの密なタンデムレイアウトは、良好な速度特性と範囲を提供します。 現在までに、330台以上の自動車が製造されています。
CH-7は、商業的に成功している数少ない超軽量ヘリコプターの1つであることに注意してください。
| 空の重量、kg | 280 |
| 最大離陸重量、kg | 450 |
| 最大エンジン出力、馬力 | 115 |
| 飛行範囲、km | 450 |
| 巡航速度、km / h | 100 |
| 天井、m | 2740 |
| コスト、$ | 115,000 |
2.2。 ヴォロコプターVC200
E-volo社のドイツの航空機メーカーは、固定ピッチプロペラを備えた18の独立した電動モーターを搭載したダブルクワッドコプターを開発しました。
この装置は、エンジン速度を変更することにより制御されます。 制御システムは、各エンジンの個別の回転速度を制御することにより、設定された飛行パラメーターを自動的に維持します。
この装置は、最大6台のエンジンが故障した場合でも飛行を続けることができ、パラシュート救助システムの存在により、乗組員の安全性が向上します。
| 空の重量、kg | 290 |
| 最大離陸重量、kg | 450 |
| 最大エンジン出力、馬力 | n / a |
| 最大飛行時間、分 | 20 |
| 最高速度、km / h | 100 |
| 天井、m | 2000年 |
| コスト、$ | 340,000 |
2.3。 エハン184
中国の会社Ehangは、拡大クアドロコプターに似た1人乗りの電気機械を開発しています。 作成者が考えたように、それは完全自律型の空中ビークル（自律型空中ビークル）である必要があり、乗客は到着地点を示すだけでよく、離陸から着陸までのフライト全体がオンボード制御システムによって提供されます。
航空機は、4つの同軸固定ピッチプロペラの推力を使用して移動します。 制御は、8つの独立した電気モーターのそれぞれの回転速度を変更することによって実行されます。
機構の観点から見ると、このデバイスはシンプルなデザイン、透過性の欠如、コンパクトさにおいて興味深いものです。
| 空の重量、kg | 240 |
| 最大離陸重量、kg | 340 |
| 最大エンジン出力、馬力 | 207 |
| 最大飛行時間、分 | 25 |
| 最高速度、km / h | 60 |
| 天井、m | 3500 |
| コスト、$ | n / a |
比較
以下は、リストされたデバイスとヘリコプターの比較です。 比較は、3つの基準に従って実行されました。
- 飛行範囲;
- ペイロードの相対質量（ペイロードと離陸重量の比は、航空機の技術的な完成度を特徴づけます）。
- 負荷負荷（離陸質量と航空機の使用可能な電力の比、つまり、この値は1馬力あたりのデバイスの質量を示します）。
野外活動用の車と人（商品）の輸送用の車を別々に比較しました。 比較は、最初のテーブルではGEN H-4ヘリコプター、2番目のテーブルではCH-7に対して行われました（明確にするために、サンプルのパラメーターは従来の単位として使用されています）。
結論
1.垂直離陸
低燃費の航空機を搭載した垂直離陸車両は、短距離航空輸送の市場を征服します。 しかし、提示された航空機は、古典的なヘリコプターからでさえ、飛行性能が非常に優れています。
現在まで、垂直離着陸を可能にし、ヘリコプターよりも効率的な建設的なソリューションはありません。
余談
ここでは、DARPAエージェンシーによって提示されたデモサンプルが興味深いように見えます。 回転翼と間隔を置いた電気推進システムを備えた垂直離陸装置XV-24A。
開発者によると、このマシンはヘリコプターよりも25〜50％効率的です（燃料効率を意味します）。 翼の長さに沿って間隔を空けて配置された羽根車により、流れの循環を制御でき、大きな迎え角での流れの失速を防ぐことができます。 電力は、ガスタービンエンジンの発電機から供給されます。
2.電源
電力密度が低く、バッテリーのエネルギー消費が増加した新しい電動モーター（およびコントローラー）を使用すると、完全な電気機械を作成できます。 しかし、専門家の推定によると（仕事は同僚によって行われ、発表されていません）、バッテリーのエネルギー消費が単位質量あたり25〜30倍増加し、バッテリー寿命を消費するコストが1.5〜3倍減少し、今日の指標、全電気輸送の使用航空は経済的に実行可能になります。 したがって、これは遠くない未来の問題です。
たとえば、2014年に作成されたエアバスE-FAN電気航空機の航続距離は約150 kmですが、ガソリンクラスメートのセスナ150は680 kmの距離を飛行します。
3.コンパクトさ
コンパクトな航空機の作成は商業的に正当化されます-それは離着陸エリアの小さなサイズ、小さな貯蔵エリアなどです。しかし、上記の比較表からわかるように、ローターをいくつかの小さな直径に交換すると推進システムの効率が大幅に低下し、その結果、落下につながります範囲。
4.自律制御
最新の自動操縦と地上ベースのインフラストラクチャを組み合わせることで、飛行のすべての段階を自動化できます。
近い将来、ルートの構築、航空機の制御、さらには着陸地点の選択を提供する制御システムを構築できると想定できます。
この記事では、現状を説明しています。 技術は、個人市場の創造にまだ熟しておらず、大衆市場が関心を示します。 数十年かかる場合があります。 ただし、提示されたデバイスは、コストを考慮しない場合、娯楽や特別なタスクに使用される可能性があります。