• Loz Blain

La Vision de la Voiture Volante électrique par David Mayman et Jetpack Aviation


Le Concept de VTOL électrique Jetpack Aviation, qui devrait effectuer un premier vol d'endurance de 20 minutes, soit à l' aide d' un petit générateur, ou quand la technologie de la batterie aura assez évolué…(Crédit: Jetpack Aviation )

David Mayman de Jetpack Aviation et Nelson Tyler ont déjà apporté leur contribution sur les pages des livres de science-fiction et sur le marché avec leur Jetpack à turbines. Maintenant, ils ont l'intention de faire la même chose avec des voitures volantes. Nous avons parlé avec Mayman longuement sur le nouveau projet de multirotor VTOL habité de Jetpack Aviation.

L'âge de la voiture volante sera bientôt venu. Merci à une convergence des développements technologiques - batteries au lithium, drones multirotor, avion électrique, des capteurs inertiels bon marché et abondants - la révolution des déplacements en trois dimensions commence, et un certain nombre d'entreprises font des progrès sérieux dans les stades embryonnaires de cet espace très excitant .

Une des meilleures vues d' ensemble et des projections en avant dans cet espace que nous avons vu est le livre blanc Uber Elevate , qui décrit les caractéristiques de cet espace et met quelques chiffres autour d'un service de taxi aérien par VTOL, et ce qu'il faudrait faire en termes de réglementation, infrastructures et tarification afin de rendre le concept viable.

Un nouveau prétendant inattendu vient de lancer son chapeau dans la spirale : Jetpack Aviation (JPA), une petite start Up de Van Nuys, en Californie, dirigé par les pionniers du vol personnel David Mayman et Nelson Tyler. L'équipe JPA a fait des progrès magnifiques dans ces dernières années en développant le premier sac à dos de turbine à réaction du monde - un rêve sauvage de science-fiction devenu réalité.

Mayman, en tant que PDG et chef pilote, a mis en scène des vols publics spectaculaires des JB-9 et JB-10 jetpacks tout autour des Etats-Unis et en Europe, et la société a récemment annoncé que si vous avez l'argent, vous pouvez effectivement en acheter un maintenant .

Avec un jetpack six-turbine JB-11 sur le point d'être construit, contrats certains de l'armée américaine à remplir et un JB-12 tout-électrique en cours de développement, l'équipe JPA a certainement ses mains pleines - mais pas trop pleines pour commencer à développer un concept de voiture volante sous forme d’un multicoptère électrique qui reste à être nommé.

Actuellement au stade du CAD, le concept JPA VTOL est une vision précoce d'une voiture de banlieue monoplace en trois dimensions. C’est un multirotor habité, avec 12 rotors montés coaxialement sur six bras. A toutes fins utiles, il est aussi un multicoptère électrique monoplace qui va tenir dans un seul garage de voitures grâce aux bras central rabattable.

Nous avons conversé avec le PDG JPA David Mayman au téléphone pour discuter du développement du concept VTOL, la course pour construire la première voiture commercialement viable de vol, l'avenir de l'aviation personnelle et les défis auxquels l'équipe est confrontée à rendre ces types d'aéronefs sécurisés en cas d’incident de vol.

Voici ce que Mayman avait à dire, avec ses propres mots :

La question est: qui va posséder le prochain marché de voiture volante?

Larry Page a deux paris séparés sur la table, avec Zee.Aero et Kitty Hawk. Airbus est sur le point d'avoir un temps d’avance avec le PopUP (projet Vahana) . Vous avez eHang en Chine et e-Volo en Allemagne qui construisent des multicoptères habités. Dezso Molnar de faire son truc avec le Wing rue et le Gyrocycles (il est une personne étonnante, bien que de mes discussions avec lui, il semble qu'il est pas intéressé par tout ce qui est pas roadable…).

Notre ingénieur en chef Stefano est allé jusqu'en Californie du Nord et effectivement réussi à obtenir sur un tour complet de la Joby Aviation installation - il a dit que ce qu'ils font là - bas avec le S4 est incroyable. Lui et JoeBen Bevirt, je pense que les deux sont allés à UC Davis ensemble.

Il y a deux écoles de pensée. Vous avez votre avion à ailes avec la propulsion électrique distribuée - la Joby , l'Airbus , la Zee.Aero - l'avantage ici est la haute vitesse. Ils peuvent voler à une vitesse de croisière de 320 à 480 km / h.

Passons de l'autre côté. Reprenons l'approche du multirotor habité. Plus que toute autre chose, parce que cette technologie a déjà assez été éprouvée. Les vitesses sont plus faibles – on pourrai parler d’environ 145 km / h, mais le facteur de taille est tellement plus petit que vous ne disposez pas d'une aile.

Jetpack Aviation a son propre design d’une automobile VTOL.

De la façon dont nous l’avons conçue, il y a effectivement six bras qui sortent de la partie supérieure du châssis - deux à l'avant, deux au milieu et deux à l'arrière. Celui du milieu peut se plier verticalement. Sa conception a été voulue afin que le véhicule soit apte à être garé à l’intérieur d’un garage d’une seule voiture. Il faut donc que le châssis soit assez bas et assez mince pour le faire, parce que les bras latéraux et les accessoires se replient contre le châssis.

Il n'y a qu'un seul siège dans la cellule pour le moment, mais l’intérêt de la propulsion électrique distribuée est qu'elle est très, très évolutive. De la façon dont les moteurs électriques fonctionnent, cela vous permettra d’ajouter de la puissance aux moteurs électriques pour transporter 2 personnes. Le facteur limitant final provient de la densité de stockage de la batterie.

Nous avons tous, comme Tesla, travaillé dans le but d’accroitre la capacité des batteries pour obtenir plus de wattheures. Nous pouvons obtenir actuellement 200 Wh par kilogramme de batterie. Mais les développeurs disent qu’en quatre ans, peut-être qu’un Kg pourra fournir le double, soit 400 Wh. C'est énorme, à ce stade, tout deviendra beaucoup plus réaliste pour ces appareils électriques.

Nous avons commencé avec les patins d'atterrissage, mais nous avons fini par de petites sphères, dénommées boules d'atterrissage.

Le Volocopter est un concept beaucoup plus grand, en utilisant les mêmes moteurs allemands à courant continu sans balais Hacker que nous envisageons. Ils utilisent 18 rotors, je crois, qui sont répartis sur six bras qui se divisent en 12 zones, et cela représente un gros volume. Mais ils n’ont pas monté les moteurs coaxialement comme nous le prévoyons.

Notre concept est que, sur la terminaison de chacun de nos six bras, vous avez un moteur sur le dessus, et un moteur en dessous. Ils tournent dans des directions opposées. Cela produit des turbulences, parce que l'air qui est poussé par le haut vers le bas rencontre un air qui a déjà été accéléré. Donc, l'angle d'inclinaison des pales inférieures doit être différent. Mais cela permet une forme beaucoup plus compacte. Nous pouvons donc utiliser la moitié de l'espace nécessaire à la propulsion.

Nous continuons à faire le calcul sur la conception coaxiale en termes d'efficacité. Nous savons que cela fonctionne, mais nous ne savons pas exactement combien nous perdons d’efficacité en procédant de cette façon.

Pour l’instant, nous avons opté pour des hélices en bois sur mesure au lieu de carbone. On peut en obtenir d’incroyablement légères, et elles sont beaucoup plus résistantes aux dommages. Avec une hélice en carbone, si vous avez un choc, comme une petite pierre, elles s‘émiettent immédiatement. Une hélice en bois est très facile à réparer, et il y a de fantastiques petits artisans qui font des miracles, et qui ne sont pas très coûteux.

Ces propulseurs fonctionnent relativement près du sol, à environ 2 mètres. Il y a toujours le risque de ramasser des trucs. Je veux dire, si vous regardez le eHang 184 Chinois , leurs hélices inférieures sont littéralement t à 8 pouces du sol. Je ne vois pas comment cela va fonctionner. Si vous atterrissez sur un terrain qui n’est pas parfaitement de niveau, ou si vous arrivez avec un peu d'un angle, l'hélice est la première chose qui va frapper le sol. Je ne suis pas sûr que cela ait été pensé au moment de la conception. Mais Ehang a su lever beaucoup d'argent, autour de 80 millions $ US.

Donc, dans ce but, nos hélices sont fixées sur le haut de la cellule. De toute évidence, cela signifie un certain poids ajouté, parce que vous devez avoir cette force supplémentaire grâce à l'ensemble de la structure de la cellule à supporter la charge du haut plutôt que en dessous.

Que pouvez-vous faire pour prolonger le temps de vol dans l’attente que la technologie des batteries le permette ?

Nous cherchons à concevoir un système permettant une autonomie étendue pour une voiture volante électrique, avec un générateur à bord. En fait, au début nous cherchions à construire un moteur à turbine, grâce à notre expérience avec des turbines sur les jetpacks. Une très petite, une toute petite turbine, de la la taille d'une bouteille de coke peut produire beaucoup de puissance comme un générateur.

Les moteurs à turbine consomment du carburant plus rapidement que, par exemple, un moteur à deux temps, mais ils sont tellement plus légers que vous pouvez transporter plus de carburant. Quoi qu'il en soit, il est l'un des concepts que nous envisageons. Et il pourrait permettre d’étendre le temps de vol de 20 minutes à une heure avec un prolongateur d'autonomie hybride.

Quelle est la finalité de la voiture volante avec cette conception?

Je ne veux pas paraître trop optimiste ou faire l’apologie de la science-fiction, mais ces futurs véhicules vont devenir très utiles. Une fois que les progrès de la technologie de la densité de la batterie seront engagés, ceux-ci deviendrons une forme pratique de transport. Nous savons quels progrès technologiques nous devons accomplir pour y parvenir. Nous savons que la réglementation devra s’adapter.

Mais je pense que le livre blanc Uber Elevate est à droite sur l'argent. Nous savons tous que ce genre de choses va prendre du temps, mais pour le moment, tandis que nous parlons, je suis sur le highway 405 de Los Angeles ... Notre but est de partager cet accès en deux dimensions, l’un voyageant en série, voiture après voiture, l’autre dans l’espace aérien juste au-dessus. Tout cet espace aérien au-dessus de nous est complètement inutilisé entre 100 et 1000 pieds.

Un jour, cet espace sera utilisé. Nous avons des plans à long terme pour exploiter celui-ci. Nous savons que ça ne va pas être le moteur de turbine à gaz qui fera avancer les futurs véhicules. Nous savons que ce sera l’énergie électrique. La technologie de capacité de stockage de la batterie va rattraper son retard, mais cela va prendre du temps. Mais en attendant, nous travaillons sur d’autres composants : la cellule, Les systèmes moteurs, La stabilisation.

La technologie des Drone a fait grandement avancé tous ces sous-ensembles - le pilote automatique, la stabilisation - au point que nous n’avons pratiquement plus besoin d’effectuer de Recherche & Développement dans ces domaines. Nous pouvons afin commencer à développer le produit final et le personnaliser pour notre usage.

Et bien sûr aussi les téléphones mobiles - qui ont généré un tel bond dans les accéléromètres et les capteurs. La puissance de ces terminaux maintenant en termes de mesure inertielle et GPS coûtait jadis cent mille dollars. Maintenant, un iPhone coûte probablement 20 cents. Et tout cela axé sur la technologie drone.

Ensuite, il y a le logiciel. Honnêtement, nous pourrions probablement construire ce véhicule d'abord en utilisant un logiciel standard DJI de qualité, et nous y travaillions ; il serait probablement à peu près à l'épreuve des balles, si on se réfère à la façon que DJI suit ses produits actuellement. Il est très juste que nous voulons avoir aussi la redondance, et nous voulons être vraiment, vraiment sûr que si des dysfonctionnements de circuits électroniques se produisent, d’avoir une sauvegarde. Voilà un domaine où l'effort d'ingénierie devient assez sérieux.

Mais il y a tout juste 15 ans, cela aurait été une entreprise très ardue. Vous auriez dû acheter à Lockheed Martin ou Northrop Grumman chaque composant. Maintenant, vous pourriez probablement construire un prototype pour un million de dollars.

Quel est le délai sur l'obtention d'un prototype construit ?

C’est la 3ème priorité de notre ingénieur en chef Stefano, il se mettra au travail sur ce projet après le jetpack électrique à propulseurs (le JB12) et le jetpack à six turbine (JB-11). Il ne va pas chômer, le pauvre bougre! Le JB-11 devrait être terminé d'ici la fin de Février.

Le propulseur jetpack électrique est le suivant. Et ce ne sera pas seulement une plate-forme de formation - il devrait être capable de voler sous la puissance de la batterie pendant environ cinq minutes. Cela va être une machine assez impressionnante. Nous obtiendrons l'avantage de la redondance à partir de plusieurs propulseurs, nous arriverons à régler un système de stabilisation, car il sera à réglage électrique et vraiment facile à utiliser - et franchement ça fait partie de l'entente que nous avons avec les militaires américains.

En fait, nous avons rencontré Jamie Hyneman, anciennement de Mythbusters , qui travaillait sur un concept similaire pour les mêmes demandeurs. Maintenant , nous allons travailler sur le même concept ensemble.

Le JB-12 ne sera pas beaucoup plus lourd que le JB-10 turbine jetpack - peut-être 15 pour cent - mais il sera physiquement plus grand, parce que chacun de ces six propulseurs est de 10 pouces (25 cm) de diamètre. Nous avons un tas d'entre eux.

Pour une entreprise de quatre personnes, le rythme est fou. Nous en recevons une quantité incroyable en stock. Nous savons où nous pouvons obtenir les moteurs, nous savons où nous pouvons obtenir les accessoires, nous savons où nous pouvons obtenir les systèmes de contrôle. ... Nous avons tout simplement pas commencé à construire encore. Je pense que peut-être six mois est une estimation raisonnable quand nous allons commencer.

Concernant le châssis, le travail de la fibre de carbone est pour nous un domaine connu. Les accéléromètres et le pilote automatique, ce genre de chose, nous savons exactement quels systèmes nous voulons utiliser. Le temps de construction sur un prototype ne devrait pas être long.

Comment pouvez-vous assurer la Sécurité des Pilotes ?

En termes de redondance, avec le VTOL, nous avons 12 accessoires. Et afin de déterminer les redondances dont on a besoin pour la sécurité, nous travaillons sur le constat que vous pourriez perdre la moitié de vos moteurs et encore descendre à un taux de descente acceptable. Ensuite, il en va de même pour le train d’atterrissage : un élément qui peut s'effondrer d'une certaine manière.

La plupart de ces véhicules auront probablement un parachute balistique, mais les parachutes ne sont efficaces que d'une certaine hauteur, qui dépend de votre vitesse horizontale et verticale. Si vous êtes en vol stationnaire, nous avons trouvé un constructeur, la société Parazero, qui peut construire un parachute qui serait être efficace que si vous êtes au-dessus de 50 ou 60 pieds (15 ou 18 m), ce qui est en fait très faible. Ils peuvent vous faire descendre en toute sécurité de ce genre de hauteur.

Il y a un tas d'entreprises qui travaillent sur une solution pour obtenir un auvent pour quand vous vous déplacez lentement et vous obtenez une descente immédiate stable. Ils pourraient se déclencher comme un airbag, ou les faire se déployer avec une mini-fusée.

Le problème avec toutes ces choses est que cela fonctionne vraiment bien quand vous êtes dans un vol stable lent ou stationnaire. Vu dans cet environnement, il fonctionnerai dans des conditions idéales. Mais si vous contrôlez l’aéronef à 80 mph (129 km / h), et que vous avez un événement de poussée asymétrique massif, que vous commencez à vous renverser, il ne fonctionnera pas si bien. Ensuite, il éxiste aussi un auvent qui est mis à feu alors que vous pourriez être à l'envers. Vous pouvez ouvrir la goulotte trop vite et il risque de se déchirer...

Il y a beaucoup de gens qui cherchent quel peut être le système de secours ultime pour un avion VTOL habité, quelque chose qui fonctionne assez lentement pour être efficace à 200 mph (322 km / h), mais qui peut se déployer assez rapidement pour être efficace à une altitude d'environ 50 pieds (15 m). Ca serai un système vraiment intéressant.

Qu'en est-il en dessous de 50 pieds? Voilà encore une chute mortelle.

Ensuite, vous avez tout le concept de coussins gonflables. Nous sommes en train de travailler avec Takata, la grande compagnie d'airbag automobile - ils ont une division d'aviation en Floride. Donc, c’est une question de remplissage dans l'espace de sécurité en dessous de 50-60 pieds : si le véhicule tombe, disons, de 15 pieds (4,5 m), comment déclenchez-vous immédiatement un airbag ?

Avec les jetpacks, nous cherchons à un système qui déleste effectivement l'aéronef du baquet du pilote avec des boulons explosifs, puis protège le pilote avec un airbag, quelque chose comme une boule de Zorb géant. Vous pouvez penser un peu comme la chose hérisson qu'ils avaient dans le film Tomorrowland . Mais le défi est que vous devez générer un énorme litrage de gaz dans un très court laps de temps pour être en mesure de le remplir.

Mais avec le jetpack largué, vous avez affaire à environ 100 kgs (220 lb) au lieu de, disons, 160 (353 lb). Bien sûr, la première chose que la FAA dit est «que se pass-t-il avec le jetpack? Est-ce que tout tombe du ciel sur la tête de quelqu'un ou faut-il en sauter?" Ainsi donc, vous avez besoin d'un parachute pour cela. Cela ne veut pas dire que c’est difficile à faire, nous avons une lanière qui tire une goupille lorsque le pilote se sépare, puis la chute de la cellule peut être ralentie à un taux de descente acceptable.

Mais pour chacun des ces aspects de la sécurité, l’ennemi est le poids. Nous allons avoir un peu plus de puissance avec JB-11, donc nous allons avoir plus de capacité de charge utile. Tout est là, ce n’est plus qu’une question de temps et d'argent.

Ce doit être passionnant d’être au début de la révolution du vol personnel.

Ça va être très intéressant au cours des 20 prochaines années, de la façon dont cet espace VTOL se développe. Ces prototypes vont être bientôt prêts à voler, il n'y a aucun doute à ce sujet. Dans 20 ans, ils seront bel et bien là. Nous ne savons pas combien, nous ne savons pas exactement quel concept prévaudra, mais nous espérons que ce sont des entreprises comme la nôtre, en effectuant ces premiers pas, qui en jettent les bases.

Nous ne serons pas les seuls. Nous ne pouvons pas être les premiers. Mais le buzz est juste d'être une partie intégrante du processus et de travailler avec certaines de ces personnes avec qui vous avez parlé et qui sont tellement incroyables. Tout le monde a sa propre vision des choses.

Nous souhaitons à David Mayman, Nelson Tyler et le reste de l'équipe Jetpack Aviation tout le meilleur avec ce projet, ainsi que leurs autres entreprises extraordinaires.

Plus d' informations: Jetpack Aviation

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