2023 年 7 月 4 日
- 眾多的停靠點和實惠的價格對於空中出租車運輸服務的需求非常重要
- 經濟運營所需的價格範圍為每公里 4 至 8 歐元
- 空中出租車概念，配備六個旋轉轉子，可容納四名乘客，航程可達 100 公里
- 漢堡空中出租車場景在科赫施泰特 DLR 站點進行了 1:4 比例的測試
- 重點領域：航空、城市空中交通、無人駕駛飛行
無人機和高度自動化的空中出租車有潛力以新的可能性豐富城市空中交通。但是，必須滿足哪些要求，我們才能在幾年內真正使用城市空中交通呢？可以實施的概念必須滿足安全、效率、可持續性和可承受性方面的哪些要求？在 HorizonUAM（城市空中交通）研究項目中，德國航空航天中心 (DLR) 通過可集成到現有基礎設施中的飛機、飛行走廊、停靠點（所謂的垂直機場）概念來尋求這些問題的答案。2023年7月4日至5日，研究人員將在DLR國家無人駕駛航空系統測試中心現場展示他們的研究結果科赫施泰特向公眾展示。該項目的中央飛行測試在一個模型城市進行。城市空中交通發展的具體實例是專門為漢堡市設計的。市民對城市航空交通可能使用的反饋已納入研究中。
德國航空航天中心 (DLR) 表示：“未來的城市空中交通將對安全、高效的運營提出廣泛的要求，要求合適的起飛和著陸地點以及飛行路線能夠輕鬆地融入現有基礎設施和現場人們的日常生活中。” CEO 教授 博士-工程師 安克·凱瑟-皮扎拉。“為此，我們需要一種整體的研發方法，DLR 項目 HorizonUAM 正在採用這種方法。總共十個參與機構和設施展示了德國航天中心在這一未來領域的整體系統能力，這對城市交通和經濟都很重要。”
整個系統處於監控狀態
為了獲得全面的了解，研究人員開發了整體系統模擬和預測全球 UAM 交通服務需求的方法。他們將這種方法應用於全球 990 個擁有超過 50 萬居民的城市地區。“結果表明，隨著停靠站數量的增加和更容易到達，需求明顯增加，”博士報告說。DLR 飛行製導研究所的 Bianca SchuchardtHorizonUAM 項目負責人。“負擔得起的價格在這裡發揮著決定性作用。”利用該方法，科學家們確定了全球 200 多個城市“適合城市空中交通”。除了紐約、東京等大都市外，這還包括漢堡。重要因素包括人口、城市規模和國內生產總值。
研究人員還仔細研究了成本。為此，他們開發並研究了各種應用場景：市內空中出租車交通、機場班車和區域交通。結果是：為了支付運營成本並同時賺取利潤，空中出租車和班車服務的運營商必鬚根據具體情況將價格估計在每公里 4 至 8 歐元的範圍內。
空中出租車垂直起飛
理想情況下，能夠將人們在城市空域從 A 地運送到 B 地的車輛應該是什麼樣子？HorizonUAM項目的研究人員也調查了這個問題。“我們對垂直起飛的空中出租車進行了各種初步設計。我們還針對具有六個旋轉旋翼的概念之一進行了詳細的機艙設計，我們在 UAM 運行的安全性、乘客舒適度和操作流程方面對其進行了優化。”Schuchardt 解釋道。位於不倫瑞克DLR 站點的一處在新建的機艙模擬器中，使用混合現實技術為 30 名測試人員模擬了空中出租車的飛行過程。受試者對沒有飛行員的遙控空中出租車飛行持非常開放的態度。在發生意外事件（例如航線改變）的情況下，當機組人員在船上時，感知的幸福感往往會增加。
旅途中始終安全
安全、可靠且高度自動化——這就是未來的空中出租車應有的樣子。研究人員還研究瞭如何安全操作和遠程監控以及如何對這些飛機進行認證。人們很快就發現，載人航空和無人駕駛航空的兩大挑戰與空中出租車同時出現：對與無人駕駛航空相當的自主性的渴望以及與有人駕駛航空相同的高安全標準。“我們能夠成功證明空中出租車組件的可認證性，例如電池系統。我們已經為更複雜的自主功能認證開發了部分解決方案，但仍然需要進行研究。”Schuchardt 解釋道。
空中出租車停靠站
為了在城市地區使用空中出租車，它們需要停靠點，即小型內城機場，即所謂的垂直機場。這些必須能夠融入現有的城市基礎設施和各自的城市景觀。在此背景下，德國航天中心科赫施泰特基地的研究人員按照 1:4 的比例建造了一座模型城市，並在其中檢查了賽車場的管理情況。Schuchardt 報告說：“在模型城市中，我們能夠測試漢堡的空中出租車場景，作為一個簡潔的例子。具體來說，這是關於漢堡機場和位於 Binnenalster 的 Vertidrom 之間的空中連接。通過漢堡的模擬飛行路線可以方便地沿著現有的 S-Bahn 路線鋪設。敏感區域或空中交通量較高的區域，
感知和接受
如果沒有民眾的廣泛接受，城市空中交通就無法實施。因此，研究人員對公民的反饋進行了多項研究。他們委託 BIK ASCHPURWIS + BEHRENS GmbH 研究所針對德國民眾對民用無人機和空中出租車的接受程度進行了大規模電話調查。研究人員隨後對這些結果進行了分析：結果是大致的情緒圖景。總體而言，人們對民用無人機持更積極的看法，而受訪者對空中出租車的態度平均持保留態度。
另一項研究記錄了當地居民的觀點。在這裡，借助虛擬現實技術，參與者體驗了作為一個路人在民用無人機飛行的城市中的感受。此外，科學家們還開發了一款應用程序，不僅可以測量無人機的背景噪音，用戶還可以用它給出主觀評分。
漢堡示例
為了可視化 HorizonUAM 中的工作，科學家們創建了 3D 渲染圖，展示了他們如何想像垂直跑道概念。“擁堵大都市”漢堡特別適合作為 HorizonUAM 各項調查的參考城市。“在漢堡，我們在 Binnenalster 中放置了一個帶有單個著陸平台的 Vertidrom，即所謂的 Vertistop，”Schuchardt 說道。“我們為漢堡機場設計了一個帶有多個起飛和著陸墊的 Vertidrom，即 Vertiport，”Schuchardt 繼續說道。機場的整合是一個特別的挑戰，因為空中出租車不能太靠近傳統的空中交通。在快速模擬中，甚至在漢堡內檢查了 20 個不同的垂直跑道位置。
此外，研究人員還定義了漢堡內空中出租車的進場和離場操作以及路線。這些在快速模擬中進行了分析，然後與塔台模擬器中的空中交通管制員一起在多種場景中進行了測試。研究了漢堡機場的空中交通管制如何同時控制有人和無人駕駛的空中交通。規定的程序已經證明了其價值，但空中交通管制員的工作量隨著空域參與者的增加而增加也很明顯。
作為 HorizonUAM 項目一部分的飛行測試在位於科赫施泰特的 DLR 站點的國家無人駕駛航空系統測試中心進行。在這裡，科學家們也以漢堡為例。幾架多旋翼飛機代表空中出租車，在漢堡機場和 Binnenalster 上的 Vertidrom 之間移動，並飛越比例為 1:4 的房屋峽谷。研究人員展示了使用所謂的 U-space 服務進行空域整合的方法，並演示了垂直起落機場管理器的流程。他們還使用通過機載攝像頭圖像自動檢測人員的示例來測試人工智能的使用和保護。此外，模範城市還起到了
擴大主題和研究基礎設施
HorizonUAM項目完成後，後續項目已經在規劃中。在此，整個系統的仿真工作還有待繼續。模型城市也將進一步擴建，並擴大賽車場示範場的基礎設施。控制中心對多架空中出租車進行遠程控制測試。研究人員還希望擴大聯盟範圍，將多模式和能源管理納入其中。