UAM og eVTOL - Hva kan flygerne vente seg? - Curt Lewis

 

Denne artikkelen er direkte oversatt via Google Translate:

5 måter eVTOL Avionics vil endre hvordan piloter flyr

Selv om den nye industrien for vertikal start og landing (eVTOL) står overfor en lang vei mot flysertifisering og inn i tjeneste, definerer flyelektronikkgiganter allerede fremtiden for denne nye luftfartssektoren.

Ikke noe press. De tar bare på seg utfordringen med å slå sammen elektronikk og visuelle skjermer – på tvers av flykontroller, navigasjon, kommunikasjon, drivstoffsystemer og trusseldeteksjon – for en helt ny form for lufttransport.

Ting er så vidt i gang, men det er allerede klart at avionikk for disse nye flytypene vil endre hvordan piloter mottar instrumentdataene sine og hvordan de samhandler med dem.

Det er klart at integrerte skjermpaneler for eVTOL-er vil være langt unna de gamle sekspakkede dampmålerne fra det 20. århundre. Hvis alt går som planlagt, vil de snart skille seg betydelig fra glasscockpitene vi kjenner i dag.

La oss ta en titt på fem måter eVTOL avionics vil endre hvordan piloter flyr.

1. Piloter av eVTOL vil bruke avionikk som er enklere å bruke.

Å fly små, elektriske, svevende fly i lave høyder gjennom et komplekst urbant landskap vil kreve høye ytelsesnivåer av piloter så vel som deres flyelektronikk.

Bare i Los Angeles ser Joby Aviation for seg 300 eVTOL-er som utfører flere flyvninger hver dag til mer enn 20 destinasjoner, ifølge investormateriale. Totalt sett anslår Morgan Stanley i et best-case scenario at hele Jobys flåte kan vokse til så mange som 14 000 fly i løpet av et tiår.

Bransjeinnsidere sier at eVTOL-datasett må konsolideres. For å lette vellykket pilotopplæring, må visuelle skjermer og funksjonalitet være intuitive, smarte og enkle å betjene.

"Det bør de være, for ellers vil det bare ikke være nok piloter som kan fly dem," sier Dan Schwinn, grunnlegger, president og administrerende direktør i Avidyne Corp. "Hvis vi tror vi kommer til å skape hundretusenvis av supermennesker å fly disse tingene, det er bare ikke realistisk, sier Schwinn til FLYING.

Avidyne og Garmin (NYSE:GRMN) er bare to av mange avionikkprodusenter som jobber aktivt med eVTOL-selskaper på deres integrerte flydekk.

Alex Bennett, Garmins direktør for luftfarts-OEM og forsvarssalg, sier at eVTOL avionics vil gjøre ting enklere ved å varsle piloter om det viktigste datapunktet på den tiden. Det omtales som den "begrensende faktoren".

"Så, det er ikke lenger opp til piloten å gå gjennom og tenke: 'Her er alle mine temperaturer, høyder og flyforhold. Hvilken måler må jeg være oppmerksom på?’ forteller Bennett til FLYING. "Avionikken kommer bare til å si," Hei, her er den begrensende faktoren. Dette er den du må være oppmerksom på akkurat nå."

2. Piloter vil bruke forskjellige datasett under eVTOL-flyvninger.

Nøkkelavionikkdatasett som er spesifikke for eVTOL-er vil inkludere:

• tilgjengelig batteristrøm

• tilgjengelig rekkevidde

• motortemperaturer

• motorhastigheter

Som alltid i luftfart er vekten viktig. Men denne regelen er enda viktigere i et batteridrevet fly, hvor batteriene presses til det ytterste. Som et resultat vil vekten være ekstremt kritisk for eVTOL avionikk.

Den totale flyvekten vil forbli konstant - åpenbart fordi det ikke brenner drivstoff under flyturen. Så, en pilots beslutning om å utføre en omvisning på en destinasjonsflyplass vil være basert på tilgjengelig batteristrøm, noe som gjør denne metrikken til en av de viktigste i hele flyelektronikkpakken.

De første gjentakelsene av eVTOL-er vil sannsynligvis inkludere flydekk som ser kjent ut for mange piloter. Dette er fordi noen eVTOL-produsenter allerede bruker modifiserte integrerte flydekk som er utprøvd og FAA-sertifisert. Det er en strategi rettet mot å oppnå aggressive sertifiseringsplaner.

"De kan egentlig ikke vente på at et helt nytt system skal utvikles," sier Bennett. "De har mye press for å være de første til å markedsføre, utvide sine markedsandeler og administrere investorens forventninger."

California-baserte Joby Aviation (NYSE: JOBY), som har fløyet prototyper i full størrelse av sin tilt-rotor eVTOL siden 2017, kunngjorde i februar at de vil bruke Garmins G3000 som sin første flyelektronikkpakke.

"Vi har en veldig fleksibel systemarkitektur som lar oss endre gjennom konfigurasjoner uten å berøre selve programvaren," sier Bennett. Joby sier at de forventer at flytaxien deres skal settes i drift i 2024.

Fremtidige iterasjoner av eVTOL avionikk vil bli tilpasset avhengig av flyets oppdrag. Avionikkpakken til en lufttaxi med et oppdrag om å fly passasjerer på etablerte 25-mils ruter vil skille seg fra en last eVTOL med et oppdrag å levere pakker til forskjellige lokasjoner.

3. eVTOL-piloter vil ha hjelp fra sensorer som skanner alle retninger, hele tiden.

Det er en god grunn til at produsenter av eVTOL-er har rekruttert ingeniører som spesialiserer seg på radar, infrarød og andre typer sofistikert sensorteknologi. Slike systemer vil være en del av flyet og flyelektronikken vil vise piloter hva de trenger å vite, når de trenger å vite det.

Schwinn forventer at eVTOL-er inkluderer serier med kameraer plassert rundt hele flyet, som konstant overvåker omgivelsene og mater data til flyelektronikksystemet.

Hva flyelektronikksystemet gjør med disse dataene er hvor dette blir enda mer interessant.

4. Etter hvert vil eVTOL-piloter ha en co-pilot som heter AI.

Hvis eVTOL lykkes og regulatorer lar disse nye flyene fly i det nasjonale luftrommet, har luftfartsingeniører store planer for fremtiden: kunstig intelligens eller AI.

"Vi prøver å sertifisere en AI for å gjøre den passende for et trafikkdeteksjonssystem," sier Schwinn. "Men spørsmålet er: hvordan plasserer du en AI der for å tolke alle disse dataene og få litt sertifiseringskreditt for det? Det er den delen av puslespillet vi jobber med med Daedalean.»

Daedalean AG, et Sveits-basert selskap som utvikler programvare for autonom pilotering, har inngått samarbeid med Avidyne for å utvikle et intelligent, kamerabasert system for visuell posisjonering, landingsveiledning, trafikkdeteksjon og fareunngåelse. Schwinn ser for seg et system som tolker datainndata fra ADS-B, radar, IR eller til og med LIDAR (lysdeteksjon og rekkevidde) som involverer laserteknologi.

Hvordan ville flyelektronikk bruke sensorinnganger i en panelskjerm? "På et tidspunkt kan du få et trafikkvarsel," sier Schwinn. "På flyelektronikken din vil du se den tradisjonelle symbologien, men du ser også et bilde av trafikken."

Ideelt sett vil et AI-system kunne identifisere trafikk både over eller under horisonten, noe som er vanskeligere.

Det er klart at AI-assistert flyelektronikk må fremheve potensiell konflikt tidlig nok til at piloten kan foreta en unngåelsesmanøver. Eller, i et enda mer futuristisk scenario, ville AI faktisk tilby oppløsningsrådgivning – en foreslått, spesifikk unngåelsesmanøver.

Noe av denne teknologien er allerede på plass i andre fly. Oppløsningsrådgivning er allerede tilgjengelig i TCAS II-unnvikelsessystemer. Auto TCAS, som er direkte koblet til flykontrollsystemet, finnes på flere Airbus-flytyper, inkludert A350.

Til syvende og sist ønsker ingeniører å utvikle AI-basert teknologi for prediktiv unngåelse som lar eVTOL-er fly autonomt, uten piloter.

Suksessen til Garmins Autoland nødavionikksystem har ikke gått tapt for eVTOL-produsenter. I mai ansatte Joby Aviation ingeniør Didier Papadopoulos, som var sentral i utviklingen av det prisvinnende systemet. Autoland avionikk tar kontroll over et fly hvis piloten blir ufør, og unngår automatisk kjente farer og lander på den optimale flyplassen.

Et lignende produkt, Garmins Smart Glide, automatiserer avionikk for motorsvikt og andre strømnødsituasjoner.

"Jeg tror [feil og nød] automatisering er veldig mye på kort sikt," sier Bennett. "På lang sikt er all den automatiseringen bare et spørsmål om å få flyet til å reagere automatisk - i stedet for piloten - for å gjøre den interaksjonen."

Avionics OEM-er og eVTOL-produsenter definerer fortsatt hverandres svømmebaner i forhold til hvem som har ansvaret for å utvikle hvilke systemer.

"Autopilotalgoritmer er utviklet av flyelektronikkprodusenten," sier Bennett. «I rotor- og helikopterrommet – spesielt i IFR – har dette vært klassisk eid og kontrollert av OEM eller flyprodusenten. Når du snakker om denne nye [eVTOL]-plassen, med hver funksjon, redefinerer hvert enkelt av disse selskapene på en måte hvilke deler av flyelektronikken de ønsker å eie og utvikle.

5. eVTOL-piloter vil være koblet til bakken til enhver tid.

Med så mye data i spill, vil avionikk for disse nye flyene måtte kobles til mer enn bare et flykontrollsenter. Avhengig av eVTOLs oppdrag, vil de bruke 5G-mobilnettverk eller satellittkommunikasjon eller andre systemer for å koble til internett og dataskyer.

"Disse eVTOL-ene, de vil praktisk talt alle være tilkoblet nesten hele tiden," sier Schwinn. "Vi hører absolutt om dette fra kundene våre. Det er et annet stort, stort tema for eVTOL og flydekkene deres.»

Tilkobling vil være avgjørende for å få tilgang til riktig data raskt. Faktisk har eVTOL-produsentene Lilium (NASDAQ:LILM) i Tyskland og Vertical Aerospace (NYSE:EVTL) i Storbritannia valgt å lansere sine fly med Honeywells nye Anthem flight deck, som spesialiserer seg på skytilkobling. Utpekt som "verdens første alltid-på, sky-tilkoblede avionikk," Anthem genererer og overfører data fra bakkebaserte servere slik at flyet blir tilgjengelig gjennom en sky-databehandlingsinfrastruktur.

Eksperter sier at 5G kan fungere for lavtflygende lufttaxier og leverings-eVTOL-er, men det er for tidlig å vite sikkert.

"Uansett hva oppdraget er, på slutten av dagen tror jeg du kommer til å se disse flyene være mye mer tilkoblet enn vi har sett til dags dato på GA-fly," sier Schwinn.

Som du kanskje forventer, gjenstår mange store spørsmål, for eksempel standardisering. Vil flyelektronikkindustrien komme sammen om hvordan piloter ville fungere   (Begrensning for oversettelse. Resten på engelsk) such as standardization. Will the avionics industry come together on how pilots would operate eVTOL decks? Or will pilots have to be type rated to operate avionics made by different OEMs? 

Keep in mind: eVTOL aircraft have yet to be type certificated by the FAA and much needs to be done before the fledgling industry proves itself. 

“Right now, it’s early days,” Schwinn says. After eVTOL moves beyond off-the-shelf avionics, things will start to pop. “When they really hit the market and mature, you’re going to see some really tightly integrated stuff. Eventually, eVTOLs are going to be the most highly integrated aircraft out there.”