漏斗形区域为垂直起降飞机(VTOL)无障碍起飞与着陆提供了解决方案

2022-05-10 13:49

      2022年3月24日发布的EASA技术规范蓝本展示了一项创新概念,以确保垂直起降飞机(VTOL)无障碍起飞和着陆。

      垂直起降机场上的漏斗形区域被称作“无障碍区域”,用来确保垂直起降飞机以充分的垂直航段进行起飞与着陆,并由此兼顾城市中的环境与噪音的限制。

垂直起降机场

      上述蓝本是2021年11月举办的欧洲飞行器展信息包的一部分,Lionel Tauszig(EASA VTOLs 和 eVTOLs 高级项目认证经理)为此制作了一个非常全面的演示。

      本文总结的主要信息,还涉及有关飞行轨迹和垂直起降的其他技术和详细信息。

垂直起降机场的专业定义:

      “用于或计划用于垂直起降飞机(VTOL)起降的陆地、水域或建筑物等区域。”

      垂直起降机场作为专用区域,为采用垂直起降飞机实现乘客或货物安全商业航空运输提供所需的基础设施。为充分发挥城市空中交通的潜力,垂直起降机场需要通行便捷,能与公路、火车站、公共汽车站等进行高效联通。这类机场既可位于路面也可设置在建筑顶层。

飞行轨迹(起飞和着陆的飞行路径)

      根据其定义, 垂直起降飞机能够垂直起飞和着陆,但垂直起飞仅限于起飞最初阶段,其余阶段的飞行路径坡度角较小。

      因此,将垂直起降飞机的整条飞行路径,即飞行轨迹,纳入考虑是十分重要的。

垂直起降机场示意图

      上方左图展示的是屋顶上的垂直起降机场的一条清晰绿色轨迹,其含义是某架垂直起降飞机可以在此垂直起降机场无障碍起飞。右图中显示位于地面的垂直起降机场,同一架垂直起降飞机是无法从那里起飞的,原因是它的飞行轨迹坡度太小,所以起飞途中会遭遇障碍物。这就意味着这架性能较低的垂直起降飞机无法在此起飞。

更具适应性的城市空中交通

      欧洲航空安全局(EASA)希望提出尽可能全面的要求,以确保城市空中交通能够适应所有的城市环境以及所有类型的垂直起降飞机。以下是三种不同的起飞剖面图。

高起点常规起飞示意图

高起点常规起飞:

      垂直起降飞机从一座城市的高点起飞(例如高楼的屋顶)。此类起飞甚至在某些特定的故障情况下允许飞行轨迹下沉。

常规起飞:

      垂直起降飞机在周边无任何障碍物的区域起飞。垂直起降机场还配备了一条短跑道以适应滑跑起飞,从而提高某些垂直起降飞机类型和飞行任务的能源效率。

      同样,该起飞允许飞行轨迹下沉,这对于应对某些特定故障十分重要。

垂直起飞示意图

垂直起飞:

      该剖面图专为在障碍物较多的环境中进行的垂直起飞设计。该垂直起降飞机的大部分起飞轨迹显示为垂直的。

      同样在这些情况下,特定故障是可控的。

确保安全起飞以及着陆

      除了以上的起飞剖面图外,在确定垂直起降机场位置和类型以及垂直起降飞机的轨迹时,还有另外两组目标需要考虑。

安全目标

      垂直起降飞机可分为两类:基础型和增强型。

      基础型垂直起降飞机的安全目标则较低,根据搭乘垂直起降飞机的乘客数量(0-1名,2-6名或7-9名),来确定对应的目标等级。它可用于乡村等非交通拥挤区域的非商业航空旅客运输。

      增强型垂直起降飞机需要用于繁忙城市空域或是商业航空客运(空中出租车),因此为其设定的安全目标级别最高。

性能目标

      性能目标规定了每种类型的垂直起降飞机在遇到发动机失效等故障时必须具备的安全运行能力。

基础型垂直起降飞机

      在非交通拥挤区域,垂直起降飞机在执行可控紧急着陆时拥有更多选择。此类飞机可在垂直起降机场外进行着陆,但飞行必须可控,这类似于直升机或飞机在失去动力的情况下进行的飞行操作。

增强型垂直起降飞机

      要在交通拥挤区域的城市空域进行垂直起降,垂直起降飞机需要具备“持续的安全飞行与着陆”能力,因为在垂直起降机场以外的城市,垂直起降飞机不太可能立即降落。

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