Ilmassa sähköä: Joby ja Ehang – kiinnostavia lentokoneuutuuksia

Sähkötoimiset lentokoneet tulevat vääjäämättä. Esittelemme kaksi mielenkiintoista konemallia, jotka voivat lähteä lentoon pystysuorassa.

Ensiksi sähköistyvät pienet lentokoneet. Markkinoille tulee myös pystysuoraan nousevia ja laskeutuvia ison dronen tapaisia ilma-aluksia henkilökuljetuksiin. Sähkölentokoneita esiteltiin MAF (Mission Aviation Fellowship) Suomen ja Helsingin sähkölentokoneyhdistyksen järjestämässä Ekologisen ja sähköisen lentämisen konferenssissa.

Joby Aviation on Yhdysvaltain Kaliforniassa toimiva yritys, joka kehittää täysin sähkötoimista eVTOL-ilma-alusta. Vuonna 2009 perustettu Joby Aviation työllistää 1 000 henkilöä pääosin Yhdysvalloissa sekä lisäksi Münchenin toimistossa Saksassa.

Joby eVTOL on ylätasoisella siivellä varustettu ilma-alus, jonka siivissä on neljä potkuria ja takarungossa kaksi lisää.

Sähkömoottorein varustettu Joby eVTOL pystyy nimensä mukaisesti (electric Vertical Takeoff and Landing) pystysuoriin lentoonlähtöihin ja laskeutumisiin kuten helikopteri. Jobyn eVTOL -ilma-alus muuntuu matkalentoa varten lentokonemaiseksi, kun kaikki potkurit kääntyvät lentoonlähdön pystyasennosta matkalentoa varten vaakatasoon antamaan työntövoimaa. Tämä niin sanottu transitiovaihe on kriittinen lentovaihe.

Kääntyvien potkurien periaate on sama kuin isommassa Bell-Boeing MV-22 Osprey VTOL-kuljetuslentokoneessa, joka suoritti ensilentonsa vuonna 1989 ja otettiin palveluskäyttöön 2005.

Jobylla on palveluksessa runsaasti kokeneita ilmailualan osaajia, ryhmään kuuluu muun muassa entinen merijalkaväen MV-22 Osprey -lentäjä.

Jopa 321 km/h

Joby eVTOL-lentokone on tarkoitettu nopeaksi, melutasoltaan vaimeaksi ja mukavaksi ilmataksiksi. Koneella voidaan kuljettaa yhden lentäjän miehistöllä neljä matkustajaa enintään 241 kilometrin matkan jopa 321 km/h huippunopeudella.

Ilma-aluksen kerrotaan olevan merkittävän hiljainen esimerkiksi helikoptereihin verrattuna. Leijunnassa sadan metrin päähän kuuluva äänitaso on ainoastaan 65 dB (A).

Jobyn eVTOL-lentokoneen ensimmäisen prototyypin (koelentokoneen) ensilento lennettiin jo vuonna 2017. Toisen sukupolven koelentokone otettiin käyttöön vuonna 2019 ja kolmas vuonna 2021.

Takaiskujakin tulee

Ilma-alusten kehittelyssä voi tapahtua takaiskujakin, koska prototyyppejä rasitetaan äärimmilleen yli normaalin lentoalueen.

Toinen prototyyppi joutui onnettomuuteen 16.2.2022. Ilma-alus oli miehittämättömällä koelennolla, jossa tutkittiin sen ominaisuuksia normaalin lentoalueen (flight envelope) ulkopuolella. Miehittämätön ilma-alus lensi ja teki kaarroksia huomattavalla ylinopeudella (444 km/h), mikä ylitti yli 1,3-kertaisesti sille ilmoitetun huippunopeuden. Onneksi henkilövahinkoja ei tapahtunut.

Joby eVTOL-ilma-aluksen hallittavuuden ja nopeuden ääritilanteet lennetään miehittämättöminä asumattomien alueiden yläpuolella.

Heinäkuussa 2021 Joby eVTOL lensi tunnin ja 17 minuutin kestäneen lennon yhdellä latauksella. Lentomatkaa kertyi 248 km, mikä oli pisin koskaan eVTOL -koneella suoritettu lento.

Akut ovat litiumioini-tyyppiä. Joby eVTOL -prototyypeillä lennettiin viime vuonna yli 8 500 km. Jobyn ilmataksille odotetaan tyyppihyväksyntää vuonna 2023 ja kaupallisen liikenteen arvioidaan alkavan vuonna 2024.

Ilmataksi on suunniteltu helpottamaan nopeaa, vähämeluista ja vähäpäästöistä liikkumista ruuhkaisissa suurkaupungeissa ja niiden ympäristössä. Ilmataksi on kokonaan uudenlainen liikkumisen vaihtoehto ihmisille ja tavaroille: kuin jo 1950-luvun lopulta lähtien unelmoitu eli eräänlaisesta lentoauto.

Laajalla yhteistyöllä

Jobylla on laaja yhteistyöverkosto: Konetta kehitetään yhteistyössä NASAn kanssa. (NASA = National Aeronautics and Space Administration) Yhdysvaltain liittohallituksen alainen ilmailu- ja avaruushallintovirasto.

Joby tekee yhteistyötä myös Uberin ja Toyotan kanssa. Lennon varaaminen on tarkoitus tehdä helpoksi mobiilisovelluksen avulla. Joby suunnittelee ilmataksiyhteistyötä Japanissa ja Etelä-Koreassa. Japanin suurin lentoyhtiö All Nippon Airways (ANA) ja Joby Aviation ilmoittivat 14. helmikuuta 2022 käynnistävänsä ilmataksipalvelun Japanissa Osakassa Kansain tekosaarella sijaitsevalta lentoasemalta Osakan keskustaan. Tunnin kestävän 50 kilometrin automatkan sijasta ilmataksilla vastaava matka sujuisi 15 minuutissa.

Onnistuminen kiinni monesta tekijästä – haasteita kuitenkin riittää

Niin houkuttelevalta kuin sähköinen kaupunki-ilmailu vaikuttaakin, on hyvä muistaa, että onnistuminen on monesta tekijästä kiinni. Ilmailu-lehti on ansiokkaasti listannut muutamia keskeisiä haasteita:

• Akkutekniikan kehitys. Nykyisten parhaiden akkujen energiasisältö on noin 250–300 wattituntia per kilo, mikä ei vielä mahdollista eVTOLeille kovin merkittäviä lentoaikoja. Uusimpana uutisena kerrotaan, että lähivuosina ovat tulossa kiinteäelektrolyyttiset solid-state-litiummetalliakut, joiden energiatiheydeksi luvataan jopa 380–500 Wh / kg. Parannusta kantamaan on siis luvassa.
• Ilmatilan käyttö. Ilmatilan turvallinen jakaminen edellyttää nykyistä parempia muun liikenteen tunnistus- ja väistömenetelmiä. Mielipiteet menevät ristiin, riittääkö ADS-B:n tapainen, yhteistoimintaan nojaava tekninen ratkaisu, missä kaikilla ilma-aluksilla on yhteensopivat laitteet. ASD-B (Automatic Dependent Surveillance Broadcast) tarkoittaa, että ilma-alus käyttää omaa GPS:ää tai muuta satelliittipaikannusjärjestelmää paikan määrittämiseen ja se lähetetään sitten muille tiedoksi suoraan ilman välikäsiä sen sijaan, että tutka seuraisi lentokoneiden liikkeitä ja määrittäisi niiden paikkaa. Tarvitaanko lisäksi autonomiset sense-and-avoid-laitteet, joiden avulla kukin ilma-alus “näkee” itsenäisesti joko optisten sensorien tai tutkien avulla. Nykyisen tapainen lennonohjausjärjestelmä on myös jo kapasiteettinsa äärirajoilla.
• Lentopaikat (vertiportit). Toimiva kaupallinen lentotoiminta vaatii tarkoitukseen soveltuvat lentopaikat. Sopivien paikkojen löytäminen valmiiksi rakennetuilla kaupunkialueilla on kuitenkin oma haasteensa, varsinkin suurkaupungeissa.
• Latausinfrastruktuuri. Kuten sähköautoissa, eVTOLien akkujen latausaika on avaintekijä, kun pyritään kaupallisesti kannattavaan liikennöintiin. Latauksen aikana ilma-alus ei tuo tuloja.
• Sääherkkyys. Perinteisiin matkustajailma-aluksiin verrattuna eVTOLit ovat melko pieniä, minkä vuoksi ne ovat luonnostaan sääherkempiä. Lisäksi sää voi olla kaupunkien yllä alakorkeuksissa varsin puuskaista. Kylmemmillä seuduilla on vielä huomioitava jäätäminen.
• Sosiaalinen hyväksyntä. Tuleeko suuri yleisö hyväksymään tämän uuden liikkumisen muodon? Vaikka eVTOL ei tuota läheskään niin paljon päästöjä kuin perinteiset ilma-alukset, riesana voi olla melu ja visuaalinen häiriö, varsinkin liikenteen lisääntyessä alakorkeuksissa kaupunkien yllä. Toinen uhka voi olla leimautuminen elitistiseksi, rikkaiden liikennemuodoksi.
• Lentoturvallisuus. Euroopan ilmailun turvallisuudesta vastaava viranomainen EASA (European Union Aviation Safety Agency) on linjannut, että miehittämättömän ilmailun, johon myös eVTOL kuuluu, on oltava yhtä turvallista kuin nykyisen kaupallisen ilmakuljetuksen. Tämä on kova vaatimus uudelle teknologialle.

Teksti: Timo Turkula Kuvat valmistajat Lähteet: Joby Aerospace, Ehang Aerospace, MAF Suomi ja Helsingin sähkölentokoneyhdistys ry: Ekologisen ja sähköisen lentämisen konferenssi 9.3.2022, Ilmailu, Lentoposti, Flight International

Poistettu virheellinen väliotsikko 13.4. klo 20.30

a:6:{i:0;s:6:"111124";i:1;s:6:"111113";i:2;s:5:"94141";i:3;s:5:"94151";i:4;s:6:"110558";i:5;s:5:"43066";}