Kaupunkitaivaalla voi pian näkyä uudentyyppisiä ilma-aluksia. Esimerkiksi lentokoneet, joilla on mahdollista nousta ja laskeutua pystysuoraan (nk. VTOL-koneet), ovat kohta jo arkipäivää. Kansalaisten turvallisuus ja hyvinvointi ovat EASAn työn ytimessä. Siksi se edellyttää VTOL-lentokoneiden tarkkaa suunnittelua. Koneissa on oltava niihin räätälöityjä turvallisuusominaisuuksia, ja turvallisuus ilmassa ja maassa on varmistettava säännöillä ja ohjeilla.
Tässä artikkelissa esitellään VTOL-lentokoneiden pääpiirteitä ja kerrotaan, miten VTOL-lentokoneet suunnitellaan ja muotoillaan, millaisia turvallisuusominaisuuksia niissä on ja mitkä ympäristönäkökohdat on pidettävä mielessä.
Valmiina lentoon – toimet tähän saakka
Ilmatilan avaaminen VTOL-lentokoneille on vaatinut vuosien valmistelua tutkimuksen ja tuotesuunnittelun parissa. Tulevina vuosina järjestetään lisää kuulemisia teollisuuden ja ilmailualan sidosryhmien kanssa sekä tietenkin vuoropuhelua EU:n kansalaisten kanssa.
Tutkimusalan, tiedeyhteisön ja teollisuudenalan asiantuntijat, ilmailuviranomaiset ja muut asiasta kiinnostuneet tahot tapasivat säännöllisesti keskustellakseen turvallisimmasta, ympäristön kannalta tarkoituksenmukaisimmasta ja toteuttamiskelpoisimmasta tavasta avata kaupunkitaivas liikenteelle.
EASA toteutti tutkimuksen kaupunkialueiden ilmaliikenteestä kuuden kuukauden aikana marraskuusta 2020 toukokuuhun 2021. Siihen sisältyi perusteellinen tutkimus, kirjallisuuskatsaus, kaupunkialueiden markkina-analyysi, kvantitatiivinen kyselytutkimus, kvalitatiivinen kyselytutkimus ja yksityiskohtainen melutesti. Tutkimukseen liittyvässä kuulemisessa kuultiin noin 4 000:ta asukasta kuudesta suuresta kaupungista/alueelta.
- Lisätietoja EASA Light -sivustolla artikkelissa Kaupunkialueiden ilmaliikenne.
VTOL-lentokoneen tekniset tiedot pähkinänkuoressa
VTOL-lentokoneiden toimintatyyppi poikkeaa muista koneista, ja niillä tulee olemaan vaikutusta kansalaisten elämään. Tämän vuoksi koneen tekniset ratkaisut ovat varsin yksityiskohtaisia, ja niissä keskitytään koneiden turvallisuuteen ja kestävyyteen. Koneiden teknisiä ominaisuuksia on esitelty EASAn artikkelissa pystysuoraan nousevista ja laskeutuvista lentokoneista (VTOL).
VTOL-lentokoneiden merkittävimmät tekniset ominaisuudet ovat seuraavat:
- luotettavuuden lisäämiseksi koneissa on ylimääräistä työntövoimaa eli useita propulsiojärjestelmiä.
- koneet pystyvät laskeutumaan tai nousemaan pystysuoraan, mikä mahdollistaa uudenlaiset toiminnot kiireisissä kaupunkiympäristöissä tai ympäristöissä, joissa on vain vähän tilaa
- koneissa on vikasietoiset järjestelmät ja rakenteet turvallisuuden lisäämiseksi vikatilanteissa
- käyttöön otetaan ensin manuaalisesti ohjatut VTOL-lentokoneet lentokokemuksen kartuttamiseksi ja tietojen keräämiseksi lennoista, joissa lentäjä on mukana. Näin voidaan valmistautua ja siirtyä autonomisiin VTOL-lentokoneisiin, kun niiden turvallisuustiedoista on saatu selkeä kuva.
Futuristista ja turvallista muotoilua kaupunkitaivaalle
Vaikka ulkonäkö on tärkeää, turvallisuusnäkökohdat ohjaavat koneiden suunnittelua ja teknisiä ominaisuuksia ja määrittävät, mikä on hyväksyttävää. Muotoilu ja turvallisuus voivat kuitenkin toimia myös rinnakkain. Monet muotoiluideat ovat samanaikaisesti sekä esteettisiä että turvallisia.
EASAlla on oma virtuaalinen VTOL-lentokone, EU VTOL! EU:n VTOL-lentokone esiintyy useissa artikkeleissamme. Sen avulla selitetään suunnitteluun liittyviä näkökohtia ja havainnollistetaan turvallisuusvaatimuksia ja teknisiä ominaisuuksia.
VTOL-lentokoneita suunnitellaan monen muotoisia ja eri mallisia, mutta tietyt perusvaatimukset täyttävät ominaisuudet ovat yhteisiä niille kaikille. EU VTOL ei siis ole oikean koneen malli, eikä sitä koskaan rakenneta vaikka sillä olisi varmasti hieno lentää!
Moottorit ja roottorit
Moottoreiden ja roottoreiden lukumäärä erottaa VTOL-lentokoneen helikopterista (tai yleisesti ottaen roottori-ilma-aluksesta), joka voi myös nousta ja laskeutua pystysuoraan.
VTOL-lentokoneissa on koneiden suorituskyvyn optimoimiseksi ja turvallisuuden takaamiseksi useita moottoreita ja roottoreita. Useita moottoreita ja roottoreita tarvitaan varajärjestelmänä takaamaan toiminnan mahdollisten hätätilanteiden varalta.
Se, että roottoreita on enemmän, tuo joihinkin malleihin toisenkin edun: useampia roottoreita voidaan käyttää alhaisemmalla kärkinopeudella, jolloin sama nosto- tai työntövoima saadaan pienemmällä kokonaismelulla.
Useat moottorit ja roottorit on yleensä sijoiteltu VTOL-lentokoneen ympärille siten, että voimat, jotka voisivat aiheuttaa rungon pyörimisen, kumoutuvat. Tämän vuoksi useimmat VTOL-lentokoneet eivät, toisin kuin perinteiset helikopterit, tarvitse pyrstöroottoria.
Lentäjän ja matkustajien mukavuus ja turvallisuus
Vaikka VTOL-lentokoneista on tarkoitus tulla jossain vaiheessa täysin autonomisia, ensimmäisissä matkustajakuljetuksen mahdollistavissa VTOL-lentokoneissa on lentäjä. Kun lentojen turvallisuustiedot ovat saatavilla ja valmiina analysoitaviksi, voidaan alkaa suunnitella lentoja ilman lentäjää.
Seuraavassa tarkastelussa ovat sellaiset VTOL-lentokoneet, joissa lentäjä ja matkustajat ovat samassa tilassa.
Hypätään VTOL-lentokoneen kyytiin tutustumaan tarkemmin eräisiin koneen ominaisuuksiin.
VTOL-lentokoneita koskevien alkuperäisten teknisten sääntöjen mukaan koneet on tarkoitettu enintään yhdeksälle matkustajalle ja yhdelle tai kahdelle lentäjälle. Matkustamossa ei ole paineistusta eikä happinaamareita tarvita, koska normaalisti koneella lennetään matalalla.
Turvavyöt ovat välttämättömät, ja matkustajien ja lentäjän on käytettävä niitä, kun se on tarpeen turvallisuuden vuoksi. Lentoreitistä riippuen lentokoneessa on oltava pelastusliivejä, pelastuslauttoja ja muita turvavarusteita, ja VTOL-lentokoneen on noudatettava uusia sertifiointivaatimuksia.
Lentoreiteillä, lentoonlähtö- ja laskeutumisprofiileilla sekä suorituskykytavoitteilla on suuri merkitys turvallisuuden kannalta.
- Lisätietoja artikkelistamme vertiporteista kaupunkiympäristössä.
Akkujen ansiosta ilmassa
Useimmissa VTOL-lentokoneissa on tarkoitus käyttää akkuja pääasiallisena virtalähteenä. Yhdessä monista VTOL-lentokoneiden turvallisuusvaatimuksista edellytetään, että koneissa on oltava ylimääräisiä akkuja, jotta virransyöttö voidaan taata myös vikatilanteissa.
VTOL-koneiden teknologia mahdollistaa tulevaisuudessa myös muiden energiamuotojen käytön. Näin varmistetaan, että koneiden tekniset ominaisuudet sekä säännöt ja vaatimukset ovat tulevaisuuden vaatimukset huomioon ottavia ja että niitä voidaan mukauttaa tekniikan tuleviin muutoksiin.
Kevyet ja kestävät materiaalit
VTOL-lentokoneiden on oltava sutjakassa kunnossa! Ratkaisu löytyy kevyistä mutta kestävistä materiaaleista.
VTOL-lentokoneiden valmistuksessa käytettävät materiaalit käyvät läpi useita testejä, ennen kuin niitä voidaan edes harkita tuotavan matkustajien lähelle.
Niiden on säilytettävä ominaisuutensa kaikissa niissä ympäristö- ja käyttöolosuhteissa, joita varten VTOL on sertifioitu.
Suuret ja kauniit ikkunat
Monissa tähän mennessä nähdyissä VTOL-malleissa ikkunat ovat katseenvangitsija.
Koska lentäjien on oltava tietoisia lentoreitillä olevista esteistä ja muista kaupunkitaivaan toimijoista lennon kaikissa vaiheissa, visuaalisen ympäristön tarkkailun mahdollistavat suuret ikkunat ovat lentäjien ja matkustajien turvallisuuden kannalta olennaiset.
Matkustajat puolestaan saavat nauttia aivan eri tavalla lennosta kun he pääsevät näkemään kaupunkialueet eri perspektiivistä.
Manuaalisesti ohjattujen VTOL-lentojen arviointi
Vaikka yksi alan tulevaisuuden tavoitteista on käyttää autonomisia VTOL-lentokoneita, ensimmäisissä VTOL-lentokoneissa on edelleen lentäjä, joka kerää tietoja koneen toiminnasta. Tämän ansiosta voidaan arvioida, ovatko koneen tekniset ominaisuudet turvalliset, riittävät, asianmukaiset ja käyttäjäystävälliset.
Useat moottorit ja roottorit edellyttävät kehittynyttä ohjausjärjestelmää, jossa tietokone auttaa lentäjää moottoreiden ohjaamisessa. Tietokoneohjaus myös helpottaa VTOL-lentokoneella lentämistä.
Pysy ajan tasalla – seuraa EASA Light -sivustoa
EASA kertoo kaikki uusimmat tiedot VTOL-lentokoneista, vertiporteista ja kansalaisten ja matkustajien kannalta tärkeästä kehityksestä. Tutustu EASA Light -artikkeleihin VTOL-lentokoneista, droneista ja muista aiheista.
Luo tili ja seuraa meitä EASA Light -sivustolla pysyäksesi ajan tasalla.