Un vehículo aéreo personal ( PAV ) es una clase propuesta de avión de pasajeros que proporciona transporte aéreo a demanda.
La aparición de esta alternativa a los métodos tradicionales de transporte terrestre ha sido posible gracias a las tecnologías de vehículos aéreos no tripulados y a la propulsión eléctrica . Entre las barreras se incluyen la seguridad de la aviación , la aeronavegabilidad , los costos operativos , la usabilidad , la integración del espacio aéreo , el ruido y las emisiones de las aeronaves, que se abordaron primero mediante la certificación de los UAS pequeños y luego con la experiencia. [1]
Aún no existe una definición totalmente aceptada de vehículo aéreo personal (PAV). Por lo general, se entiende que es una aeronave eléctrica autónoma con capacidad VTOL punto a punto. Puede o no tratarse como un vehículo eléctrico autónomo de un solo asiento, a diferencia del eVTOL de varios asientos . [2] Su objetivo es proporcionar una comodidad de vuelo similar a la del automóvil privado en términos de accesibilidad y facilidad de operación, al tiempo que ofrece la velocidad y las eficiencias de ruta que posibilita el vuelo directo punto a punto. El PAV se diferencia de los tipos de aviación general convencionales en que puede ser utilizado por personas sin cualificación de piloto. [3]
En la actualidad, la velocidad media de un automóvil de puerta a puerta es de 35 millas por hora (56 km/h). En el área metropolitana de Los Ángeles, se prevé que esta velocidad se reduzca a 22 millas por hora (35 km/h) para el año 2020. El Departamento de Transporte de los Estados Unidos (DOT) afirma que cada año se desperdician 6.700 millones de galones estadounidenses (25.000.000 m3 ) de gasolina en los atascos.
Un futuro sistema de viajes mediante vehículos eléctricos podría evitar los atascos de tráfico aéreo y ayudar a aliviar los atascos en las autopistas. [ cita requerida ]
Además de la fabricación de vehículos aéreos personales, también se está investigando la creación de sistemas autónomos para PAV. En primer lugar, los sistemas de instrumentos electrónicos de vuelo con visión sintética (EFIS) como Highway in the sky (HITS) facilitan enormemente el control de las aeronaves. [4] Además, Phantom Works está trabajando en el diseño de un sistema que permita automatizar los PAV. Los PAV tienen sus propios "carriles" en el cielo, lo que garantiza la prevención de posibles colisiones. Además, los diferentes PAV también son capaces de detectarse entre sí y comunicarse entre sí, lo que reduce aún más el riesgo de colisiones. [5]
La infraestructura de la Administración Federal de Aviación (FAA) actualmente no es capaz de manejar el aumento en el tráfico aéreo que generarían los PAV. El plan de la FAA para actualizar forma el Sistema de Transporte Aéreo de Próxima Generación , planificado para 2025. [6] Un plan provisional es utilizar aeropuertos más pequeños. Los modelos de la NASA y otros han demostrado que los PAV que utilizan aeropuertos comunitarios más pequeños no interferirían con el tráfico comercial en aeropuertos más grandes. Actualmente hay más de 10,000 aeropuertos pequeños públicos y privados en los Estados Unidos que podrían usarse para este tipo de transporte. Esta infraestructura está actualmente infrautilizada, utilizada principalmente por aeronaves recreativas.
El ruido de los PAV también podría perturbar a las comunidades si operan cerca de viviendas y empresas. Sin niveles de ruido más bajos que permitan aterrizajes residenciales, cualquier PAV debe despegar y aterrizar en un aeródromo controlado por la FAA, donde se han aprobado niveles de sonido más altos.
Se han realizado estudios para explorar formas de hacer que los helicópteros y los aviones sean menos ruidosos, pero los niveles de ruido siguen siendo altos. En 2005 se identificó un método simple para reducir el ruido: mantener los aviones a una mayor altitud durante el aterrizaje. Esto se denomina aproximación de descenso continuo (CDA). [7]
Muchos de los aviones PAV propuestos se basan en baterías eléctricas , sin embargo tienen un alcance bajo debido a la baja energía específica de las baterías actuales. [8] Este alcance puede ser insuficiente para proporcionar un margen de seguridad adecuado para encontrar un lugar de aterrizaje en una emergencia.
Se han propuesto aviones con pilas de combustible como solución a este problema, debido a la energía específica mucho mayor del hidrógeno . [8] [9]
La seguridad de los vuelos urbanos es un problema bien conocido para los reguladores y la industria. El 16 de mayo de 1977, el accidente de un helicóptero Sikorsky S-61 de New York Airways que partía del Aeropuerto Internacional John F. Kennedy , que aterrizó en el techo del Edificio Pan Am (ahora Edificio MetLife ) cuando un tren de aterrizaje colapsó y una pala del rotor desprendida mató a varias personas en el helipuerto y a una mujer en Madison Avenue , poniendo fin a ese negocio durante décadas casi en todo el mundo. Las tasas actuales de accidentes de helicópteros serían insuficientes para la movilidad urbana. El diseño centrado en la seguridad del Sikorsky S-92 todavía permite un accidente fatal por millón de horas de vuelo. Esta tasa daría lugar a 150 accidentes al año para 50.000 eVTOL que vuelan 3.000 horas al año. [10]
Para Sikorsky Innovations, el mercado emergente de movilidad aérea urbana de 30 mil millones de dólares necesita una seguridad al menos tan buena como la de la Parte 29 de FAR que rige sobre helicópteros de 7000 lb (3,2 t). En mayo de 2018, Sikorsky voló un S-76 120 horas con vuelo autónomo punto a punto en tiempo real y evitación del terreno de la manera más difícil, con software de nivel A y redundancia , con un piloto de seguridad. [11] Sikorsky Aircraft quiere alcanzar una seguridad de vuelo vertical de un fallo cada 10 millones de horas en plataformas de alta utilización combinando la experiencia actual en helicópteros con avances en vuelo autónomo, integración del espacio aéreo y propulsión eléctrica . [10]
La NASA creó el Proyecto del Sector de Vehículos Aéreos Personales en 2002, como parte de su Programa de Sistemas de Vehículos (VSP). Este proyecto formaba parte de la oficina de Integración de Vehículos, Estrategia y Evaluación de Tecnología (VISTA) de la NASA, que también incluía sectores para Transportes Subsónicos, Aeronaves VTOL, Aeronaves Supersónicas y Aeronaves de Gran Altitud y Larga Autonomía. El objetivo de cada sector era establecer metas de capacidad de los vehículos y las estrategias de inversión en tecnología necesarias para lograr esos avances. [12]
La diferencia en las características de los vehículos entre los PAV y los aviones monomotores de pistón de aviación general existentes se estableció en 2003 en una conferencia del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica (AIAA). [13] Se necesitarían conceptos avanzados para mejorar drásticamente la facilidad de uso, la seguridad, la eficiencia, el rendimiento en longitud de campo y la asequibilidad.
En 2006, el VSP fue reemplazado por nuevas iniciativas de la NASA Aeronautics. Los esfuerzos de desarrollo de la tecnología PAV en la NASA pasaron a ser una inversión basada en premios, y en 2007 se destinaron fondos del Premio Centenario de la NASA de 250.000 dólares para un Desafío de Vehículo Aéreo Personal. [ cita requerida ]
La Unión Europea está financiando un estudio de tres etapas por un valor de 4,2 millones de euros (en el marco del Séptimo Programa Marco ) sobre tecnologías e impactos para vehículos aéreos no tripulados: interacción hombre-aeronave, automatización de sistemas aéreos en entornos abarrotados y exploración del entorno sociotecnológico. [14] [15]
La NASA Langley ha investigado y creado prototipos de las tecnologías necesarias para los PAV y ha dedicado el mayor premio en efectivo en la historia de la aviación general al PAV que pueda demostrar la mejor combinación general de rendimiento. La competencia de vuelo de PAV para este premio, conocida como el primer desafío anual de PAV, se llevó a cabo del 4 al 12 de agosto de 2007 y fue organizada por la Fundación CAFE en Santa Rosa, California. [16]
En 2008, el desafío pasó a llamarse Desafío Tecnológico de Aviación General.
Los nuevos premios fueron:
Los ganadores fueron: