Létající taxi

Od roku 2016 spolupracují společnost Siemens a Airbus na vývoji hybridního elektrického propulzního systému pro leteckou dopravu. Jedním z prvních letounů vybavených touto technologií je CityAirbus – městské taxi budoucnosti. Na cestě k prvnímu skutečnému letu, který je naplánován na konec tohoto roku, dospěl nyní vývoj letounu k významnému milníku: začínají pozemní testy. 

Obr. 1a, 1b: Powered by Siemens: Elektrický CityAirbus je navržen tak, aby doplňoval koncepty městské mobility (1a vizualizace Airbus, 1b vizualizace Siemens)

CityAirbus by se měl již za několik let prohánět nad přeplněnými ulicemi velkých měst a rychle a spolehlivě přepravovat pasažéry. Je konstruován tak, aby dokázal najednou pojmout až čtyři cestující. V první fázi provozu bude létat s pilotem na palubě, později by měl přejít do plně autonomního režimu. Jeho hlavní předností by měla být rychlost, poněvadž dokáže zrychlit až na 120 km/h a nezpomalí ho žádná dopravní zácpa ani uzavírky, ke kterým ve velkých městech běžně dochází. Velkou devizou jsou i nízké provozní náklady a především pak bezemisní provoz.

Zkušební multikoptéra s rekordními parametry

CityAirbus ztělesňuje koncept elektrické bateriové multikoptéry určené pro městskou mobilitu. Zkušební systém, který je již v podstatě dokončený, slouží k testování celého propulzního systému od začátku do konce. Skládá se z baterií, elektrického rozvodného systému a elektrické propulzní jednotky, které mají být provozovány v uzavřené řídicí smyčce prostřednictvím autonomního systému řízení letu. Na tomto kompletním zkušebním systému se provozuje a ověřuje celá dynamika systému, včetně elektrických, tepelných a mechanických aspektů. Součástí tohoto zařízení jsou elektrické pohony od společnosti Siemens, které jsou připojeny k elektrickým zátěžovým strojům, jež napodobují skutečné zatížení vrtulí. To je důležitý milník na cestě k prvnímu letu, který je naplánován na konec letošního roku. 

 
Obr. 2: Srdcem propulzního systému je nově vyvinutý elektrický motor SP200D s točivým momentem 30 Nm/kg (foto Siemens)

CityAirbus je vybaven osmi elektromotory s maximálním výkonem 200 kW, které byly speciálně navrženy pro tuto konkrétní aplikaci. Vyznačují se rekordní hustotou točivého momentu 30 Nm/kg, což prakticky znamená, že se dosahuje nominálního točivého momentu okolo 1 500 Nm s hmotností menší než 50 kg. Kromě motorů společnost Siemens dodává také měniče a systém energetického managementu. Zajímavé rovněž je, že celý tento pohonný systém Siemens vyvinul a dodal během velmi krátké doby – něco málo přes 9 měsíců. To by jistě nebylo možné bez využití silných digitálních nástrojů, zejména Simcenter^TM od Siemens PLM, které se obecně využívají pro vývojové práce na eAircraft.

Obr. 3: V celém systému zkušebního zařízení Siemens a Airbus provozují a ověřují celkovou dynamiku systému, včetně elektrických, tepelných a mechanických aspektů (foto Siemens)

Městská doprava ve třetí dimenzi

Realizace myšlenky přemístit městskou dopravu do „třetí dimenze“, tedy do vzduchu, může pomoct obzvláště velkým městům. Kromě úlevy enormně přetížené městské dopravě pomůže i snížení hladiny hluku a emisí škodlivin. Díky inovativní konfiguraci čtyř vrtulových pohonů je celý systém navíc i velmi bezpečný. Kvůli specifickým podmínkám, které panují ve městech, musí být toto létající taxi schopné vzlétnout i přistát svisle a manévrovat ve všech směrech. Poněvadž ale nemá žádné křídla pro klouzavý let, zdvih musí generovat samotný hnací systém. Elektromotory s vysokým točivým momentem jsou proto ideálním řešením.

Nový hnací systém by se měl fyzicky integrovat do demonstrátoru v polovině letošního roku. Aktuálně se pracuje na sestavení již vyrobených součástí letounu. Pro sériově vyráběné letouny se bude konfigurace dále průběžně optimalizovat podle konkrétních požadavků jednotlivých městských celků a z hlediska obchodu se bude pracovat na zvýšení ziskovosti. Komerční produkt by mohl být technicky zrealizován do roku 2025, vše ale závisí na tom, jak tento nový typ městské dopravy přijme veřejnost, jak se ho podaří implementovat do stávající infrastruktury a jaký pokrok nastane z hlediska legislativy pro městskou leteckou dopravu.  

Tiskové materiály SIEMENS