۵ خودروی پرنده هیدروژنی که آینده حمل‌ونقل هوایی را متحول می‌ کنند + تصویر

01

از 07

PA-890؛ پروژه‌ای برای حمل‌ونقل منطقه‌ای و مأموریت‌های امدادی

یکی از جدی‌ترین پروژه‌های هیدروژنی که هم‌اکنون در حال توسعه قرار دارد، PA-890 است. این هواگرد را شرکت آمریکایی Piasecki Aircraft طراحی کرده است؛ شرکتی که سابقه طولانی در توسعه بالگردها و فناوری‌های نوین هوانوردی دارد و به همین دلیل بسیاری از کارشناسان، این پروژه را یکی از واقع‌بینانه‌ترین طرح‌های موجود در حوزه پیشران هیدروژنی می‌دانند.

برخلاف بسیاری از خودروهای پرنده که تنها برای جابه‌جایی چند مسافر در مسیرهای کوتاه شهری طراحی می‌شوند، PA-890 از همان ابتدا با هدف انجام مأموریت‌های متنوع توسعه یافته است. حمل‌ونقل منطقه‌ای، جابه‌جایی بار، عملیات امداد و نجات و پشتیبانی از نیروهای امدادی از مهم‌ترین کاربردهایی هستند که شرکت سازنده برای این هواگرد در نظر گرفته است. چنین رویکردی نشان می‌دهد که Piasecki تلاش کرده است محصولی کاربردی توسعه دهد و به دنبال صرفاً یک وسیله نمایشی برای آینده نبوده است.

قلب این پروژه را سامانه پیشران الکتریکی مجهز به پیل سوختی هیدروژنی تشکیل می‌دهد. در این سامانه، انرژی مورد نیاز موتورهای الکتریکی از طریق پیل سوختی تأمین می‌شود و دیگر نیازی به اتکا به باتری‌های بزرگ و سنگین نیست. همین ویژگی مهم‌ترین تفاوت PA-890 با بسیاری از هواگردهای برقی رایج محسوب می‌شود.

شرکت سازنده معتقد است که استفاده از هیدروژن می‌تواند مدت پرواز این هواگرد را به شکل محسوسی افزایش دهد. در هواگردهای باتری‌محور، افزایش برد معمولاً به نصب باتری‌های بزرگ‌تر منجر می‌شود که وزن هواگرد را افزایش می‌دهد و بخشی از مزیت ایجادشده را از بین می‌برد. اما در سامانه‌های هیدروژنی، انرژی بیشتری در حجم و وزن کمتر ذخیره می‌شود و همین موضوع امکان پروازهای طولانی‌تر را فراهم می‌کند.

مزیت مهم دیگر PA-890 به زمان آماده‌سازی برای پرواز بعدی مربوط می‌شود. هواگردهای برقی معمولاً پس از هر مأموریت باید مدت قابل توجهی برای شارژ باتری منتظر بمانند، اما سوخت‌گیری هیدروژن تنها چند دقیقه زمان نیاز دارد. این ویژگی برای عملیات امدادی، انتقال تجهیزات، مأموریت‌های پزشکی و حمل بار اهمیت بسیار زیادی دارد، چرا که هر دقیقه توقف می‌تواند بهره‌وری ناوگان را کاهش دهد.

یکی دیگر از ویژگی‌های قابل توجه این پروژه، قابلیت حمل چند سرنشین یا محموله است. شرکت Piasecki این هواگرد را تنها به‌ عنوان یک وسیله حمل‌ونقل شخصی معرفی نکرده، بلکه آن را برای انجام طیف گسترده‌ای از مأموریت‌های عملیاتی طراحی کرده است. چنین رویکردی می‌تواند بازار بزرگ‌تری را در اختیار این پروژه قرار دهد.

با وجود پیشرفت‌های انجام‌شده، PA-890 هنوز وارد مرحله بهره‌برداری تجاری نشده است و توسعه آن ادامه دارد. هرچند بسیاری از تحلیلگران، این پروژه را یکی از پیشرفته‌ترین برنامه‌های هوانوردی هیدروژنی می‌دانند، زیرا از همان ابتدا بر کاربردهای واقعی و نیازهای عملیاتی تمرکز داشته است.

اگر این هواگرد بتواند مراحل آزمایش، دریافت مجوزهای پروازی و تولید را با موفقیت پشت سر بگذارد، احتمال دارد یکی از نخستین نمونه‌هایی باشد که استفاده از هیدروژن را در مأموریت‌های حمل‌ونقل منطقه‌ای و خدمات تخصصی به نمایش می‌گذارد. همین موضوع باعث شده است PA-890 در میان پروژه‌های فعلی جایگاه ویژه‌ای داشته باشد و بسیاری از فعالان صنعت هوانوردی روند توسعه آن را با دقت دنبال کنند.

مرتبط:  نخستین پرواز آزاد بالگرد برقی eCopter در اتریش ثبت شد

02

از 07

Sirius Jet؛ تاکسی هوایی هیدروژنی با هدف حمل‌ونقل شخصی و تجاری

یکی دیگر از پروژه‌هایی که در سال‌های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است، Sirius Jet است. این هواگرد را استارت‌آپ سوئیسی Sirius Aviation AG معرفی کرده است و آن را به‌ عنوان یک eVTOL هیدروژنی با آلایندگی صفر توسعه می‌دهد. هدف اصلی این پروژه، ارائه راهکاری برای حمل‌ونقل شخصی و سفرهای تجاری است؛ بازاری که انتظار می‌رود در سال‌های آینده رشد قابل توجهی را تجربه کند.

شرکت Sirius Aviation AG معتقد است که محدودیت اصلی بسیاری از تاکسی‌های هوایی برقی، برد پروازی آنها است. هواگردهایی که تنها با باتری کار می‌کنند، معمولاً برای پروازهای کوتاه مناسب هستند و افزایش برد آنها به استفاده از باتری‌های سنگین‌تر نیاز دارد. این موضوع هم ظرفیت حمل را کاهش می‌دهد و هم هزینه عملیاتی را افزایش می‌دهد.

به همین دلیل، این شرکت به جای اتکا به باتری، از پیل سوختی هیدروژنی برای تولید برق موتورهای الکتریکی استفاده می‌کند. چنین سامانه‌ای در صورت تحقق اهداف طراحی، می‌تواند بردی به‌مراتب بیشتر از بسیاری از رقبای باتری‌محور ارائه دهد.

خودروی پرنده هیدروژنی Sirius Jet تنها در یک نسخه توسعه نمی‌یابد. شرکت سازنده از برنامه خود برای عرضه نسخه‌های مختلف خبر داده است تا بتواند نیازهای کاربران متفاوت را پوشش دهد. نسخه شخصی برای سفرهای انفرادی یا خانوادگی و نسخه تجاری برای جابه‌جایی مدیران و مشتریان سازمانی از جمله مدل‌هایی هستند که برای این پروژه در نظر گرفته شده‌اند.

تمرکز بر بازار حمل‌ونقل شخصی باعث شده است طراحی این هواگرد نسبت به بسیاری از پروژه‌های مشابه، ظاهری مدرن و لوکس داشته باشد. البته شرکت هنوز بخش زیادی از مشخصات نهایی را منتشر نکرده است و پروژه همچنان در مرحله توسعه قرار دارد.

یکی از مهم‌ترین ادعاهای Sirius Aviation AG، افزایش قابل توجه برد پروازی نسبت به هواگردهای برقی رایج است. اگر این هدف محقق شود، کاربران می‌توانند مسیرهای طولانی‌تری را بدون توقف طی کنند و نیاز کمتری به سوخت‌گیری داشته باشند. این ویژگی برای سفرهای بین‌شهری و حمل‌ونقل منطقه‌ای اهمیت زیادی خواهد داشت.

از سوی دیگر، استفاده از هیدروژن می‌تواند زمان توقف هواگرد را نیز کاهش دهد. در حالی که شارژ کامل باتری‌های بزرگ ممکن است مدت زیادی طول بکشد، سوخت‌گیری هیدروژن تنها چند دقیقه زمان نیاز دارد. همین موضوع بهره‌وری ناوگان را افزایش می‌دهد و استفاده تجاری از چنین هواگردهایی را اقتصادی‌تر می‌کند.

با وجود این، Sirius Jet هنوز وارد مرحله بهره‌برداری نشده است و مسیر نسبتاً طولانی تا دریافت مجوزهای پروازی و آغاز تولید انبوه پیش رو دارد. هرچند، اگر این پروژه بتواند مراحل توسعه را با موفقیت طی کند، احتمال دارد به یکی از نخستین هواگردهای هیدروژنی ویژه حمل‌ونقل شخصی و مدیران تبدیل شود و نقش مهمی در شکل‌گیری بازار تاکسی‌های هوایی آینده ایفا کند.

03

از 07

Klein Vision AirCar؛ خودروی پرنده هیدروژنی که از جاده به آسمان می‌رود

در میان پروژه‌های مختلفی که برای توسعه خودروهای پرنده معرفی شده‌اند، Klein Vision AirCar جایگاه متفاوتی دارد. برخلاف بسیاری از نمونه‌های این فهرست که هنوز از مرحله طراحی مفهومی یا آزمایش‌های اولیه فراتر نرفته‌اند خودروی پرنده هیدروژنی AirCar پیش از این توانسته است قابلیت حرکت در جاده و پرواز را در شرایط واقعی به نمایش بگذارد. همین سابقه باعث شده است بسیاری از کارشناسان این پروژه را یکی از معتبرترین تلاش‌ها برای ساخت خودروی پرنده واقعی بدانند.

این خودروی پرنده هیدروژنی توسط شرکت اسلواکیایی Klein Vision توسعه یافته است. نسخه فعلی آن از موتور متعارف استفاده می‌کند و تاکنون هزاران کیلومتر در جاده حرکت کرده و صدها پرواز آزمایشی را نیز با موفقیت انجام داده است. این سابقه عملیاتی، تفاوت مهمی میان AirCar و بسیاری از پروژه‌های مشابه ایجاد می‌کند، چرا که بیشتر خودروهای پرنده معرفی‌شده هنوز تنها در قالب رندرهای رایانه‌ای یا نمونه‌های اولیه دیده شده‌اند.

شرکت سازنده پس از موفقیت نسخه اولیه اعلام کرد که قصد دارد نسخه هیدروژنی AirCar را نیز توسعه دهد. هدف از این پروژه، افزایش برد پروازی و کاهش آلایندگی بدون تغییر در فلسفه اصلی طراحی خودرو است. به بیان دیگر، Klein Vision قصد ندارد تنها نوع موتور را تغییر دهد، بلکه می‌خواهد همان قابلیت حرکت روی جاده و پرواز را با استفاده از سامانه پیشران هیدروژنی حفظ کند.

یکی از ویژگی‌های شاخص خودروی پرنده هیدروژنی AirCar این است که برخلاف هواگردهای eVTOL، برای برخاستن و فرود از باند استفاده می‌کند. این خودرو پس از رسیدن به محل پرواز، در کمتر از دو دقیقه از یک خودروی جاده‌ای به یک هواپیمای بال‌ثابت تبدیل می‌شود. بال‌ها از داخل بدنه باز می‌شوند و بخش عقب خودرو نیز تغییر شکل می‌دهد تا شرایط لازم برای پرواز فراهم شود. پس از فرود نیز این فرایند به صورت معکوس انجام می‌شود و وسیله دوباره به یک خودرو تبدیل خواهد شد.

بیشتر بخوانید: آهنگساز معروف فرانسوی؛ نخستین مسافر خودرو پرنده AirCar

همین ویژگی باعث شده است که AirCar بیشتر به یک هواپیمای قابل رانندگی شباهت داشته باشد تا یک تاکسی هوایی عمودپرواز باشد. در نتیجه، این پروژه مسیر متفاوتی را نسبت به بسیاری از رقبا دنبال می‌کند و به جای تمرکز بر حمل‌ونقل درون‌شهری، امکان ترکیب سفر زمینی و هوایی را فراهم می‌کند.

استفاده از هیدروژن می‌تواند مزیت مهمی برای این خودرو ایجاد کند. برد بیشتر به معنای امکان انجام سفرهای طولانی‌تر بدون نیاز به سوخت‌گیری مکرر است و کاهش آلایندگی نیز می‌تواند جایگاه این پروژه را در بازار آینده هوانوردی تقویت کند.

با وجود این، نسخه هیدروژنی AirCar هنوز در مرحله توسعه قرار دارد و زمان دقیقی برای ورود آن به بازار اعلام نشده است. هرچند، تجربه موفق نسخه بنزینی نشان می‌دهد این پروژه از پشتوانه فنی قابل توجهی برخوردار است و به همین دلیل بسیاری از تحلیلگران آن را یکی از امیدوارکننده‌ترین خودروهای پرنده هیدروژنی آینده می‌دانند.

04

از 07

CityHawk؛ هواگردی با فن‌های محصور برای افزایش ایمنی در شهرها

یکی دیگر از پروژه‌های متفاوت این فهرست، CityHawk است که توسط شرکت Urban Aeronautics توسعه می‌یابد. این هواگرد از همان ابتدا با هدف فعالیت در محیط‌های شهری طراحی شده است و برخلاف بسیاری از خودروهای پرنده، از ملخ‌های بزرگ و روباز استفاده نمی‌کند.

طراحان خودروی پرنده هیدروژنی CityHawk به جای استفاده از روتورهای بیرونی، سامانه‌ای مبتنی بر فن‌های محصور را انتخاب کرده‌اند. این طراحی علاوه بر کاهش فضای مورد نیاز، ایمنی بیشتری نیز ایجاد می‌کند. در محیط‌های شهری که ساختمان‌های بلند، خیابان‌های باریک و حضور مردم خطر برخورد با ملخ‌های روباز را افزایش می‌دهد، استفاده از فن‌های محصور می‌تواند مزیت مهمی باشد.

شرکت Urban Aeronautics معتقد است چنین طراحی‌ امکان انجام عملیات در فضاهای محدود را نیز آسان‌تر می‌کند. به همین دلیل، CityHawk تنها برای حمل‌ونقل مسافران توسعه پیدا نکرده و از ابتدا کاربردهای متنوعی برای آن در نظر گرفته شده است.

یکی از مهم‌ترین مأموریت‌های پیش‌بینی‌شده برای این هواگرد، انتقال بیماران و نیروهای امدادی است. شرکت سازنده بیان کرده که فضای کابین به اندازه‌ای طراحی شده است که بتواند تجهیزات پزشکی یا کادر درمان را نیز حمل کند. همچنین از این هواگرد می‌توان در مأموریت‌های دولتی، امداد و نجات و تاکسی هوایی استفاده کرد.

شرکت Urban Aeronautics اعلام کرده است که در کنار نسخه‌های دیگر، قصد توسعه نسخه مجهز به پیل سوختی هیدروژنی را نیز دارد. استفاده از هیدروژن می‌تواند برد پروازی را افزایش دهد و در عین حال، آلایندگی مستقیم هواگرد را به صفر برساند. این ویژگی برای شهرهایی که با مشکلات آلودگی هوا روبه‌رو هستند اهمیت ویژه‌ای خواهد داشت.

یکی دیگر از مزیت‌های استفاده از هیدروژن، کاهش زمان آماده‌سازی میان دو مأموریت است. تاکسی‌های هوایی و هواگردهای امدادی باید در طول روز بارها به پرواز درآیند و انتظار طولانی برای شارژ باتری می‌تواند کارایی آنها را کاهش دهد. سوخت‌گیری سریع هیدروژن این مشکل را تا حد زیادی برطرف می‌کند.

با وجود این، خودروی پرنده هیدروژنی CityHawk نیز هنوز وارد مرحله بهره‌برداری تجاری نشده است. توسعه سامانه پیشران، دریافت مجوزهای پروازی و ایجاد زیرساخت‌های لازم از جمله مراحلی هستند که این پروژه باید پشت سر بگذارد. هرچند، طراحی متفاوت و تمرکز بر ایمنی باعث شده است CityHawk یکی از متمایزترین پروژه‌های حمل‌ونقل هوایی پیشرفته به حساب بیاید.

05

از 07

Dragonfly DF600؛ طرحی مفهومی برای رفع محدودیت هواگردهای برقی

پنجمین پروژه این فهرست Dragonfly DF600 Hydrogen Concept است. این طرح نیز مانند بسیاری از پروژه‌های نوظهور، هنوز در مرحله طراحی مفهومی قرار دارد، اما هدف مشخصی را دنبال می‌کند: رفع محدودیت‌های اصلی هواگردهای برقی که از باتری استفاده می‌کنند.

توسعه‌دهندگان این پروژه معتقد هستند مهم‌ترین مانع گسترش خودروهای پرنده، محدودیت چگالی انرژی باتری‌ها است. باتری‌های بزرگ وزن زیادی دارند و هرچه ظرفیت آنها افزایش پیدا کند، وزن هواگرد نیز بیشتر می‌شود. این موضوع برد پروازی و ظرفیت حمل بار را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

خودروی پرنده Dragonfly DF600 برای حل این مشکل، سامانه پیشران الکتریکی هیدروژنی را انتخاب کرده است. در این طرح، هیدروژن انرژی مورد نیاز موتورهای الکتریکی را تأمین می‌کند و به همین دلیل می‌توان بدون استفاده از باتری‌های بسیار بزرگ، مدت پرواز را افزایش داد.

هدف دیگر این پروژه، افزایش ظرفیت حمل بار است. کاهش وزن سامانه ذخیره انرژی می‌تواند فضای بیشتری برای حمل مسافر یا محموله فراهم کند و در نتیجه کارایی هواگرد افزایش یابد.

یکی دیگر از مزیت‌هایی که برای DF600 مطرح شده، کاهش زمان آماده‌سازی میان دو پرواز است. در هواگردهای باتری‌محور، شارژ کامل باتری ممکن است زمان زیادی نیاز داشته باشد، اما در سامانه‌های هیدروژنی، سوخت‌گیری تنها چند دقیقه طول می‌کشد و هواگرد می‌تواند دوباره وارد مأموریت شود.

با وجود این، Dragonfly DF600 هنوز در مرحله مفهومی قرار دارد و تا ورود به بازار فاصله زیادی دارد. این پروژه باید علاوه بر توسعه فناوری، مراحل دریافت مجوزهای پروازی و آزمون‌های ایمنی را نیز پشت سر بگذارد.

06

از 07

دلیل اهمیت هیدروژن برای آینده هوانوردی

دلیل اصلی توجه شرکت‌های فعال در صنعت هوانوردی به هیدروژن، چگالی انرژی بالاتر آن در مقایسه با باتری است. این ویژگی به هواگرد اجازه می‌دهد با وزن کمتر، انرژی بیشتری حمل کند و مسافت طولانی‌تری را طی نماید.

مزیت مهم دیگر، سرعت سوخت‌گیری است. برخلاف باتری که برای شارژ کامل به زمان نسبتاً طولانی نیاز دارد، مخازن هیدروژن در مدت کوتاهی دوباره پر می‌شوند. این موضوع برای ناوگان تاکسی هوایی، هواگردهای امدادی و پروازهای تجاری اهمیت زیادی دارد.

البته استفاده از هیدروژن برای خودرو های پرنده هیدروژنی بدون چالش نیست. این سوخت به مخازن ویژه، تجهیزات ذخیره‌سازی خاص، زیرساخت اختصاصی در فرودگاه‌ها و استانداردهای ایمنی سخت‌گیرانه نیاز دارد. همچنین سامانه‌های پیل سوختی هنوز هزینه بالایی دارند و تولید هیدروژن کم‌کربن در بسیاری از کشورها به اندازه کافی گسترش نیافته است.

به همین دلیل، بیشتر خودرو های پرنده هیدروژنی هنوز در مرحله توسعه قرار دارند و تا تولید انبوه فاصله دارند.

07

از 07

آینده خودروی پرنده هیدروژنی

خودرو های پرنده هیدروژنی در آینده نزدیک جایگزین خودروهای زمینی نخواهند شد، اما می‌توانند بخش مهمی از صنعت حمل‌ونقل هوایی آینده را تشکیل دهند. پیشرفت فناوری تولید هیدروژن، کاهش هزینه پیل‌های سوختی و توسعه زیرساخت‌های سوخت‌گیری می‌تواند مسیر تجاری‌سازی این هواگردها را هموارتر کند.

در صورت تحقق این شرایط، خودروهای پرنده هیدروژنی می‌توانند در کنار eVTOLهای باتری‌محور فعالیت کنند و با ارائه برد بیشتر، ظرفیت حمل بالاتر و سوخت‌گیری سریع‌تر، نقش مهمی در حمل‌ونقل شخصی، خدمات اورژانس و پروازهای منطقه‌ای ایفا کنند. سرمایه‌گذاری شرکت‌های فعال در اروپا، آمریکای شمالی و آسیا نیز نشان می‌دهد هیدروژن یکی از گزینه‌های جدی برای آینده هوانوردی پیشرفته خواهد بود.