تاكسي جوي للمدينة

شركة Flyka عن سوق سيارات الأجرة الجوية بدون طيار.

يشهد هذا العام نمواً حاداً في الاهتمام بالسيارات الطائرة وسيارات الأجرة الجوية. ويعود السبب إلى إعلان عدد من الدول عن وضع إطار تشريعي لهذا النوع من وسائل النقل، وخروج عدد من المطوّرين إلى العلن، بمن فيهم كبار اللاعبين في السوق، إضافة إلى التطور السريع للمجالات المرتبطة – السيارات الكهربائية والطاقة البديلة – التي تدفع بالتقنيات المحدِّدة لهذا الاتجاه: البطاريات عالية السعة والمحركات الكهربائية الفعّالة.

وينبغي أيضاً الأخذ في الاعتبار أن الطيران الصغير يمثّل 89% من جميع الطائرات في الطيران المدني، وأن 87% من جميع الرحلات تُنفَّذ بواسطة الطيران الصغير، وأن السيارات الطائرة وسيارات الأجرة الجوية تندرج تحديداً ضمن هذه الفئة. في الولايات المتحدة وحدها يبلغ حجم الاقتطاعات الضريبية السنوية لهذا القطاع 4 مليارات دولار، أما حجم التداول السنوي فيبلغ 50 مليار دولار مع نمو مطّرد. إنه سوق كبير ومحافظ إلى حد كبير، ولا عجب أن ظهور نوع جديد من الطائرات قد أدى إلى تنشيطه.








تعمل شركة Flyka على تطوير سيارة أجرة جوية حضرية آمنة قائمة على بنية موزّعة من سرب من وحدات محركات مكتفية ذاتياً، تتيح للمركبة أن تكون مقاوِمة لأعطال المحركات والبطاريات والأنظمة وحتى الحرائق على متنها، مع الحفاظ في الوقت نفسه على تكلفة مربحة لشركة النقل الجوي أقل من تكلفة المروحية. في هذه المقالة سأحاول أن أشرح لماذا تم اختيار هذه البنية تحديداً، ورؤية شركتنا لمستقبل السوق، ولماذا سيخسر جزء كبير من المشاريع الحديثة في هذا المجال أمام الطائرات والمروحيات الموجودة بالفعل الآن.


الأسواق.

عند البدء بأي تطوير، يُطرح دائماً سؤالان:
أ) ما هو السوق الذي تستهدفه؟
ب) لماذا سيفضّل المستخدم حلّك على الحلول الموجودة؟
المسألة هي أن مهمة نقل الإنسان جواً قد حُلّت منذ زمن بعيد. هناك مروحيات خفيفة، وهناك مروحيات متوسطة وثقيلة، وهناك طائرات خفيفة المحرك وطائرات ركاب. مهمة نقل الإنسان لأي مسافة جواً تُحلّ الآن بالوسائل المتاحة. فما هي المشكلة إذاً؟
المشكلة تكمن في التكلفة والسلامة. ستكلّفك سيارة الأجرة الجوية في نيويورك ما بين 500 و2000 دولار. وفي روسيا سيكون السعر نفسه، لأن التوفير في راتب الطيار تلغيه الرسوم الجمركية على استيراد المروحية وقطع الغيار (فبلادنا لا تُنتج مروحيات خفيفة على نطاق واسع). وبهذه الأسعار لا يمكن أن تكون الخدمة جماهيرية.





لماذا تطوير نوع جديد من الطائرات؟

لأن جعل النقل الجوي أرخص باستخدام الأنواع الموجودة أمر مستحيل.
كل الطيران الحديث يسير على درب رفع جودة المكوّنات، وبذلك يرفع سلامة الطيران و… تكلفة المركبات. وبعد فترة زمنية محددة تخضع المعدات الجوية للصيانة وفق «النماذج». فعلى سبيل المثال، بالنسبة للطائرة MI-171 تُنفَّذ النماذج كل 25 و50 و100 وهكذا من ساعات الطيران. وبحسب محتوى النموذج تُجرى أعمال تتراوح من الفحص الخارجي للمركبة إلى تفكيك المجموعات وكشف العيوب فيها. ويُجرى كشف العيوب على معدات خاصة بواسطة أشخاص مدرَّبين خصيصاً في شركات مرخَّصة. يخضع هؤلاء الأشخاص لدورات سنوية لرفع الكفاءة، ويجدّدون تراخيصهم مع الشركة. وأشخاص آخرون – ممثلو الشركة المصنِّعة – ينفّذون تمديد صلاحية الموارد ويشاركون في إجازة المعدات للتشغيل. وهناك من يمنحون التراخيص ومن يمنحونهم تراخيصهم. إنها مستعمرة نمل ضخمة تضم آلاف الأشخاص، يتقاضى كل منهم راتباً، وتحقق المؤسسات ربحاً. وهذه الأموال تُستمَد من تكلفة ساعة الطيران. ولا يمكن تخفيض تكلفة ساعة الطيران إلا بتبسيط الصيانة.
بند النفقات الثاني هو الطيار. فيجب إعداده، ويجب دفع راتب له، ومرة أخرى تجديد رخصة الطيار.
النقطة الثالثة هي خدمة المراقبة الجوية التي يجب أن تنسّق عمل الطيارين داخل الفضاء الحضري الضيق.







لماذا متعدد المراوح؟

تتيح بنية تعدد المراوح الإجابة عن السؤال: لماذا سيفضّل المستخدم حلّكم؟ والجواب هو سلامة الطيران (إذا صُمّمت المركبة متعددة المراوح بشكل صحيح).

المسألة هي أن الطائرة المتضررة يمكنها الهبوط بالتحليق الشراعي، والمروحية بالدوران الذاتي. لكن في المدينة الكبرى لا يوجد مكان لمثل هذا الهبوط. أما للنزول بالمظلة فيلزم على الأقل تثبيت المركبة الساقطة. فإذا كانت المركبة تدور، على سبيل المثال نتيجة اندفاع ناتج عن عطل غير متزامن في المحركات الدافعة، فإنها ببساطة ستتشابك في حبال المظلة. وحتى لو كانت المركبة مثبّتة، وتمكّنت المظلة من الانفتاح والامتلاء، فإلى أين تسقط في المدينة الكبرى؟ على طريق سريع، أو على فناء فيه أطفال وسيارات، أو في نهر؟.. كما أن الركاب من غير المرجّح أن تعجبهم مثل هذه المغامرة.

ظهرت بنية تعدد المراوح قبل البنية أحادية الروتور. في زمن أولى المروحيات لتشيريوموخين وكاراديني د'أسكانيو كان المخطط أحادي الروتور تحديدًا يُعدّ عديم الجدوى، وكانت المعارض الجوية مملوءة بالمروحيات متعددة المراوح (Breguet-Richet Gyroplane، de Bothezat helicopter، Cornu helicopter وغيرها). فالنظام متعدد المراوح أكثر تقنيةً ومنطقيةً، ولذلك اختُرِع أبكر وحظي بمثل هذه الشعبية. لكن التحكّم بالنظام متعدد المراوح كان صعبًا. أما الآن فلم تعد هذه المشكلة قائمة. فأنظمة التحكّم الآلية أصبحت منذ زمن أرخص من الأنظمة الميكانيكية. فالطائرات المقاتلة تُبنى منذ سنوات عديدة وفق مخططات غير مستقرة أيروديناميكيًا، وطائرات الركاب يتحكّم بها الطيار الآلي في معظم مدة الطيران، بل ومع تفادٍ آلي للتصادم عبر نظام TCAS.

يمكن تحسين سلامة المركبة الطائرة بثلاث طرق:
§ زيادة موثوقية العناصر المنفردة؛
§ تقليل عدد العناصر الحرجة؛
§ جعل النظام موزّعًا مع تكرار العناصر عدة مرات كنسخ احتياطية.

يستوفي النظام متعدد المراوح كل هذه الطرق دفعةً واحدة، فغياب عناصر التحكّم الميكانيكية المميّزة للمروحيات (وكل منها نقطة عطل محتملة) يزيد الموثوقية ويبسّط الصيانة (استبدال معياري للعناصر النمطية)، كما يبسّط دمج الطيار الآلي (لا حاجة لتركيب مؤازِرات إضافية تكون بدورها مصادر أعطال). وبفضل بساطة الجزء الميكانيكي تنتقل مسألة زيادة موثوقية العناصر إلى الجزء الإلكتروني، الأقل كلفةً والأسهل في التزويد بنسخ احتياطية.

إن التكرار الاحتياطي ينسجم بشكل مثالي مع هذه البنية، لأن العنصر الأساسي — المحرك الدافع — موزّع أصلًا. وتهمّ درجة التكرار الاحتياطي. فالطائرة رباعية المراوح تسقط عند عطل أي محرك دافع، لكن كثرة المراوح بإفراط تُضعف كفاءة النظام. والعدد الأمثل من المحركات الدافعة يُحسب رياضيًا بسهولة انطلاقًا من الموثوقية المطلوبة ونموذج عطل كل روتور.

ولا ينبغي نسيان البطارية أيضًا. فلا يهم كم لديك من محركات دافعة إذا كانت كلها تُغذّى مركزيًا من بطارية واحدة أو يتحكّم بها لوح طيار آلي واحد عبر كابل وحيد. في مشروعنا تمتلك كل وحدة محرك بطاريتها الخاصة المعلّقة تحت محركها. وهذا لا يعزل أي أعطال (بما فيها الحريق) داخل وحدة المحرك ويستبعد الأعطال المترابطة والمتسلسلة فحسب، بل يزيح أيضًا حِمل كتلة البطارية عن جسم الطائرة ويتيح جعله أخف. فمنذ بداية عام 2020 احترقت طائرتان كهربائيتان بالفعل — Alice وLilium —، وقبل ذلك واجهت طائرة Boeing 787 مشكلات اشتعال في بطاريات الليثيوم.

إن البطارية الموضوعة بالقرب من الراكب تقضي على أي مشروع طيران، في رأينا. ففي الطيران يوجد أصلًا كثير من المخاطر، فلماذا نلغّم المقصورة بأيدينا فوق ذلك؟.. وعند الهبوط الخشن هل ستضمن حقًا ألا تنفجر تحت مقعد السائح؟





لماذا الطيار الآلي؟

الطيار الآلي قادر على الاستغناء عن الطيار والمراقب الجوي من النظام.
وحقًا، فإن رحلة المكوك من سطح إلى سطح متوقّعة إلى حد كبير وسهلة الحساب. فلا حاجة إطلاقًا لإبقاء طيار مؤهّل على متن الطائرة من أجل رحلة تستغرق خمس عشرة دقيقة.

أما المراقبة الجوية وتفادي المركبات في الجو فيُحلّان بكفاءة أكبر بكثير بواسطة أنظمة التحكّم الآلية. لا حاجة لأي ذكاء اصطناعي، أو رؤية آلية، أو بلوك تشين. فالاتصال الخلوي أو اللاسلكي، وبيانات الإحداثيات والسرعة، وخادم مركزي واحد لتحليل المسارات ستفصل المركبات بين المستويات اعتمادًا على الجبر الشعاعي. وفي حال استخدام عدة مشغّلي خلوي وأنظمة توجيه فضائية دفعةً واحدة (وهنا أيضًا تكرار احتياطي) يصبح احتمال فقدان الاتصال ضئيلًا للغاية. أما العمل في ظروف حرب نووية مع تعطّل جميع أنظمة الاتصال فليس مطلوبًا لتاكسي جوي حضري، هذا مع أن أبسط نظام TCAS يمكن تحقيقه على القاعدة الإلكترونية الحديثة دون تكاليف خاصة.






لماذا الكهرباء؟

في مفهوم المكوك من سطح إلى سطح، تبرز بحدة مسألة توصيل الوقود وتخزينه. فتخزين أطنان من مواد الوقود والتشحيم على سطح معرَّض للبرق والكهرباء الساكنة أمر متهور، بل إن ضمان توصيل الوقود أصعب من ذلك – فنقله في عبوات داخل المصعد يكاد يكون مستحيلاً، إذ إن ذلك محظور بموجب قواعد تشغيل المصاعد. لا بد من إنشاء نوع منفصل من ناقلات الوقود الطائرة وخدمة لإعادة التزوّد بالوقود، وهذا سيضر بتكلفة النقل ويُعقّد المنظومة. ولا ينبغي أن ننسى البيئة في المدن أيضاً – فكمية الانبعاثات من التاكسي الجوي ستكون كبيرة، أما ناقلة وقود ساقطة من السماء فستُلحق ضرراً هائلاً.

وفي الوقت نفسه، يوفّر المحرك الكهربائي زمن طيران كافياً للرحلات داخل المدينة منذ الآن، أما زمن شحن منظومة طاقة موزّعة (وبالتالي جيدة التبريد) فيُحسب بالدقائق. والقدرات الكهربائية اللازمة متوفرة في المباني بالفعل. والدافع الكهربائي أبسط من الناحية الإنشائية، مما يجعل بناء منظومات موزّعة ممكناً بزيادة في التكلفة وتعقيد الصيانة أقل مما هي عليه في محركات الاحتراق الداخلي. وإذا ثبّتنا السرعة الطوّافة لانتقال التاكسي الجوي الحضري في الهواء، وبذلك تخلّينا عن نظام تغيير خطوة المروحة الحاملة، فلن يتآكل في مجموعة الدفع بأكملها سوى محمل وحيد فقط بعمر تشغيلي يبلغ 6000 ساعة.

ومن اللافت أنه حتى منتصف العقد الأول من الألفينيات كان سوق النماذج الموجَّهة لاسلكياً، ولا سيّما الطائرة منها، سوقاً محدوداً جداً. فللعب بطائرة لمدة 10 دقائق كان يلزم ملء الخزان بوقود سامّ يخضع للتنظيم، وتسخين شمعات الإشعال، وتشغيل المحرك ببادئ كهربائي يدوي أو بالأصابع (مع خطر فقدانها). وفي حال وقوع حادث، كان إصلاح النموذج طويلاً ومكلفاً. ومع ظهور بطاريات الليثيوم والمحركات الكهربائية الميسورة التكلفة، حقّق السوق قفزة. فقد انخفضت تكلفة النماذج وتضاعف تنوّعها مرات عديدة، وملأت رفوف المتاجر، وظهرت مروحيات متعددة لم تكن متصوَّرة من قبل. إن الانتقال إلى الكهرباء وتقليل مشقّة الاقتناء هو تحديداً ما أدّى إلى هذه النتيجة.

اسأل نفسك: هل كنت ستشتري مروحية للسيلفي يجب تزويدها بالميثانول وتشغيلها بالأصبع؟





لماذا ليست طائرة مائلة المحركات؟

كثير من المشاريع التي عرضتها الشركات المطوِّرة مبني على مخطط الطائرة مائلة المحركات (convertiplane). ولفهم مشكلات هذا المخطط، لنرجع إلى مفهوم كفاءة المروحة الهوائية. فالكفاءة تزداد كلما كبر قطر المروحة وانخفضت سرعة دورانها. ولهذا فإن المروحيات على هذا النحو تحديداً. وثمن هذه الكفاءة هو تقييد السرعة القصوى للمروحية، الناجم عن ظاهرة انفصال التدفق عن الريشة البطيئة نسبياً، المتحركة عكس حركة المروحية – فسرعتها وقوة رفعها بالنسبة إلى الهواء تقتربان من الصفر.

أما مراوح الطائرات، فعلى العكس، صغيرة القطر وعالية عدد الدورات. وهذه تضحية لازمة مقابل السرعة – إذ يظهر «الإقفال» (أو «الأزمة الموجية») عند المروحة السريعة على سرعة أكبر.

والآن لننظر إلى الطائرة مائلة المحركات. مثلاً إلى Bell V-22 Osprey الشهيرة (رغم أنه يمكن حتى اعتبار Yak-38 طائرة مائلة المحركات). من الواضح أن مراوحها حل وسط بين مروحة المروحية (لتأمين قوة دفع وكفاءة مقبولتين أثناء التحويم) ومروحة الطائرة (لتأمين سرعة مقبولة في الطيران الأفقي).
ولنرجع أيضاً إلى مفهوم نسبة القدرة إلى الوزن – أي نسبة قدرة مجموعة الدفع إلى كتلة المركبة الطائرة. وتُقاس بالواط على الكيلوغرام أو بوحدات قوة الدفع – فبالنسبة لمركبات الإقلاع والهبوط العموديين يجب أن تكون قوة الدفع أعلى من 1 (أن تفوق كتلة المركبة)، أما بالنسبة للطائرات فقد تصل إلى 0.3.

يعرض الجدول التالي ثلاث مركبات طائرة إنتاجية بكتلة إقلاع مجهَّزة تبلغ نحو 22 طناً لكل منها – الطائرة An-140، والطائرة مائلة المحركات Bell V-22، والمروحية Boeing CH-47. ويتّضح من الجدول أنه لبلوغ خصائص الطائرة An-140، يجب أن تمتلك الطائرة مائلة المحركات V-22 نسبة قدرة إلى وزن أكبر بكثير، تُستهلك تحديداً في التغلّب على أوجه اللاأمثلية الأيروديناميكية للطائرة مائلة المحركات. فالكتلة الكبيرة لمجموعة الدفع والأنظمة المساعدة تسرق الأحجام الداخلية، وهو ما يظهر في السعة الاستيعابية للركاب.



عند الإقلاع، تحتاج الطائرة المتحولة (convertoplane) إلى توفير قوة دفع تفوق كتلتها، أما في الطيران الأفقي، حين يقع الحمل الرئيسي على الأجنحة، فيمكن نقل المحركات إلى وضع مخفّف، لكن الكتلة الزائدة تتحول إلى «حمولة ميتة» يتعين حملها معها. تتحقق أقصى كفاءة للطائرة المتحولة تحديداً في الطيران الأفقي «على النمط الطائري»، ولذلك فهي غير فعّالة على المسافات القصيرة. أما على المسافات الطويلة فستظل دائماً أقل من الطائرة في السرعة بسبب القيود التي تفرضها المراوح الكبيرة والبطيئة.

كما أن الطائرة المتحولة أعقد بكثير من الناحية التقنية من المروحية والطائرة، وهو ما يزيد من كلفة المركبة وصيانتها معاً، ويزيد أيضاً من احتمال العطل بسبب العدد الأكبر من العناصر المسؤولة عن الطيران. إن عدد حوادث طائرة V-22 يعبّر بوضوح عن انعدام موثوقية هذا النوع من وسائل النقل.
فما الحاجة إذن إلى الطائرة المتحولة؟ لهذا النوع من المركبات مجال ضيق، حين يجب تنفيذ نقل بإقلاع وهبوط عموديين (أو تحليق ثابت)، لكن بسرعة أكبر مما يمكن للمروحية توفيره. وهذا مهم لعمليات الإنزال، حيث تكون سرعة اختراق الدفاع الجوي للعدو أهم من كلفة ساعة الطيران. وفي القطاع المدني، يمكن استخدام الطائرة المتحولة للنقل بين المدن من سطح إلى سطح، فعلى مسافات 300 كم فأكثر ستصبح ميزة السرعة على المروحية ملحوظة. لكن داخل المدينة تُستبدَل بها بفعالية أكبر مروحية أرخص.




بدلاً من الخاتمة
للأسف، لا يكفي بناء طائرة رباعية المراوح كبيرة وابتكار اسم رائج لها. فمثل هذه التصاميم غير قادرة على الإجابة عن سؤال: لماذا أنتم وليس روبنسون؟ والأسوأ من ذلك أن معظمها سيخسر أمام مروحية روبنسون الإنتاجية في مجموع البارامترات.

من جهة أخرى، فإن بناء تاكسي جوي حضري وفق المعايير الكلاسيكية، مع التركيز فقط على الكفاءة واستهلاك الطاقة، خطأ من الأساس. فالمعيار الأساسي للتاكسي الجوي الحضري يجب أن يكون السلامة. انظر إلى السيارات المحيطة بك: ما مدى كفاءتها من حيث الطاقة لنقل شخص أو شخصين؟ لماذا لا ينتقل سائق رينج روفر إلى دراجة نارية أكثر كفاءة؟ ربما تكون لديه أسباب لذلك لا علاقة لها بكفاءة محركه واستهلاك الوقود؟

على الرغم من أن الكفاءة الطاقية لمراوح المركبات متعددة الدوارات أدنى بداهةً منها في المروحية أحادية الدوّار وحتى في أبسط طائرة رباعية المراوح من نوع 4×1، فإن هذه المركبات، بشرط التصميم الصحيح للأنظمة ودرجة توزيع كافية، قادرة على توفير سلامة طيران أعلى من طائرات الركاب الحالية، مع إبقاء كلفتها مساوية لكلفة مروحية خفيفة المحرك أو أقل منها. كما تُبسَّط الصيانة وتُخفَّض كلفتها: يمكن استبدال الوحدات النمطية كاملةً بواسطة كوادر منخفضة التأهيل، وأتمتة التشخيص كما في السيارات الحديثة. ونقل الوظائف من الجزء الميكانيكي إلى الجزء الإلكتروني في المركبة يبسّط النظام على متنها ويخفّض كلفته.

إن الكفاءة الطاقية الأدنى لمُحرِّك متعدد الدوارات (مقارنةً بالمروحية) تؤدي إلى زيادة نفقات الطاقة بمقدار 48 دولاراً يومياً، بينما تبلغ الفائدة الناتجة عن التحسينات التقنية 700 دولار يومياً. ومن الواضح أن كفاءة المُحرِّك ليست العامل الحاسم في تقييم كلفة ساعة الطيران لهذا النوع من الطائرات.

قد يبدو العدد الكبير من المراوح، للوهلة الأولى، أقل فعالية حتى من، مثلاً، أربع مراوح مزدوجة في طائرة رباعية من نوع 4×2. لكن، بقليل من التفكير، لن تكون الفجوة بهذا الاتساع، إذ يجب أن يمتلك المُحرِّك المزدوج احتياطي قدرة لا يقل عن 50% لكل محرك (من الزوج) ووحدة تحكمه، ليعوّض في أي لحظة قوة الدفع المفقودة للمحرك الشريك المتعطل ويتجنب الحادث. وستُحمَل هذه الكتلة الاحتياطية الزائدة كحمولة ميتة في كل رحلة دون أن تُستخدَم فيها (وإلا فقدَ الاحتياطي معناه كله). أما بالنسبة لمركبة ذات عدد كبير من المحركات (22 في حالتنا) فإن هذا الاحتياطي اللازم لتعويض الأعطال يبلغ 4% فقط لكل محرك. وبذلك تكون كفاءة استخدام القدرة والكتلة المتاحتين في الطيران أعلى.

إن البطاريات المعلّقة أسفل المحركات لا تُثقل بكتلتها الهيكل الحامل وجسم الطائرة، وبذلك تتيح توفير كتلتهما. كما لا توجد حاجة إلى مدّ كابلات نحاسية للطاقة من مركز المركبة من البطارية إلى المحركات، والتي قد تصل كتلتها الإجمالية على المتن إلى 80 كغ (أُجري الحساب لطائرة volocopter استناداً إلى الرسوم المنشورة والمعلومات الواردة في براءات الاختراع عن بنية نظام التغذية وبارامتراته).
في طائرتنا يبلغ طول كابل الطاقة في كل وحدة محرك 15 سم فقط، وكتلتها الإجمالية أقل من 1.5 كغ. وبطبيعة الحال، فإن الفواقد الكهربائية في الكابل لدينا أقل أيضاً. فهل ستتمكن الكفاءة الأعلى لمروحة المروحية أو الطائرة الرباعية من تعويض 80 كغ زائدة من النحاس على المتن وتدفئة الغلاف الجوي بالكابل؟ وهل يمكن بمثل هذا الخطأ الهندسي الواحد إفناء كامل المكسب الناتج عن الأيروديناميكا الأفضل؟
الجواب واضح.

كما تلعب العمليات الفيزيائية التي تحدث في حقل الضغط الناتج عن المراوح المتجاورة دوراً لصالح كفاءة نظام المراوح المتعددة. وتُظهر تجربة تحليق النماذج الأولية، بما في ذلك مع محاكاة أعطال عشوائية، أن كفاءة نظام المراوح المتعددة لا تقل كثيراً عن كفاءة الطائرة رباعية المراوح المكافئة (جرى التقييم اعتماداً على استهلاك التيار من المحركات وزمن الطيران الفعلي لكل أمبير-ساعة)، لكنها تتفوق عليها أضعافاً مضاعفة من حيث دقة التحكم والاستقرار في الطيران.

كذلك تمنح بنية المراوح المتعددة راحة أكبر في الطيران، إذ إن الضوضاء والاهتزازات الناتجة عن مجموعات المحركات في العنقود يعوّض بعضها بعضاً إلى حد كبير، في حين أن حقل الضغط المنتظم الذي يولّده عنقود المراوح يجعل المركبة أكثر ثباتاً في الطيران — ويساهم في ذلك أيضاً القصور الذاتي الأقل لكل مروحة صغيرة القطر، والتي تحتاج إلى زمن وطاقة أقل لتغيير سرعة دورانها ومقاومة الاضطرابات الخارجية بذلك.

وتؤدي البطاريات الموضوعة أسفل المحركات (تحت المركز الهندسي للطائرة) دوراً إضافياً في كبح اهتزازات المحركات بكتلتها والتبريد الفعّال بتيار الهواء من المراوح، مما يحسّن مقاومة المركبة للاضطرابات الريحية والانقلاب. وبالطبع تتأثر ديناميكية الطائرة بذلك، لكننا لا نبني مقاتلة على أي حال…

إن الاستقرار العالي في وضع التحويم، إلى جانب المحركات المحمية، يتيح للمركبة الاقتراب من المنشآت من أي جهة، وعلى سبيل المثال إنزال طاقم الصيانة. وقد صُمّم الشكل المنحني لعنقود طائرتنا بحيث تكون المحركات، عند التحويم، موجّهة على نحو متباعد وتساعد بتياراتها المتعددة الاتجاهات على الحفاظ على الموضع، تماماً كما تفعل سفن نظام تحديد الموضع الديناميكي والمنصات النفطية. لكن ما إن تُمال المركبة إلى الأمام بمقدار 5-7 درجات غير محسوسة للراكب، حتى تستوي المحركات الأمامية أفقياً، بينما تدور المحركات الخلفية بالفعل بمقدار 15-20 درجة نحو اتجاه الطيران، مؤمّنةً متجه دفع أفقي واضحاً دون تركيب محركات دفع أفقي إضافية أو أي آليات دوّارة تتّسم بموثوقية منخفضة نسبياً وتكلفة وكتلة مرتفعتين.



لا يمكن حل المشكلة على المستوى نفسه الذي نشأت عليه (اقتباس). إن تطور التكنولوجيا يزيح الموازين باستمرار، وما كان صعباً أو غير مجدٍ اقتصادياً في بداية القرن العشرين يصبح أبسط وأرخص في بداية القرن الحادي والعشرين، وقد يكون الحل التقني غير المجدي اقتصادياً والذي يبدو للوهلة الأولى غبياً بالنسبة للظروف المعتادة قادراً على إحداث ثورة في ظل الظروف الجديدة.
نحن نؤمن بأن الطائرات متعددة المراوح فائقة الموثوقية والمصممة تصميماً صحيحاً ستشكّل أساس الأسطول الجوي لمدن القرن الحادي والعشرين في العالم.





عن مشروع Flyka


سيكون من الخطأ عدم الحديث عمّا أنجزه فريق Flyka فعلياً وفي أي مرحلة يقع المشروع.

لقد ركّزنا منذ البداية على تطوير الأنظمة المحمولة على متن الطائرة. فقد طوّرنا محركنا المحوري المشترك الموثوق، ووحدة تحكم المحركات الخاصة بنا، والطيار الآلي الخاص بنا بامتثال صارم لمتطلبات معايير سلسلة DO (‏-178، -254، -160 وما إلى ذلك) وقواعد الطيران. نحن لا نرى جدوى من بناء طائرة لا آفاق لها للحصول على الشهادات أو للتطوير اللاحق من أجل إقلاع ناجح واحد أمام الكاميرا.
لقد استنبطنا رياضياً البنية المثلى للطائرة وهيكل الشبكة الموزّعة المحمولة لمجموعات المحركات، والخوارزميات المثلى للطيار الآلي الموزّع ووحدة تحكم المحركات، وأثبتنا على النماذج الرياضية وفي رحلات الاختبار درجة عالية من تحمّل الأعطال وغياب سيناريوهات الأعطال المتسلسلة والمترابطة.

وكانت نتيجة هذا العمل هي تطوير معدات متن خاصة بنا، إضافة إلى طيار آلي موزّع يعتمد خوارزمية أصلية لنظام التحكم الآلي (САУ) مقاومة للأعطال. وقد أظهرت الاختبارات الطيرانية باستخدام شيفرة تخريبية تُعطّل المحركات بترتيب عشوائي دون علم نظام التحكم الآلي قدرة الطائرة على تحمّل 7 أعطال فأكثر (وما زاد على ذلك يكون مع فقدان الارتفاع، لكن مع الحفاظ على القابلية للتحكم). وبالتوازي، جرى تطوير محرك محوري مزدوج من تصميمنا الخاص. استغرق التطوير عامين، واستلزم بناء منصة اختبار متكاملة مع اعتماد قنوات القياس من قبل خبير القياس (المترولوجي) في Rostest، وإلا لكان من المستحيل الوصول بمعايير المحرك إلى القيم المطلوبة. وفي الفيديو أعلاه يمكن مشاهدة سباق تحمّل استمر 26 دقيقة (في الواقع 40 دقيقة، لكن الكاميرا نفد شحنها قبل ذلك) عند 100% من الطاقة في ظروف واقعية. وهذا أيضاً يمثّل إجابة عن سؤال: ماذا يحدث تحت المطر أو في الثلج؟ وكما يتضح، لن يحدث أي شيء سيئ.

وبالتوازي، جرت دراسة عمل المروحة المحورية المزدوجة داخل غلاف وتأثير بارتيني. وتم تطوير مجرى هوائي ديناميكي يوفّر زيادة في الكفاءة (بوحدة غرام/واط) بنسبة 14% مقارنة بالمروحة المحورية المزدوجة المكشوفة.

وبطبيعة الحال، لم يكن متوفّراً في الأسواق متحكّم محرك قادر على العمل ضمن شبكة موزّعة، ويتحكّم بشكل صحيح في المحرك المحوري المزدوج، ويكون في الوقت نفسه خفيفاً، فتعيّن تطويره أيضاً.

ومن الناحية التصميمية، تطوّر المشروع من محاولات وضع المحركات في الأمام والخلف، محقّقاً حينها بالفعل التوزيع الكامل، وصولاً إلى التكوين الحالي الأكثر تطوراً المعتمد على العناقيد الجانبية القابلة للطي.

رسم للطائرة من أقدم براءة اختراع

يتطوّر المشروع باستمرار منذ أكثر من ست سنوات، ويفعل ذلك في توافق تام مع المنهج العلمي. فأي فكرة أو نموذج يخضع أولاً للاختبار الرياضي، ثم للاختبار الواقعي، وبعد ذلك فقط يُدرج ضمن المشروع. لقد قطعنا طريقاً هائلاً وأرسينا أساساً تكنولوجياً متيناً للشركة، بدلاً من التصنيع المتسرّع لمحاكيات طائرات من مكوّنات مخصّصة للألعاب. نحن جاهزون للاعتماد وفق أصعب برنامج — الخاص بالطائرات المخصصة لنقل الركاب — بدلاً من شهادة experimental aircraft المعتادة في القطاع، والتي يُقدّمها بعض المشاريع مخادعةً على أنها دليل على اجتياز منتجها لاعتماد كامل (رغم أن هذه الشهادة تُمنح لأي طائرة على الإطلاق، فهي لذلك تُسمّى experimental).


سلامة الراكب دائماً في المقام الأول. إيصال الراكب سالماً — بأي ثمن. ولعل هذا هو أفضل شعار لـ Flyka.