Warum sind Hoverbikes nicht gestartet?

Aus Die Rückkehr des Jedi Bei der Gründung im Jahr 1983 stellten sich die Menschen den Tag vor, an dem sie, wie der Protagonist des Films, Luke Skywalker, schnelle Fahrräder fahren könnten, die durch die Landschaft sausen und dabei nur wenige Meter über dem Boden schweben. Seitdem haben viele Unternehmen behauptet, sie hätten herausgefunden, wie man ein reales Produkt erschaffen könne, das die Magie des Kinos nachahmt. Ihre Demos und PR-Kampagnen haben weiterhin den Appetit der Öffentlichkeit auf Hoverbikes geweckt, aber es gibt gute Gründe, warum die aufstrebende Hoverbike-Branche noch nicht durchstarten kann.

„Es wird passieren, aber ich weiß nicht, ob es in Ihrem oder meinem Leben passieren wird“, sagt Ronald Barrett-Gonzalez, Professor für Luft- und Raumfahrttechnik an der University of Kansas. „Bei den aktuellen Ansätzen denke ich, dass es nur eine Weile dauern wird.“

Barrett-Gonzalez war Berater einer Gruppe von Doktoranden der Luft- und Raumfahrttechnik der University of Kansas, die am von Boeing gesponserten GoFly-Wettbewerb teilnahmen. Die Herausforderung, an der 3.800 Teams aus 100 Ländern teilnahmen, bestand darin, „ein sicheres, leises, ultrakompaktes, VTOL-ähnliches persönliches Fluggerät zu entwerfen und zu bauen, das 20 Meilen weit fliegen kann“. [32 kilometers] eine einzelne Person tragen.

Der letztendliche Hauptsieger hätte 1 Million US-Dollar erhalten sollen, und 250.000 US-Dollar hätten an die leisesten und kleinsten GoFly-Teilnehmer vergeben werden sollen, als die Herausforderung im September 2023 endete Die zweite von drei Phasen des Wettbewerbs wurde abgesagt, weil windige Bedingungen den Start der Maschinen gefährlich machten.

Lösung der Hoverbike-Physik

„Helikopter werden seit langem mit relativ kleinen Motoren für ihre Größe gebaut“, sagt Barrett-Gonzalez. „Derart große Fahrzeuge können mit kleinen Motoren angehoben werden, weil sie große Rotordurchmesser haben. Wichtig ist das Volumen der Luftsäule, auf der sie sich befinden. Wenn man sich Hoverbikes anschaut, sind ihre Rotordurchmesser viel kleiner. Und die Physik sagt, dass es mehr Kraft pro Gewichtseinheit braucht, um ein Flugzeug wie dieses anzuheben.

Um von der Effizienz zu profitieren, die mit dem enormen Schwung des Rotors eines Hubschraubers verbunden ist, müssen Hoverbike-Konstrukteure wahrscheinlich die Idee aufgeben, dass diese Maschinen auf Parkplätzen landen, die für Autos vorgesehen sind, oder zumindest auf neue Generationen von Motoren und Elektromotoren warten mit größerer Kraft. Es wird eine Leistungsdichte entstehen und es werden Batterien entstehen, die viel mehr Leistung liefern und viel mehr Energie speichern können als die heute verfügbaren.

Risikobewertung für Hoverbikes

Sicherheitsbedenken sind ein ebenso großes Hindernis für den Verkauf von Hoverbikes. Das GoFly-Projekt des Teams der University of Kansas mit dem Namen Mamba war einer von zehn Phase-I-Gewinnern für das beste Design. Der Sechs-Rotor-Hexkopter, bei dem Sicherheit, Zertifizierungsfähigkeit und Leistung im Vordergrund standen, verfügte über ummantelte Rotoren und eine neigbare Stabilisierungsoberfläche.

Der GoFly-Eintrag der University of Kansas ist ein rot-schwarzer Hexkopter mit zwei großen und zwei kleinen horizontalen Rotoren und zwei vertikal angeordneten Rotoren am Heck. Universität von Kansas

Doch Mamba schaffte es nicht, Phase II, die Bauphase, zu überstehen. Barrett-Gonzalez erklärt, dass „die Arten von Sicherheitskriterien, denen wir folgen, durch Regeln und Vorschriften durchgesetzt werden, wie zum Beispiel die FAR 23-Lufttüchtigkeitsstandards der US-Regierung, die kleine Flugzeuge regeln, und die FAR 27-Standards für kleine Hubschrauber.“ Dieser Sicherheitsstandard solle sicherstellen, dass die Wahrscheinlichkeit eines tödlichen Ereignisses eine Flugstunde von einer Million nicht übersteige. „Für größere Flugzeuge wie große Boeing-Verkehrsflugzeuge und größere Hubschrauber ist der Standard sogar noch strenger. Das entspricht einer Flugstunde von einer Milliarde.

Diese Betonung der Sicherheit sei nicht ohne Kosten, fügt Barrett-Gonzalez hinzu. „Was ein Flugzeug wie die Mamba derzeit daran hindert, vom Reißbrett zur Realität zu gelangen, sind seine hohen Kosten. Wir könnten was tun Krieg der SternePodracer kann es, aber es ist eine 3,2-Millionen-Dollar-Maschine. Andererseits könnten es sich vielleicht Elon Musk und ein halbes Dutzend andere Menschen leisten.

Mehrere potenzielle Hoverbike-Hersteller zogen potenzielle Käufer mit Preisen an, die um eine Größenordnung unter der Schätzung von Barrett-Gonzalez lagen. Aber Barrett-Gonzalez weist darauf hin, dass sie nicht die Kombination von Sicherheitsfunktionen umfassen, die in das Design der Mamba integriert sind. Die Mamba verfügt über einen Überrollkäfig und die Motoren sind Kreuzwellenmotoren. „Wenn man also einen Motor verliert, stürzt man nicht aus dem Himmel“, sagte er. Darüber hinaus sind die Rotoren der Mamba in einem patentierten Design angeordnet, das laut Team verhindert, dass ein Fahrer oder Zuschauer mit den rotierenden Rotorblättern der Maschine in Kontakt kommt.

Für alle, die argumentieren könnten, dass das Mamba-Projekt aufgrund eines zu komplexen Designs implodiert sei, erinnert sich Barrett-Gonzalez, dass das Mamba-Team umfangreiche Briefings mit dem Direktor der Direktion für Kleinflugzeuge der US-Luftfahrtbehörde Federal Aviation Administration hatte. „Und er hat es klar gesagt: ‚Die FAA wird keinen menschlichen Eierschläger zertifizieren‘“, sagt Barrett-Gonzalez.

„Wir könnten tun, was für ein Krieg der Sterne Podracer kann es, aber es ist eine 3,2-Millionen-Dollar-Maschine. Andererseits könnten es sich vielleicht Elon Musk und ein halbes Dutzend andere Leute leisten. —Ronald Barrett-Gonzalez, Universität von Kansas

Hover (ein Hoverbike-Anwärter, früher bekannt als Hoversurf) hat kürzlich seinen Hauptsitz von Kalifornien nach Russland verlegt, und Joby Aviation hat beschlossen, sein Geschäft mit elektrischen Lufttaxis für vertikales Starten und Landen (eVTOL) in Dubai zu starten. Diese Maßnahmen bedeuten nicht zwangsläufig die Notwendigkeit, Einnahmen zu generieren, bevor sie durch Verbesserungen ihrer Konstruktionen in die Lage versetzt werden, die US-amerikanischen Sicherheitsstandards zu erfüllen. Aber diese Erklärung ist genauso plausibel wie jede andere. „Weder Russland noch Dubai verfügen über ausgereifte Luftsicherheitsstandards, die für Fahrzeuge dieses Typs gelten“, sagt Barrett-Gonzalez.

Wo sind sie jetzt?

Im Jahr 2014, IEEE-Spektrum berichtete über die Zusage von Aerofex, bis 2017 ein kommerziell erhältliches Hoverbike, das Aero-X, zu liefern. Spoiler-Alarm: Das ist nicht geschehen. Obwohl Aerofex immer noch in Betrieb ist, hat das Unternehmen die Aero-X vor dem geplanten Markttermin eingestellt. Das Unternehmen weist stolz auf die Fortschritte hin, die bei der Entwicklung von Aero-X erzielt wurden, einschließlich der kinästhetischen Steuerung, die es dem Piloten ermöglicht, ein Privatflugzeug durch Gewichtsverlagerung auf die gleiche Weise zu stabilisieren und zu steuern, wie man es mit dem Fahrrad tut. Doch 16 Jahre nach seinem Erstflug im Jahr 2008 ist der 85.000 US-Dollar teure Aero-X immer noch nicht im Handel erhältlich.

Sieben Jahre nach seinem ersten Erscheinungsdatum ist der Aero-X von Aerofex immer noch nicht im Handel erhältlich.Aerofex

Unterdessen erregte die Hoverbike-Modellreihe Scorpion von Hover große Aufmerksamkeit in der Presse. Aber zum jetzigen Zeitpunkt befinden sich die fliegenden Motorräder des Unternehmens noch in der Vorbestellungsphase, und es gibt keinen Hinweis darauf, wann Modelle wie die 150.000 US-Dollar teure S-3 an diejenigen ausgeliefert werden, die eine Anzahlung geleistet haben.

Und auch Tetra Aviation, das Tokioter Startup, das von der GoFly-Jury mit dem Pratt & Whitney Disruptor Award in Höhe von 100.000 US-Dollar für sein einsitziges eVTOL-Fahrzeug Mk-5 ausgezeichnet wurde, steckt noch in der Entwicklungsphase fest. Tetra hat Pläne angekündigt, den Mk-5 mit seinen 32 vertikalen Hubrotoren, die auf lange, dünne Flügel aus Aluminium und Kohlefaser verteilt sind, und einem einzelnen Schubpropeller am Heck ab 2022 für 320.000 US-Dollar anzubieten. Aber der 8,5 Meter breite und Die 6,1 Meter lange Maschine, die mit einer Akkuladung 160 Kilometer (bei einer Geschwindigkeit von bis zu 160 Stundenkilometern) zurücklegen soll, befindet sich noch in der Phase der Vorbestellung.

Nach Aussagen von Unternehmen, die Hoverbikes vermarkten wollen, wird seit mehr als einem Jahrzehnt auf die Fahrzeuge zwei bis drei Jahre gewartet. Die von diesen Unternehmen gemachten Marktprognosen klingen allmählich stark nach der alten Meinung über die Kernfusion, die seit fast 50 Jahren behauptet, dass die Fusion „nur noch 20 Jahre entfernt“ sei.