Rendering dari pesawat FLIMAX yang sedang dalam pengembangan untuk melihat pemandangan udara dan taksi udara listrik di lapangan terbang kecil di Norwegia.
Saat ini, kami terus menjelajahi elektrifikasi di mana-mana, dengan fokus saat ini pada bidang penerbangan. Sebagaimana telah dibahas, tujuan akhirnya adalah baterai dan bahan bakar nabati, seringkali dalam pesawat listrik hibrid. Namun, kita belum sampai pada tujuan akhir. Bagaimana tampilan beberapa tahun ke depan?
Saya telah beberapa kali berbicara dengan insinyur dirgantara Kevin Antcliff, sebelumnya di NASA di mana ia memimpin pengembangan laporan mobilitas udara regional dan sekarang di XWing di mana ia adalah pemimpin produk untuk layanan pengiriman kargo udara otonom terkemuka mereka. Saya juga duduk di dewan penasihat FLIMAX, sebuah perusahaan asal Inggris yang mengembangkan pesawat taksi udara dan pemandangan udara listrik, yang rendering-nya ada di bagian atas artikel ini. Dan saya telah banyak berdiskusi dengan pemimpin industri di bidang ini seperti Anders Forslund, pendiri dan CEO Heart Aerospace, yang saat ini dianggap sebagai pemimpin dengan pesawat turboprop listrik hibrid berkapasitas 30 kursi, serta para pendiri Electron Aviation, yang berfokus pada penawaran taksi udara listrik empat penumpang dan pengiriman kargo ringan. Apa itu mobilitas udara regional? Kita kembali beberapa dekade ke belakang. Ada banyak maskapai yang mengoperasikan rute yang jauh lebih pendek antara bandara-bandara kecil. Pesawat-pesawat tersebut lebih kecil dan pesawat bermesin propeler mendominasi jauh lebih besar daripada sekarang.
Dan kemudian industri penerbangan penumpang mulai beralih ke pesawat yang lebih besar, bandara yang lebih besar, dan mesin jet yang lebih besar. Sebagian besar ini hanyalah ekonomi skala. Lebih banyak penumpang per penerbangan mengamortisasi biaya pesawat mahal, bahan bakar, dan awak penerbangan dengan lebih efektif. Lebih banyak penumpang yang melewati terminal besar menciptakan lebih banyak peluang untuk menjual parfum dan gadget bebas pajak kepada mereka.
Mesin jet terutama menjadi semakin efisien. Setidaknya, selama mereka terbang pada ketinggian 38.000 kaki pada kecepatan jelajah optimal. Mesin jet berdiameter besar modern adalah keajaiban teknik, mengubah 50% energi bahan bakar mereka menjadi gerakan maju di bawah kondisi tersebut. Namun, saat taxiing atau menunggu di landasan pacu atau bahkan saat lepas landas, seperti menuangkan kerosin ke landasan. Ekonomi dari mesin itu lebih memihak penerbangan jarak jauh.
Di Amerika Serikat, di mana begitu banyak pesawat kecil dibuat, ada batu di jalan, yaitu tanggung jawab produk. Lingkungan hukum pada saat itu memungkinkan tanggung jawab praktis tanpa batas untuk rangka pesawat bahkan puluhan tahun setelah pembuatan. Biaya asuransi meroket, banyak produsen pesawat kecil bangkrut, dan perusahaan besar berhenti membuat pesawat kecil. Hal ini diakui dan Kongres menyetujui Undang-Undang Rehabilitasi Penerbangan Umum 1994 atau GARA, yang membatasi tanggung jawab rangka pesawat selama 18 tahun. Dengan GARA, pesawat kecil mulai diproduksi lagi, meskipun dalam jumlah lebih kecil. Namun, untuk penerbangan penumpang dengan pesawat jet yang lebih besar terus mendominasi dan sedikit pesawat turboprop besar baru yang melengkapi pesawat tua yang mengoperasikan rute pendek yang tersisa. Kombinasi ini berarti bahwa meskipun ada lebih dari 5.000 bandara di Amerika Serikat dan ribuan lebih di Eropa, kurang dari 1% dari mereka melayani lebih dari 70% penumpang. Setelah model bisnis terbentuk, diperlukan sesuatu yang mengganggu untuk mengubahnya. Dan pesawat listrik adalah hal itu, serta beberapa teknologi tumpang tindih. Tetapi mengapa? Sebelum studi mobilitas udara regional yang dipimpin Antcliff, NASA melakukan studi Zip aviation, yang memodelkan ekonomi pesawat penumpang listrik otonom kecil yang terbang dari lapangan terbang kecil. Studi tersebut menemukan bahwa kombinasi tersebut dapat menurunkan biaya penerbangan hingga titik di mana masih lebih mahal untuk terbang 300 mil daripada mengemudi, tetapi penghematan biaya dan stres mengemudi akan menyebabkan lonjakan besar dalam penerbangan. Tapi mengapa pesawat listrik lebih murah untuk diterbangkan? Karena sama dengan mobil listrik yang lebih murah untuk dikendarai. Mesin penggerak listrik jauh lebih efisien daripada yang membakar bahan bakar. Sementara efisiensi 50% mesin jet modern adalah luar biasa dan mesin jet penerbangan gas modern melihat efisiensi tersebut pada kecepatan optimal, mesin penggerak listrik baterai memiliki efisiensi 95%. Selain itu, mereka memiliki efisiensi 95% atau lebih saat bergulir di landasan pacu atau diam. Pemeriksaan pra-penerbangan dengan pesawat listrik baterai tidak perlu membuat baling-baling terus berputar, sesuatu yang menyebabkan kebingungan di lapangan terbang kecil saat pesawat listrik terbang di sana untuk pertama kalinya. Dan kesederhanaan mesin penggerak listrik baterai mengurangi biaya perawatan juga. Alih-alih tangki bahan bakar, pompa bahan bakar, saluran bahan bakar, mesin kompleks, knalpot, radiator, dan sistem pelumasan dengan banyak bagian yang bergerak, elektron mengalir di sepanjang kabel dari baterai ke motor listrik yang memutar baling-baling, dengan satu bagian yang bergerak. Hal ini secara signifikan mengurangi durasi semua kegiatan perawatan dan pemeriksaan, memungkinkan pesawat terbang lebih banyak jam dengan campur tangan manusia yang lebih sedikit. Dan pesawat baterai listrik sederhana akan lebih murah untuk disertifikasi di masa depan. Saat ini mereka novel, tetapi sertifikasi pesawat sipil adalah pemeriksaan silang keselamatan n kali n, dengan setiap kombinasi kondisi harus divalidasi dalam pembuatan dan uji penerbangan sebelum NASA atau EASA memberikan izin untuk membawa penumpang. Dengan pesawat listrik, ada jauh lebih sedikit kombinasi n kali n karena ada jauh lebih sedikit bagian yang bergerak dan sub-sistem. Ini tidak berlaku untuk mimpi-mimpi Jetson mobilitas udara perkotaan pesawat lepas landas dan mendarat vertikal listrik. Mereka kompleks, memiliki banyak inovasi, dan banyak kondisi kegagalan, jadi sertifikasi kemungkinan akan US$1.5 miliar per mesin, uang yang dimiliki perusahaan seperti Archer dan Joby dan analisis realistis kasus bisnis mereka tidak mendukungnya. Lebih pada artikel mendatang. Kepadatan energi baterai tidak sebesar kendala yang banyak orang anggap. Ya, baterai yang membawa energi yang sama seperti bahan bakar penerbangan jauh lebih berat dari bahan bakar, tetapi efisiensinya mengurangi hal itu. Dengan kepadatan energi saat ini dan pesawat kecil, jangkauan lebih dari 200 mil dengan mudah dapat dicapai. Dengan baterai materi kondensat baru CATL, yang akan dirilis tahun ini, jangkauan dua kali lipat dengan bobot yang sama adalah dapat dilakukan. Maturity model mobilitas udara regional yang menunjukkan kemajuan menuju kematangan penuh pada tahun 2040.
Michael Barnard, Kepala Strategi, TFIE Strategy Inc. Namun, penerbangan sipil saat ini membutuhkan pilot juga. Itu lebih menjadi faktor pembatas, untuk saat ini. Dua faktor baru yang muncul juga turut berpengaruh, yaitu pengendalian lalu lintas udara digital dan sistem penerbangan otonom. Kematangan ketiga elemen ini diproyeksikan hingga tahun 2040 dalam skenario yang saya kembangkan beberapa tahun lalu dalam grafik di atas. Mari kembali ke Xwing, tempat kerja profesional baru Antcliff. Perusahaan itu mengoperasikan layanan pengiriman kargo regional kecil sementara bekerja untuk mengotomatiskan penerbangan. Untuk saat ini, seorang pilot terlatih selalu mengamati di kokpit, siaga untuk mengendalikan. Tetapi mereka telah melakukan beberapa penerbangan dari apron ke apron sepenuhnya di bawah kendali otomatisasi. Mengotomatisasi penerbangan pesawat sebenarnya lebih mudah daripada mengotomatisasi berkendara ke tempat kerja. Apron dan landasan bandara adalah lingkungan yang diatur dengan hati-hati dengan lebih sedikit kendaraan yang bergerak, kecepatan yang jauh lebih rendah, dan tidak ada anak-anak yang naik sepeda roda tiga. Begitu di udara, sebenarnya cukup sulit untuk menabrak sesuatu kecuali tanah. Tidak banyak yang ada di sana dan ada banyak ruang ke segala arah untuk menghindari apapun yang berbagi wilayah udara. Autopilot telah dapat mendarat dan lepas landas dalam waktu yang lama dan pesawat jet besar sering menggunakannya, terutama dalam keadaan angin rendah, visibilitas rendah. meskipun masih banyak keterlibatan dan pengawasan pilot. Tetapi bagaimana, Anda bertanya, air traffic control berbicara dengan pesawat? Saat ini sedikit membingungkan, dengan radio pesawat terhubung ke sistem komunikasi digitalnya yang mengirim suara pengontrol lalu lintas udara kembali ke pangkalan pengendali darat yang merespons dan memasukkan perubahan jalur penerbangan ke dalam sistem. Di masa depan, masuklah pengendalian lalu lintas udara digital. Salah satu persyaratan pertama untuk itu adalah transponder digital pada semua yang kita masukkan ke langit. Saat ini, itu merupakan persyaratan bahkan untuk drone. Menyusul adalah sistem komputerisasi untuk pengontrol lalu lintas udara memasukkan perubahan rencana penerbangan untuk komunikasi melalui komunikasi digital ke pesawat. Bahasa pengontrol lalu lintas udara akan berubah dari bahasa Inggris menjadi bahasa komputer, dengan manusia mengawasi proses tersebut. Ketika itu terjadi, para pilot dapat meninggalkan kokpit dan pengawasan dapat dilakukan dari darat. Hal ini dimulai dengan pesawat kargo kecil yang terbang rute-rute berisiko rendah yang dirancang dengan hati-hati. Tidak ada halaman sekolah yang akan dilintasi oleh udara dalam beberapa tahun. Jadi kita memiliki trifecta yang muncul dari pesawat yang jauh lebih murah untuk dioperasikan dan dirawat yang akan semakin mampu terbang tanpa pilot di dalamnya, dimulai dengan kargo. Itu pada gilirannya membuka penghematan biaya masif yang akan memungkinkan model bisnis yang memanfaatkan semua bandara tersebut. Penawaran pemandangan udara, taksi udara, pengiriman kargo ringan, dan sejenisnya akan berkembang pesat. Dan banyak penumpang akan naik penerbangan listrik murah untuk 200 hingga 400 mil daripada melewati bandara besar dan naik pesawat jet besar. Seiring berjalannya waktu, lebih banyak penumpang akan ditarik keluar dari model hub and spoke, yang akan kehilangan rute yang lebih pendek dan lebih mahal dan dipertahankan untuk penerbangan jarak lebih jauh. Dalam proyeksi pesimis saya mengenai baterai, sebagian besar penerbangan di dalam benua akan dilayani oleh pesawat turboprop hibrid listrik hingga 100 penumpang yang memiliki generator bahan bakar nabati di dalamnya hanya untuk pengalihan dan cadangan. Saya tidak akan terbang dari rumah saya di Vancouver ke Miami dengan cara itu, tetapi akan sangat masuk akal untuk terbang ke Seattle atau bahkan San Francisco dengan pesawat yang lebih murah, lebih tenang, dan lebih kecil. Itu dalam jangkauan kimia baterai yang diketahui, dengan prediksi saya pada silikon.
Dalam skenario optimis baterai saya, langit adalah batasnya, dengan potensi untuk penerbangan listrik transkontinental.
