Waarom zijn de Hoverbikes niet vertrokken?

Sindsdien Terugkeer van de Jedi die in 1983 in première ging, stelden mensen zich de dag voor waarop ze, net als hoofdrolspeler Luke Skywalker, op hogesnelheidsfietsen konden rijden die door het landschap zoeven terwijl ze slechts een paar meter boven de grond zweefden. Door de jaren heen hebben bedrijven talloze beweringen gedaan dat ze hebben ontdekt hoe ze een echt product kunnen maken dat filmmagie nabootst. Hun demonstraties en PR-campagnes hebben de belangstelling van het publiek voor hoverbikes nog steeds aangewakkerd, maar er zijn enkele solide redenen waarom de opkomende hoverbike-industrie nog steeds niet van start is gegaan.

“Het gaat gebeuren, maar ik weet niet of het tijdens jouw leven of tijdens mijn leven zal gebeuren”, zegt Ronald Barrett-Gonzalez, hoogleraar lucht- en ruimtevaarttechniek aan de Universiteit van Kansas. “Met de huidige aanpak denk ik dat het gewoon tijd zal kosten.”

Barrett-Gonzalez was adviseur van een groep afgestudeerde studenten lucht- en ruimtevaarttechniek van de Universiteit van Kansas die deelnamen aan de door Boeing gesponsorde GoFly-wedstrijd. De uitdaging – waarbij 3.800 teams uit 100 landen betrokken waren – was het ontwerpen en bouwen van een veilig, stil, ultracompact, bijna VTOL persoonlijk vliegapparaat dat 32 kilometer kan vliegen. [32 kilometers] terwijl je één persoon vervoert.”

De uiteindelijke winnaar van de hoofdprijs zou 1 miljoen dollar ontvangen, en een prijs van 250.000 dollar zou gaan naar de stilste en kleinste GoFly-inzendingen toen de uitdaging in september 2023 eindigde. Maar de geplande laatste vlucht tussen de teams waarvan de persoonlijke vliegtuigen als de beste waren geselecteerd -built-inzendingen voor de tweede van de drie etappes van de competitie werden afgelast omdat winderige omstandigheden het voor de machines onveilig maakten om de lucht in te gaan.

Hoverbike-fysica oplossen

“Lange tijd werden helikopters gebouwd met relatief kleine motoren voor hun formaat”, zegt Barrett-Gonzalez. “De manier waarop zulke grote voertuigen door kleine motoren kunnen worden opgetild, is door grote rotordiameters te hebben. Het volume van de luchtkolom waarop ze staan ​​is groot. Als je naar hoverbikes kijkt, zijn de diameters van hun rotoren veel kleiner. En de natuurkunde zegt dat je meer kracht per gewichtseenheid nodig hebt om zo’n toestel op te tillen.”

Om de efficiëntie te bereiken die gepaard gaat met het uitgebreid draaien van de rotors van een helikopter, zullen hoverbike-ontwerpers waarschijnlijk het idee moeten laten varen om deze machines naar parkeerplaatsen te degraderen, of op zijn minst moeten wachten op nieuwe generaties motoren met een hogere vermogensdichtheid en Er komen elektrische motoren met batterijen die veel meer vermogen kunnen leveren en veel meer energie kunnen opslaan dan de huidige.

Risicobeoordeling van hoverbikes

Veiligheidsoverwegingen vormen een net zo grote barrière voor het beschikbaar maken van hoverbikes voor de verkoop. De GoFly-inzending van het team van de Universiteit van Kansas, genaamd Mamba, was een van de tien fase één-winnaars voor het beste ontwerp. De hexcopter met zes rotoren, die de nadruk legde op veiligheid, certificering en prestaties, had gecoate rotors en een kantelbaar stabilisatieoppervlak.

De GoFly van de Universiteit van Kansas is een rood-zwarte hexcopter met twee grote en twee kleine horizontale rotors, en twee verticaal gemonteerde rotors achterin. Universiteit van Kansas

Maar de Mamba heeft fase II, de bouwfase, niet gehaald. Barrett-Gonzalez legt uit dat “de soorten veiligheidscriteria waaraan we ons houden, worden afgedwongen door regels en voorschriften, zoals de FAR 23-luchtwaardigheidsnormen van de Amerikaanse overheid voor kleine vliegtuigen en de FAR 27-normen voor kleinere helikopters.” Die veiligheidsnorm moet er volgens hem voor zorgen dat de kans op een fatale gebeurtenis niet groter is dan één op een miljoen vlieguren. “Voor grotere vliegtuigen zoals grote commerciële vliegtuigen van Boeing en grotere helikopters is de norm nog strenger. Dat is één op een miljard vlieguren.”

Die focus op veiligheid is niet zonder kosten, voegt Barrett-Gonzalez toe. “Wat momenteel verhindert dat een vliegtuig als de Mamba van tekening werkelijkheid wordt, is dat het duur is. We zouden kunnen doen wat een Star Warsde podracer kan dat, maar het is een machine van $ 3,2 miljoen. En dan konden alleen Elon Musk en een zestal andere mensen het betalen.”

Verschillende potentiële hoverbike-fabrikanten hebben potentiële kopers aangetrokken met prijzen die meer dan een orde van grootte lager waren dan de schatting van Barrett-Gonzalez. Maar Barrett-Gonzalez wijst erop dat ze niet de combinatie van beveiligingsfuncties bevatten die in het ontwerp van de Mamba zijn ingebouwd. De Mamba heeft een kooi en de motoren hebben een dwarsas. “Dus als je één motor verliest, kom je niet uit de lucht vallen”, zegt hij. Bovendien zijn de rotoren van de Mamba gerangschikt volgens een gepatenteerd ontwerp dat volgens het team voorkomt dat de bestuurder of omstander in contact komt met de draaiende messen.

Voor iedereen die zou kunnen betogen dat het Mamba-project mislukte vanwege overdesign: Barrett-Gonzalez herinnert zich dat het Mamba-team uitgebreide briefings had met de directeur van het Small Aircraft Directorate van de Amerikaanse Federal Aviation Administration. “En hij maakte het duidelijk: ‘De FAA zal een mens niet certificeren om eieren te slaan'”, zegt Barrett-Gonzalez.

“We zouden kunnen doen wat a Star Wars de podracer kan dat, maar het is een machine van $ 3,2 miljoen. En dan konden alleen Elon Musk en een zestal andere mensen het betalen.” —Ronald Barrett-Gonzalez, Universiteit van Kansas

Hover (de hoopvolle hoverbike, voorheen bekend als Hoversurf) heeft onlangs zijn hoofdkantoor van Californië terug naar Rusland verplaatst, en Joby Aviation heeft besloten zijn elektrische, verticale start en landing (eVTOL) luchttaxibedrijf in Dubai te lanceren. Deze stappen duiden niet noodzakelijkerwijs op hun behoefte om inkomsten te genereren voordat verbeteringen aan hun ontwerp hen de mogelijkheid geven om aan de Amerikaanse veiligheidsnormen te voldoen. Maar die verklaring is net zo plausibel als welke dan ook. “Noch Rusland, noch Dubai hebben volwassen veiligheidsnormen voor dit soort voertuigen”, zegt Barrett-Gonzalez.

Waar zijn ze nu?

In 2014 IEEE-spectrum rapporteerde over de belofte van Aerofex om tegen 2017 een in de handel verkrijgbare hoverbike, de Aero-X, te leveren. Spoiler alert: het is niet gebeurd. Hoewel Aerofex nog steeds actief is, heeft het bedrijf de Aero-X teruggetrokken vóór de verwachte marktdatum van het vliegtuig. Het bedrijf herinnert zich met trots de vooruitgang die het heeft geboekt tijdens de ontwikkeling van de Aero-X, waaronder kinesthetische controle, waarmee de piloot het persoonlijke vliegtuig kan stabiliseren en controleren door zijn gewicht op vrijwel dezelfde manier te verplaatsen als hij fietst. Maar 16 jaar na zijn eerste vlucht in 2008 is de Aero-X van $ 85.000 nog steeds niet te koop.

Zeven jaar na de oorspronkelijke releasedatum is de Aero-X van Aerofex nog steeds niet te koop.Aerofex

Ondertussen hebben Hover’s serie Scorpion-hoverbike-ontwerpen veel persaandacht gekregen. Maar op het moment van schrijven bevinden de vliegende motorfietsen van het bedrijf zich nog steeds in de pre-orderfase, zonder indicatie wanneer modellen zoals de $ 150.000 kostende S-3 zullen worden geleverd aan mensen die een aanbetaling hebben gedaan.

En Tetra Aviation, de startup uit Tokio die de $100.000 Pratt & Whitney Disruptor Award van de GoFly-jury won voor zijn Mk-5 eVTOL-voertuig met één stoel, zit ook vast in de ontwikkelingsfase. Tetra zei dat het van plan is om de Mk-5, met 32 ​​rotors met verticale lift, gerangschikt op lange, dunne vleugels van aluminium en koolstofvezel en een enkele propeller aan de achterkant, vanaf 2022 aan te bieden voor $ 320.000. Maar de 8,5-machine brede 6 , 1 meter en 6,1 meter lang, die op één lading 160 kilometer moet afleggen (met een snelheid tot 160 kilometer per uur), bevindt zich nog in de pre-orderfase.

Volgens de verklaringen van bedrijven die hoverbikes willen verkopen, zijn de voertuigen al ruim tien jaar afwezig. De marktvoorspellingen van deze bedrijven beginnen veel te lijken op het oude verhaal over kernfusie, waarin wordt beweerd dat kernfusie over bijna vijftig jaar “slechts twintig jaar verwijderd” is.