Flyvende biler indtager byen

I 2021 fik den flyvende bil SkyDrive grønt lys til at opnå et såkaldt typecertifikat af de japanske luftfartsmyndigheder. Et typecertifikat er første skridt på vejen mod at få et luftfartøj godkendt til at indtage luftrummet på lovlig og sikker vis.

De flyvende biler har forskelligt udseende – nogle kan også køre på vejene som i den klassiske forståelse af en flyvende bil, men langt de fleste minder mere om propelfly med flere rotorer på vingerne eller forvoksede droner.

Uanset deres udformning er fartøjerne nu tæt på at indfri potentialet som en transportform, der løser storbyernes problemer med lange bilkøer, støj og forurening.

Men først er der en række udfordringer, som skal løses.

Elmotorer sender bilen i vejret

Med otte rotorer, otte elmotorer og et cockpit i midten minder den flyvende bil SkyDrive mest af alt om en overdimensioneret legetøjsdrone.

En elektrisk flyvende bil kaldes i fagsproget eVTOL (electric vertical take-off and landing) og betegner et eldrevet fartøj til persontransport, der kan lette og lande lodret.

Lodret lettende og landende fartøjer er ikke noget nyt, da både helikoptere og militærflyene Harrier og V-22 Osprey har årtier på bagen.

De hører til i kategorien VTOL (vertical take-off and landing), men altså uden “electric”, da de ikke bruger elektriske motorer til at drive propeller eller rotorer rundt.

En af de store fordele ved elmotorer er, at de er meget effektive og kan forvandle helt op til 90 pct. af strømmen i et batteri eller en brændselscelle til bevægelse, fx i form af en roterende propel.

Samtidig bliver batterierne stadig bedre – ikke mindst pga. de udbredte litium-ion-batterier, som er blevet ca. 8 pct. mere effektive om året de seneste 30 år. Ingeniørerne arbejder også på nye batterivarianter, der i stedet for det kostbare litium bruger svovl eller luft, som kan flerdoble rækkevidden for de flyvende biler.

En anden fordel ved elektriske flyvende fartøjer er, at en elmotor består af få dele sammenlignet med en brændstofmotor. Derfor kan den konstrueres kompakt, hvilket sænker både vægt og vindmodstand.

Brugen af flere mindre motorer, som de otte på SkyDrive, betyder samtidig, at selvom én eller flere motorer skulle fejle, kan fartøjet stadig lande sikkert, fordi de resterende motorer kan kompensere for den manglende opdrift.

NASA satte gang i bølgen

eVTOL-konceptet blev for alvor populært i 2010, da NASA præsenterede idéen om det elektriske enpersonsfly Puffin, som skulle lette og lande lodret.

Det 3,7 meter lange fly skulle have et vingefang på 4,4 meter og en rækkevidde på ca. 80 km og flyve med omkring 241 km/t. Selvom Puffin aldrig blev bygget i fuld skala, medførte det en bølge af nye eVTOL-koncepter fra bl.a flyproducenterne Airbus og Boeing.

Der er nemlig flere fordele ved eVTOL-fartøjer sammenlignet med traditionelle fly og biler.

For det første støjer de eldrevne fartøjer langt mindre end fx helikoptere, hvilket er vigtigt for beboerne i trafikplagede storbyer, hvor støjniveauet allerede er højt.

Med det for øje arbejder Airbus på konceptet CityAirbus – en flyvende bus, som skal kunne tilbagelægge 80 km ved hastigheder på op til 120 km/t. Et af målene med CityAirbus er at nå ned på 65 dB, hvilket svarer til niveauet for trafikstøj på en travl gade.

For det andet er en eVTOL mindre sårbar over for forstyrrelser af trafikken i form af fx kødannelse eller vejarbejde.

I San Francisco bruger den gennemsnitlige indbygger 230 timer om året – eller sammenlagt 9,5 dage – på at pendle til og fra arbejde. Men ved at sende en del af passagertransporten op i luften håber ingeniørerne at kunne aflaste vejnettet samt tog- og metroinfrastruktur og nedbringe rejsetiden.

For det tredje er eVTOL-konceptet mindre klimabelastende end helikoptere og fly, da fartøjerne ligesom elbiler bliver drevet af elmotorer og litium-ion-batterier i stedet for flybrændstof.

Bil flyver mellem lufthavne

Lige nu findes der to overordnede kategorier af eVTOL. Den ene er passagerdroner som SkyDrive, der minder om en almindelig drone, ofte kaldet en quadcopter. Den anden tager betegnelsen “flyvende bil” helt bogstaveligt.

Til denne kategori hører AirCar, der i juni 2021 fløj en 35 minutter lang tur mellem lufthavne i Nitra og Bratislava i Slovakiet. AirCar har fire hjul som en almindelig bil, men er desuden forsynet med vinger, som kan foldes sammen og klappes helt ind i bilens karrosseri efter landing, så bilen kan køre på almindelig vej.

Processen med at forvandle AirCar fra bil til fly tager tre minutter, og bilens karrosseri er bygget af et kompositmateriale, som sammen med vinger og hale er med til at skabe opdrift under flyvning.

Ulempen ved AirCar er dog, at den skal bruge en traditionel landingsbane, som kræver alt for meget plads at anlægge inde i byerne.

Hvis den flyvende bil for alvor skal blive en succes, bliver afgang og landing nødt til foregå lodret. Det skal ske via særlige lufthavne kaldet vertiports, som ingeniører og arkitekter nu arbejder på at udtænke.

Og her kommer vi til den flyvende bils altoverskyggende udfordring, for skal trafikken glide gennem luften, kræver det et væld af landingspladser fordelt over hele byen, så den videre transport til destinationen ikke bliver for lang.

Men i storbyerne er pladsen er trang, og kvadratmeterpriserne høje. Idéen er derfor at udnytte allerede eksisterende overfladearealer til vertiports – fx på tagene af store bygninger eller på overfladen af floder eller søer.

Men manglen på landingspladser er ikke det eneste problem, ingeniørerne står overfor.

Bus bliver selvflyvende

For at sikkerheden højnes, og risikoen for kollisioner minimeres, skal de flyvende biler så vidt muligt være selvflyvende.

Sammen med en stribe andre virksomheder er firmaet GKN Aerospace i gang med at undersøge, hvordan kameraer og sensorsystemer kan få ubemandede flyvende busser til sikkert at navigere mellem punkter i byen – og mellem hinanden.

Skybus skal på den måde blive en selvflyvende del af bybilledet med plads til op mod 50 passagerer.

En af de store udfordringer er, at den førerløse teknologi skal kunne rumme en helt ny dimension. I dag kan sensorer registrere, hvad der sker for, bag og på siderne af de nyeste bilmodeller, men før teknologien bliver brugbar til selvflyvende transport, skal den også kunne registrere, hvad der sker over og under fartøjet.

Derudover skal myndighederne lave en decideret færdselslov, som også gælder i luftrummet over gaderne, da det i dag mange steder er forbudt at flyve over byområder pga. støj- og sikkerhedsspørgsmål.

Først når de benspænd er løst, kan vi løfte os op over byens fyraftenstrafik og summe hjem til forstaden.