این تصویر eHang 184، یک پهپاد شخصی ساخت چین است و از لحاظ تئوری ادعا شده است که می‌تواند یک شخص تا وزن صد کیلوگرم را جابه جا کند. بدون در نظر گرفتن صحت یا عدم صحت  این ادعا، باید توجه کرد که حضور وسایل نقلیه‌ی پروازی خودکارشخصی دور از انتظار نیست و این وسایل در راهند.هنگامی که در مورد خودروهای بدون راننده (robocar) صحبت می‌شود، سوال مطرح شده این است که عملکرد خودروهای پرنده چگونه است؟ در واقع خودروهای بدون را ننده و خودروهای پرنده  در حال رقابتند و عوامل بسیاری بر این رقابت تاثیرگذار است.

مالتی روتورهای عمودپرواز( VTOL)

رایج‌ترین نوع خودروهای پرنده VTOL است که پرواز و فرود آن به صورت عمودی است. این وسیله‌ هیچ چرخی ندارد زیرا یک هلیکوپتر است و یک هواپیما یا ماشین به حساب نمی‌آید. انقلاب اخیر در اتوماسیون و ثبات هلیکوپترهای مالتی روتور(multirotor، که تحت عنوانپهپاد شناخته می‌شوند.) مردم را به این فکر واداشته که آیا می‌توان این وسایل را طوری به کارگرفت که امکان جابه جایی یک نفر را فراهم کنند؟ مالتی روتورها منحصرا موتورهای الکتریکی دارند تا به شما این امکان را بدهند که خیلی سریع سرعت را تنظیم کنید و به پایداری و کنترل برسید. شما می توانید از افزونگی موتورهای متعدد یا سیستم‌های قدرت بهرمند شوید و حتی با از دست دادن یک پره (rotor) یا یک باتری هنوز قادر به پرواز باشید.

اما باتری‌های الکتریکی سنگین هستند و بنابراین نیروی زیادی برای به پرواز درآوردن یک مالتی روتور لازم است. زیرا وجود باتری‌های بیشتر به معنی حمل وزن بیشتر است. بازده نزولی موجب می‌شود که  شما نتوانید قبل از این که باتری‌ها خالی شوند به سرعت، قدرت، و یا برد زیادی برای پرواز دست یابید. این مسائل برای یک پهپاد ۳ کیلوگرمی مشکلی ایجاد نمی کند ولی برای یک پهپاد ۱۵۰ کیلویی مساله ساز است.

یک ایده‌ی خوب که اکنون در حال آزمایش است و می‌تواند بازدهی بیشتری داشته باشد، ترکیب کردن مالتی روتور برای پرواز و فرود، و هواپیماهای استاندارد مرسوم برای پرواز در هر فاصله‌ای است. البته مشکل مربوط به باتری‌ها برای پرواز در فاصله‌های طولانی برای این ایده نیز پابرجاست. ایده‌ی دیگر استفاده از سوخت مایع است.

گزینه‌ی جالب دیگر هواچرخ (autogyro) است که ظاهری مشابه هلیکوپتر دارد اما برای پرواز نیازمند یک باند کوچک است.

هواپیماهای رایج

بعضی تلاش‌ها برای ساختن خودروهای پرنده به تولید هواپیماهایی انجامیده است که بال‌هایشان به سمت بالا تا می‌شوند و بنابراین می‌توانند در جاده رانده شوند. این هواپیماها به یک فرودگاه نیاز دارند ولی شما می‌توانید از فرودگاه با استفاده از آن‌ها به رانندگی ادامه دهید. این هواپیماها که خودکار نیستند،هرگز به موفقیتی نرسیدند و معمولا به چیزی بین یک ماشین یا هواپیمای نه چندان خوب تبدیل شدند.

اما خودروی بدون راننده یک جایگزین بسیار مناسب به شما پیشنهاد می‌کند. شما می‌توانید سیستمی بسازید که یک خودروی بدون راننده شما را از خانه به بهترین باند فرودگاه محلی ببرد، جایی که یک هواپیما منتظر پرواز است. شما فورا به وسیله‌ی هواپیما به باند فرودگاه بعدی منتقل می‌شوید جایی که یک خودروی بدون راننده‌ی دیگر در انتظار شماست.

چالش‌های بزرگ برای خودرو پرنده

خودکار کردن ایمنی و قابلیت اطمینان تجهیزات

به طور کلی امروزه سفر با هواپیماها بسیار سریع نیست. یک دارنده‌ی هواپیمای کوچک اگر بخواهد با هواپیمای خود پرواز کند، باید تا فرودگاه رانندگی کند که این خیلی راحت نیست. حتی در صورت اطلاع قبلی کادر پرواز و انجام آمادگی‌های لازم، مدت زمان زیادی لازم است تا بررسی سالم بودن قسمت‌های مختلف و مخازن سوخت انجام شود و سپس طی مجموعه‌ای از هماهنگی‌ها با برج مراقبت پرواز صورت پذیرد. در محل مقصد هم شرایط به همین صورت است. انجام هماهنگی برای فرود و سپس یافتن یک راه زمینی برای رسیدن به مقصد از فرودگاه وقت‌گیر است و برای مسیرهایی که کم تر از ۱۰۰ مایل باشند، به صرفه نیست.

اما سیستم‌های پرواز امن برای ماشین‎های پرنده‌ی خودکار کافی نیست. برای این وسایل چالش‌های دیگری وجود دارد. زیرا خرابی تجهیزات هنگام پرواز می‌تواند بسیار خطرناک باشد. در مقایسه با خودروها این وسایل به درجه‌ی بالاتری از امنیت نیاز دارند. اگر موتورخودروی شما مشکلی پیدا کرد، شما می‌توانید آن را به کنار جاده هدایت کرده و متوقف کنید. یا اگر ترمزهای خودروتان از کار افتاد، می توانید از ترمز اضطراری استفاده کنید و از یک کامیون یدک کش برای انتقال کمک بگیرید. در خودرو پرنده همه‌ی اجزا باید محافظ دار باشند. در این صورت حتی در شرایطی که در حال پرواز یکی از اجزای مهم خراب شود و یا از کار بیفتد، شما می توانید مطمئن باشید که یک پرواز ایمن خواهید داشت.

سر و صدا

اولین مساله برای VTOL ها سر و صدا است. هلیکوپترها وسایل بی سر و صدایی نیستند. شما ممکن است مشتاق به داشتن یک هلیکوپتر باشید ولی تحت هیچ شرایطی نمی توانید بپذیرید که همسایه تان در نزدیکی شما مدام درحال رفت و آمد با هلیکوپترش باشد. در مقایسه با خودروهای الکتریکی، هلیکوپترها بسیار پر سر و صدا هستند. حتی در صورت داشتن یک VTOL ، باید توجه داشته باشیم که باید استفاده از آن را(به خصوص شب‌ها) به محل‌های فرود خاصی محدود کنیم. در این شرایط می‌توان به وسیله‌ی یک تاکسی بدون راننده (robotaxi) به محل پرواز رفت. اما استفاده از حیاط منزل‌تان برای پرواز و فرود بسیار مشکل خواهد بود.(به جز شرایطی که شما یک ملک بزرگ دارید و یا در ساختمان بلندی  زندگی می‌کنید که مجهز به فرودگاه هلیکوپتر بر فراز آن است.)

انرژی

در حال حاضر یک هواپیمای مالتی روتور انرژی زیادی را برای پرواز مصرف می‌کند. خودروهای زمینی می‌توانند بازدهی بیشتری داشته باشند. با توجه به این که جامعه به دنبال بهبود بهره‌وری حمل و نقل است، اگر بازدهی خودروهای پرنده را افزایش ندهیم، تنها می‌توانیم از آن‌ها در شرایط خاصی که ماشین‌های زمینی کارآمد نیستند استفاده کنیم.

هواپیماهایی که بال‌های ثابت دارند بازدهی بیشتری دارند. جت‌ها بسیار پرمصرف هستند ولی می‌توان روی بازدهی پرواز با هواپیماهای  کم سرعت‌تر حساب کرد.

آسمان‌های شلوغ

اگر پروازهای شخصی پرطرف‌دار شوند، باید انتظار داشتن آسمانی بسیار شلوغ ازوسایل نقلیه‌ی پرنده رادر مناطق شهری داشته باشیم. احتمالا مدیریت ترافیک به وسیله‌ی سامانه‌های رایانه‌ای انجام خواهد شد.از آن‌جایی که درسه بعد فضای بیشتری نیاز است، در مقایسه با خودروها، وسایل نقلیه‌ی پرنده باید با فاصله‌زمانی طولانی‌تری نسبت به هم حرکت کنند.علاوه بر این که خودروهای پرنده پرسروصدا هستند و چشم انداز زیبایی درآسمان ندارند، ممکن است از نظر ایمنی هم مشکلاتی ایجاد کنند. حتی اگر تعداد بسیار اندکی از این وسایل نقلیه سقوط کرده و با وسایل یا مردم برخورد نمایند،در مقایسه با خودروهایی که از جاده خارج می‌شوند و به عابران برخورد می کنند، خسارات بسیارجدی‌تری به بار می‌آید.

گردش‌گری

تماشای هر منظره و صحنه‌ی زیبایی از شهرها گرفته تا مناظر طبیعی و زمین‌های کشاورزی از بالا زیباتر و جذابتر است.بنابراین در صورت وجود خدمات ارزان و آسان،طبیعتا گردشگران علاقه‌مند هستند که همه چیز را از فراز یک خودرو پرنده تماشا کنند. همه‌ی جاذبه‌های گردشگری که از راه زمینی قابل دسترسی نیستند، به طور بالقوه مکان‌هایی هستند که می توان با استفاده از یک خودرو پرنده به آن‌ها دست یافت.

در خارج از شهرها، مشکلات استفاده خودروهای پرنده کمتراست. در این مکان‌ها  پروازها کوتاه‌تر و آرام‌تر خواهد بود زیرا سر و صدای ناشی از پرواز و فرود به مکان‌های خاصی محدود خواهد شد. قلمرو تحت پرواز در این شرایط می‌تواند مناطق روستایی یا بیشه‌ها باشد بنابراین تراکم جمعیت بسیار کمتر است و خطرات ناشی از حوادث و نقایص موارد ایمنی بسیار کاهش میابد.

حمل و نقل گردشگران با استفاده از اتوبوس‌ها برای آن‌ها بسیار خسته کننده است و بنابراین استفاده از خودرو پرنده در گردشگری می تواند محبوبیت زیادی به دست آورد. البته ممکن است استفاده از این وسایل در پارک‌های ملی ممنوع باشد اما ازنظر قانونی این ممنوعیت نمی تواند برای افراد ناتوان اعمال شود. منظور از ناتوان افراد سال‌خورده‌ای است که به خاطر وضعیت جسمی که دارند نمی توانند به چنین مکان‌هایی رفته و از تماشای مناظر زیبا و جذاب آن لذت ببرند. نکته‌ی قابل توجه این است که بخش زیادی از گردشگران افراد سال‌خورده هستند که وقت آزاد و پول کافی دارند. بنابراین گردشگری در حوزه‌ی خودروهای پرنده یک رویاست که می‌تواند به واقعیت بپیوندد.

در حال حاضر مکان‌هایی در دنیا وجود دارد (مانند بالای آتشفشان فعال Mauna Loa) که مملو از تورهای هلیکوپتری (با هزینه‌ی ۲۰۰دلار یا بیشتر برای هر نفر) است  که باید حریم هوایی و الگوهای پرواز ویژه‌ای را رعایت کنند. وسایل نقلیه‌ی هوایی مستقل می‌توانند این شرایط ویژه و حریم هوایی را حفظ کنند اما مشکل ترافیک به وسیله‌ی آن‌ها حل نخواهد شد. زیرا در شرایطی که هر نفر بتواند با ده دلار از خدمات یک تور هوایی استفاده کند، حجم ترافیک بسیار عظیم خواهد بود.

حمل و نقل عمومی

در شرایطی که امکان ساختن یک مولتی روتر برای یک نفر وجود ندارد، صحبت کردن درباره‌ی ساخت وسایل حمل و نقل گروهی بسیار زود هنگام است. در حال حاضر تعداد بسیار زیادی وسایل حمل و نقل هوایی وجود داردکه در فرودگاه‌ها در حال استفاده است ولی هرگز برای طی کردن فاصله‌های کم از آن استفاده نمی‌شود زیرا نسبت به زمان پرواز، شما مجبورید زمان طولانی‌تری را در فرودگاه بگذرانید.البته این امکان وجود دارد که فرودگاه‌هایی با بازدهی بیشتر، حتی برای هواپیماهای رایج، ساخته شود. تصور دست یافتن به اتوبوس‌های پرنده، وسیله‌ی نقلیه‌ای شبیه ون که برای جا به جایی گروه کوچکی از مردم استفاده می‌شود، بسیار هیجان انگیز است.

چنین خدماتی ممکن است خیلی بهتر ازاستفاده از راه آهن با سرعت بالا برای سفر در شهرها باشد.زیرا با استفاده از آن می توان از هر فرودگاهی به فرودگاه دیگر رفت یا با استفاده از VTOL از هر حیاط فرودی به حیاط دیگر سفر کرد.چنین وسایلی می‌توانند بازه‌ی زمانی که شما در سفر خواهید بود را کاهش دهند. یک سرویس اتوبوس پرنده می‌تواند با هزینه‌ای اندک در ۱۵ دقیقه  شما را از Silicon Valley به ترمینال Ferry در سانفرانسیسکو ببرد . این سرویس می‌تواند یک سرویس پرطرفدار شود و ترافیک خودروها را کاهش دهد.

استفاده‌های ویژه

اگر همه‌ی افراد اجازه‌ی پرواز در همه‌ی زمان‌ها را نداشته باشند، موارد ویژه که می‌توانند از این امکان استفاده کنند،کدامند؟

• بسیار واضح است که اولین مورد آمبولانس‌های پرنده هستند.گرچه اکنون در شرایطی نیستیم که توان ساخت مولتی روتورهایی الکتریکی را داشته باشیم که بتوانندبا وزن زیاد پرواز کنند.
• بعضی از سرویس‌های تحویل بسته‌های سبک و ضروری با استفاده از پهپاد انجام می‌گیرد.
• می‌توان امکانی فراهم کرد که در بعضی روزهای خاص از طریق قرعه کشی یا یک روش تقسیم دیگر به مردم اجازه‌ی پرواز داده شود.
• مقامات عالی رتبه حتما مدعی می‌شوند که آن‌ها اهمیت کافی برای استفاده از این امکان را دارند. درشرایطی مثل زمانی که جاده‌ها را برای عبور افراد برجسته دولتی بسته می‌شوند، این امکان برای همه یک برد به حساب می آید.
• پلیس‌ها هم حتما حق استفاده از این امکان را دارند.
• مردمی که در مناطق دورافتاده زندگی و کار می‌کنند و بیشتر پروازشان در مناطق غیرمسکونی است.
• مردمی که در دامنه‌ی کوه‌ها در شهرهای شلوغ زندگی می‌کنند و تنها با استفاده از یک تاکسی بدون راننده می‌توانند به دشت‌ها بروند.
• مردمی که در جزیره‌ها زندگی می‌کنند و بنابراین فقط می‌توانند از طریق تاکسی‌های بدون راننده جا به جا شوند.

منبع:robohub