بررسی هواپیماهای الکتریکی با قابلیت برخاست و نشست عمودی در حمل و نقل هوایی شهری
Keywords:
هواپیمای الکتریکی, عمودپرواز, تاکسی هوایی, پیشران الکتریکیAbstract
در این مقاله، هواپیماهای عمودپرواز الکتریکی که در حمل و نقل هوایی شهری استفاده می شوند، مورد بررسی قرار می گیرند. فرآیند ساخت و عملیاتی کردن این دسته از هواپیماها در سال های اخیر با استقبال طراحان و مهندسین مواجه شده است و به دلیل آلایندگی بسیار پایین، صدای کم و عدم استفاده از سوخت های فسیلی برای پرواز، اقبال عمومی را نیز به دنبال داشته اند. در سال های اخیر برای کاهش زمان و انرژی، شرکت های مختلف طرح های خود را در زمینه حمل و نقل هوایی شهری و تاکسی های هوایی توسعه داده اند. رايج ترين طرح هاي مورد استفاده براي اين تاكسي های هوایی، هواپيماهاي عمودپروازی هستند كه از پيشرانش الكتريكي يا هيبريدي استفاده مي كنند که از مزایای آنها می توان به نياز به فضاي كم براي برخاست و نشست وآلايندگي پايين و ايمني بالا اشاره کرد. همچنین برای تعیین بهترین طراحی در بین همه پیکربندی عمودپروازهای الکتریکی و هیبریدی، عملکرد سه پیکربندی متفاوت مورد ارزیابی و مقایسه قرار می گیرد. برای گسترش سیستم حمل و نقل هوایی چالش ها و موانعی وجود دارند که برای عملیاتی شدن تاکسی های هوایی باید مورد توجه قرار گرفته و مرتفع گردند. مولفه مهم دیگر این هواپیماهای عمود پرواز، پیشران الکتریکی آنهاست که با بررسی برخی از ملاحظات و الزامات در مورد باتری آنها، مزایا و معایب استفاده از این نوع پیشران عنوان می شود.
References
1. T. L. S. G. E. R. a. C.-Y. W. Xiao-Guang Yang, "Challenges and key requirements of batteries for electric vertical takeoff and landing aircraft," 2021.
2. W.F. Chana and J.F.S. Coleman. World's First VTOL Airplane Convair/Navy XFY-1 Pogo.
3. Y. Zhou, H. Zhao, Y. Liu, "An evaluative review of the VTOL technologies for unmanned and manned aerial vehicles, Computer Communications," (2019)
4. J. Glancey, Harrier. London: Atlantic Books. 2013.
5. Moore, M, "NASA Puffin Electric Tailsitter VTOL Concept." In Proceedings of the 10th AIAA Aviation Technology, Integration, and Operations (ATIO) Conference, FortWorth, TX, USA, 13–15 September 2010.
6. Kitty Hawk. Available online: https://kittyhawk.aero (accessed on 20 December 2018).
7. A. Bacchini, E. Cestino, "Electric VTOL Configurations Comparison," MDPI, Basel, Switzerland, 2019.
8. Blain, L. Joby’s Wild 16-Rotor Convertible Aircraft for Long-Range, High-Speed, Electric VTOL Commuting. Available onlineonline: https://newatlas.com/joby-s2-tilt-rotor-vtol-multirotor-aircraft-concept/40662/ (accessed on 28 January 2019).
9. Aurora Aero. Available online: www.aurora.aero/lightningstrike (accessed on 28 January 2019).
10. Electric VTOL News. Available online: http://evtol.news/aircraft/zee-aero (accessed on 20 December 2018).
11. Electric VTOL News. Available online: http://evtol.news/aircraft/aurora (accessed on 20 December 2018).
12. Fingas, J. Kitty Hawk’s Flyer Isn’t the Flying Car You Were Promised. Available online: https://www. engadget.com/2017/04/24/kitty-hawk-flying-car (accessed on 20 December 2018).
13. Electric VTOL News. Available online: http://evtol.news/aircraft/aquinea-volta (accessed on 20 December 2018).
14. علی عادلی، م. ب. ملائک/تدوین یک مدل سیستماتیک برای تعیین فاصله ایمن عمودپروازها در فاز پایانه ای، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی شریف، (تیر1399)
15. H. Kinjo, "Development trends and prospects for eVTOL: A new mode of air mobility", Mitsui & Co. Global Strategic Studies Institute Monthly Report, (June 2018).
16. Ven kvis, "Performance Metrics Required of Next- Generation Batteries to Electrify Vertical Takeoff and Landing (VTOL) Aircraft", American Chemical Society November 15, 2018.
17. R. N. Rezende, J. E. M. Barros, "General Aviation 2025 - A study for electric propulsion" , Inotech, Pooler, GA, 31322, USA, Conference Paper · July 2018.
18. Xiao-Guang Yang, Teng Liu, Shanhai Ge, Eric Rountree, “Challenges and key requirements of batteries for electric vertical takeoff and landing aircraft,” Joule 5, 1–16, July 21, 2021.
19. Stoll, A. M.; Bevirt, J.; Moore, M. D.; Fredericks, W. J.; Borer, N. K. Drag Reduction Through Distributed Electric Propulsion; AIAA Aviation Forum; American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2014.
20. Kim, H. D.; Perry, A. T.; Ansell, P. J. A Review of Distributed Electric Propulsion Concepts for Air Vehicle Technology; AIAA Propulsion and Energy Forum; American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2018.
21. D. Patterson, M., Conceptual Design of High-Lift Propeller Systems for Small Electric Aircraft, (PHD Thesis), Georgia Institute of Technology, 2016.
22. Borer, N.K.; Patterson, M.D.; Viken, J.K.; Moore, M.; Bevirt, J.; Stoll, A.M.; Gibson, A.R. Design and Performance of the NASA SCEPTOR Distributed Electric Propulsion Flight Demonstrator. In Proceedings of the 16th AIAA Aviation Technology, Integration, and Operations Conference (AIAA AVIATION Forum), Washington, DC, USA, 13–17 June 2016.
23. Krisher, T. (2019). AAA: cold weather can cut electric car range over 40 percent. https:// apnews.com/article/04029bd1e0a94cd59ff9540a398c12d1.
24. اميرحسين عدالت پور، ز. صبوحی، ف. امی، بررسي تاكسيهاي هوايي عمودپرواز با سيستم هاي پيشرانش الكتريكي و هيبريدي، فصل نامه فناوری علمی ترویجی در مهندسی هوافضا، 1398.
25. D. N. Fadhil, R. Moeckel, " A GIS-based Analysis for Selecting Ground Infrastructure Locations for Urban Air Mobility ,"( Master’s Thesis), Technical University of Munich, May 2018.
