عصر هاوربایک بالاخره نزدیک است، اما برای پیوستن به آن باید پول داشته باشید.
Hoversurf S3 کمی شبیه چیزی است که اگر با یک کوادکوپتر از یک موتور سیکلت عبور کنید، به دست خواهید آورد. دارای یک صندلی برای یک سوار است و چهار ملخ الکتریکی نصب شده به صورت افقی که توسط یک جفت جوی استیک کنترل می شود.
این سفینه زیر 250 پوندی به گونه ای طراحی شده است که از روی مناظر در "ارتفاع ایمن" مشخص شده توسط شرکت در حدود 16 فوت و با سرعت 60 مایل در ساعت عبور کند. باتری های لیتیوم-منگنز-نیکل آن، به ادعای سازنده،Hoversurf مستقر در سن خوزه، امکان سفرهای هوایی 25 دقیقه ای را فراهم می کند.
هیچ مجوزی برای پرواز با این هواپیمای فیبر کربنی لازم نیست، زیرا وزن کم و سرعت کم آن، آن را از مقررات FAA مستثنی می کند. اما با وجود ملخ‌های تند چرخ بسیار نزدیک به سرنشین آن، برای سواری با آن ممکن است به میزان بیشتری از اعتماد به نفس نیاز داشته باشید.
ریچارد اندرسون، استاد مهندسی هوافضا در دانشگاه هوانوردی Embry-Riddle در Daytona Beach، فلوریدا، گفت: "من فکر می کنم این ایده خوبی است اما با فرض این که بتوان آن را ایمن کرد، که این فرض در ذهن من سؤال برانگیز است." "فکر می کنم اگر با کسی تصادف کنید، او را تکه تکه می کنید. "
مدیر عملیات هاورسورف، جوزف سگورا-کان، گفت که این وسیله نقلیه دارای ویژگی های ایمنی متعددی است، از جمله سیستم کنترل شده توسط کامپیوتر برای تثبیت کشتی و اسکنرهای لیزری برای شناسایی و اجتناب از موانع. برای کمک به اطمینان از ایمنی موتورسوار و هر کسی که ممکن است مانع تلقی شود، این شرکت قصد دارد آموزش های گسترده ای را به مشتریان ارائه دهد - و مدل های آینده نه توسط ملخ ها، بلکه توسط فن های محصور شده پرواز می کند.
سگورا کان، که یکی از معدود افرادی است که یکی از هاوربایک ها را رانده است، گفت: «در ابتدا ترسناک به نظر می رسد، و شما مطمئن نیستید. اما به محض این که در هوا بلند می شوید، هیچ تجربه ای مانند آن وجود ندارد."
Hoversurf تنها شرکتی نیست که هاوربایک ها یا پهپادهای آزمایشی مشابه را توسعه می دهد.
شرکت Kitty Hawk ازMountain View در کالیفرنیا، در حال توسعه یک وسیله نقلیه پرنده الکتریکی یک نفره به نام Flyer است. این شرکت پیش‌سفارش‌هایی را دریافت کرده است، اما نگفته است که چه زمانی کاردستی‌اش به صورت تجاری در دسترس خواهد بود.
شرکت انگلیسی Malloy Aeronautics در حال کار با وزارت دفاع ایالات متحده بر روی یک هاوربایک است که می تواند سربازان و تجهیزات را در اطراف میدان جنگ جابجا کند.
و Tactical Robotics مستقر در اسرائیل در حال توسعه یک وسیله نقلیه پرنده خودگردان با نام "Cormorant" است تا به عنوان نوعی آمبولانس هوایی مورد استفاده قرار گیرد که می تواند به سرعت وارد مناطق خطرناک شود و به سرعت از آن مناطق خارج شود همه به این منظور که سربازان مجروح را به محل امن برساند.
در حال حاضر، هاوربایک ها احتمالاً یک محصول خاص هستند - تا حدی به دلیل هزینه بالای آنها. اما اندرسون فکر می کند که با کاهش قیمت ها می توانند مخاطبان بیشتری پیدا کنند. او گفت: «فکر می‌کنم برای یک وسیله نقلیه تفریحی ایده خوبی است، یا اگر می‌خواهید دور بزنید و خیلی دور نروید. من دوست دارم با آن پرواز کنم.
پس، هاوربایک (یا هاورسایکل) وسیله نقلیه‌ای است که می‌تواند شناور شود، اما اگر پرواز نکند شبیه موتور سیکلت است، عمدتاً به خاطرِ داشتن حداقل دو بخش محرکه - یکی در جلو و دیگری در پشت راننده.
موتورهای هوانوردی
از سال 2014، Malloy Aeronautics در حال توسعه یک هاوربایک بوده است که با بالابری شبیه به کوادکوپتر آزمایش کرده است. در سال 2015، این شرکت همکاری خود را با وزارت دفاع ایالات متحده در نمایشگاه هوایی پاریس اعلام کرد.در آوریل 2016، مخترع بریتانیایی کالین فورز اعلام کرد که یک هاوربایک با استفاده از دو پاراموتور ساخته است.
Aero-X یک هاوربایک طراحی شده برای حمل حداکثر دو نفر است.
همان طور که در بالا توضیح داده شدHoversurf Scorpion 3 یک هاوربایک است که در سال 2017 راه اندازی شد. استفاده از آن توسط نیروی پلیس دبی معروف شده است.
هاوربایک: آینده پرواز؟
حتی اگر موتور هری پاتر می توانست پرواز کند، چیزی به نام یک موتور سیکلت پرنده واقعی زمانی که سری "هری پاتر" برای اولین بار در سال 1997 منتشر شد وجود نداشت. اما اکنون وجود دارد - ظاهرا رؤیاها به حقیقت می پیوندند..
اشاره شد که شرکتHoversurf مستقر در کالیفرنیا اولین مدل تولیدی آنچه که این شرکت "اولین پهپاد شخصی حقوقی جهان" می نامد را به نیروی پلیس دبی تحویل داد. هاوربایک S3 2019 یک وسیله نقلیه "برخاست و فرود عمودی الکتریکی" (eVTOL) با قیمت 150000 دلار است.
اگرچه Hoverbike S3 برای خریداران فردی در ایالات متحده در دسترس است، سازمان های مجری قانون باید منتظر بمانند. نیروی پلیس دبی طبق توافق خود فعلاً حقوق انحصاری این وسیله را دارد. این نیرو در حال حاضر در حال آموزش دو خدمه از افسران برای استفاده از هاوربایک S3، با تمرکز بر اولین واکنشگران، است، که از این هواپیما برای دسترسی به مناطق صعب العبور استفاده خواهند کرد.
هاوربایک اس 3 دو ساعت و نیم طول می کشد تا شارژ شود و می تواند از 10 تا 25 دقیقه با یک سوار یا تا 40 دقیقه در حالت "پهپاد" (کنترل از راه دور از زمین) پرواز کند. Jalopnik گزارش داده است که عمر باتری ممکن است در آینده بهبود یابد که این باعث می شود زمان پرواز طولانی تر شود.
در اینجا مشخصات بیشتری از Hoverbike S3 2019 از CNN آورده شده است:
* وزن: 253 پوند (114 کیلوگرم)
* حداکثر سرعت: 60 مایل در ساعت (96 کیلومتر در ساعت)
* ارتفاع پرواز ایمن: 16 فوت (4.8 متر)
مدیر عملیاتHoversurf، Joseph Segura-Conn به Jalopnik گفت که کاندیدای ایده آل برای استفاده از این وسایل نقلیه یک موتورسوار باتجربه است که نحوه استفاده از پهپاد را نیز بلد باشد. چندین رسانه خبری گزارش داده اند که احتمال این که افسران دبی که در حال حاضر در حال آموزش هستند از این وسایل نقلیه در حین انجام وظیفه استفاده کنند زیاد نیست.
این شرکت همچنین در اواخر سال 2018 اعلام کرد که این خودروها دستورالعمل‌های اداره هوانوردی فدرال را برای "هواپیمای برخاست و فرود عمودی شخصی" رعایت می‌کنند (به این معنی که اساساً سوارکاران نیازی به استفاده از باند ندارند). علاوه بر این، اپراتورها می توانند بدون گواهینامه خلبانی از وسیله نقلیه استفاده کنند. اما به گفته سی ان ان، خریداران آمریکایی برای اطمینان از این که می توانند با این وسیله نقلیه کار کنند، غربالگری خواهند شد.
این آینده حمل و نقل است. مطمئناً با در دسترس قرار گرفتن، به دنبال اطلاعات بیشتر خواهیم بود.
آیا دوچرخه شناور می تواند با انسان پرواز کند؟
دوچرخه پرنده بیشتر یک چیز واقعی است تا تخیلی. این بیشتر به این دلیل است که واقعاً پرواز می کند - اما نه با یک شخص واقعی. در سایت توسعه دهنده (Duratec) یک بررسی خوب از Mashable آمده است که در آن اضافه می کنند که وزن کل آن 209 پوند است. ادعا این است که دوچرخه هنوز نمی تواند تمام توده یک انسان واقعی را پشتیبانی کند و نمایش ها فقط 5 دقیقه ادامه داشته است.
احتمالاً حدس خواهید زد که بعد از آن دقایق چه می شود، درست است؟ حالا ما تخمینی از اندازه باتری ارائه می دهیم تا این چیز واقعاً بتواند کار کند، یعنی بتواند یک بزرگسال عادی را حداقل به مدت 30 دقیقه حمل کند.
دوچرخه شناور چگونه پرواز می کند؟
بیایید به این موضوع از نظر فیزیک پایه فکر کنیم. این دوچرخه به این دلیل می کند که هوا را به پایین "پرتاب" می کند. تیغه ها هوای ثابت بالای دوچرخه را می گیرند و آن را به سمت پایین فشار می دهند. از آن جایی که دوچرخه هوا را به سمت پایین می راند، هوا بر روی دوچرخه به سمت بالا فشار می آورد. اگر نیروی هوای وارد بر دوچرخه به اندازه نیروی گرانشی روی دوچرخه باشد، دوچرخه شناور می شود (و در هوا ثابت می ماند)، به همین سادگی.از نظر نموداری چطور؟ ما قبلاً هنگام محاسبه قدرت مورد نیاز برای هلیکوپتر حامل نیروی انسانی، به فیزیک شناوری مراجعه کرده ام، بنابراین فقط با آن تصویر شروع می کنیم.
در این جا می توانید ببینید که هنگام بحث در مورد رانش هلیکوپتر چه چیزی اهمیت دارد. وقتی بیشترین تغییر را در تکانه هوا داشته باشید، بیشترین نیروی رانش را دریافت می کنید. اگر چگالی هوا را ثابت فرض کنید، دو پارامتر مهم وجود دارد: سرعت هوا و اندازه روتورها.
اول، توان مورد نیاز برای شناوری:
P=ρAv3/4
در این عبارت، ρ چگالی هوا، A مساحت روتور و v سرعت هوای خارج شده از روتورها است. ما می توانیم این سرعت هوای رانش را با نگاه کردن به وزن هواپیما و تغییر حرکت هوا پیدا کنیم. در این را به دست می اوریم:
v=(2mg/(ρA))1/2
خوب، اگر سرعت رانش هوا را ندانdم چه می شود؟ مشکلی نیست مh فقط سرعت رانش را از معادله نیرو به دست می آوریم و آن را به معادله توان وصل می کنیم:
P=(1/(4(ρA)1/2)(2mg)3/2
و به این ترتیب شما آن را دارید. توان مورد نیاز برای پرواز به جرم جسم و مساحت روتورها بستگی دارد. به همین دلیل است که هلیکوپتر حامل نیروی انسانی Gamera II دارای فضای روتور بزرگی است. در واقع، این کمی اشتباه است، زیرا یک سیستمِ کاملاً کارآمد را فرض می کند. با این حال، می توانیم با نگاهی به چند هلیکوپتر واقعی، یک تقریب خوب از کارایی واقعی داشته باشم.
نمودار زیر، قدرت محاسبه شده (با کارایی) در مقابل قدرت فهرست شده برای برخی هلیکوپترها در ویکی پدیا است. اگر بازده را روی 40% تنظیم کنیم، می توانیم مقدار شیب خوبی برابر با 1 داشته باشم.
این مدل دو مشکل دارد. اول این که ما قصد داریم از آن برای جِرم های بسیار کوچکتر استفاده کنیم - مانند دوچرخه شناور. دوم این که توان ذکر شده حداکثر قدرت موتور است. ما فکر نمی کنیم که برای شناور کردن به حداکثر قدرت نیاز داشته باشید. اگر بخواهیم حدس بزنیم، می گوییم برای این کار به حدود 50 درصد قدرت نیاز است.
انرژی و وزن باتری
دوست دارید از چه نوع باتری‌ای برای این دوچرخه شناور استفاده کنید؟ باید چگالی جرم انرژی بالایی داشته باشد. اگر تعدادی باتری بزرگ سرب اسیدی قدیمی اضافه کنید، با مشکل وزن مواجه خواهید شد. صفحه ویکی‌پدیا در مورد چگالی انرژی، باتری لیتیوم یونی را با چگالی انرژی حدود 0.8 MJ/kg فهرست می‌کند. ما فقط باتری های 100٪ کارآمد را فرض می کنیم. یعنی اگر قدرت مورد نیاز دستگاهمان را بدانیم، می‌توانیم جرم باتری‌ها را محاسبه کنیم (که البته توان مورد نیاز را تغییر می‌دهد).P=Ebattery/Δt
Ebattery=P Δt=dEmb
mb= P Δt/dE
در این عبارت Δt زمان پرواز و dE چگالی انرژی است.
تخمین جرم باتری
بنابراین، ما یک عبارت برای جرم باتری بر اساس توان داریم. ما همچنین عبارتی برای توان داریم که به جرم (جرم کل) بستگی دارد. اجازه دهید توان دوچرخه شناور را بر اساس جرم باتری و همچنین توان را بر اساس اندازه روتور بنویسیم:Pb=mbdE/ Δt
Pr=(1/(4(ρA)1/2)(2(mb+mo)g)3/2
با چند تخمین، می توانیم توان را در مقابل جرم باتری برای دو عملکرد ترسیم کنیم. وقتی آنها متقاطع می شوند، ما جرم مورد نیاز خود را به دست می آوریم، به همین سادگی:
* اندازه روتور: دو روتور بزرگ با شعاع حدود 0.5 متر و دو روتور کوچکتر با شعاع شاید 0.3 متر وجود دارد. این باعث می شود مساحت کل روتور 2.14 متر مربع باشد.
* دوچرخه + جرم فرد (در معادله mo نامیده می شود). بدون باتری و یک انسان با اندازه کامل، اجازه دهید 140 کیلوگرم را حدس بزنیم.
* زمان پرواز - 30 دقیقه یا 1800 ثانیه.
* بهره وری. با وجود این که برای تخمین کارایی وقت گذاشتیم، اما آن را کنار می گذاریم. چرا؟ زیرا با این واقعیت که موتورها در تمام مدت تخته گاز کار نمی کنند، متعادل می شود.
* چگالی هوا = 1.2 کیلوگرم بر متر مکعب
* چگالی انرژی = 0.8 MJ/kg
و اکنون برای طرح دو تابع داریم:
این دو تابع با جرم باتری 151 کیلوگرم (333 پوند) و مجموع قدرت موتور 67.5 کیلووات تلاقی می کنند. این جرم تقریباً نصف جرم دوچرخه شناور است و قدرت آن نیز بسیار بالاست. یک چیز دیگر برای محاسبه وجود دارد - سرعت رانش. برای هلیکوپترهای واقعی، ما سرعت هوا را بدون توجه به اندازه، حدود 25 متر بر ثانیه تخمین زدیم. با استفاده از همین فرمول، این دوچرخه شناور دارای سرعت هوای رانش 47 متر بر ثانیه خواهد بود. ما نمی گوییم شما نمی توانید این کار را انجام دهید، فقط می گوییم که هلیکوپترهای واقعی سرعت رانش کمتری دارند. این تمام چیزی است که باید گفت.
یک راه برای این که این وسیله بتواند کار کند وجود دارد. اگر زمان پرواز را فقط 15 دقیقه بخواهید چطور؟ در این صورت به باتری بزرگی نیاز نخواهید داشت، بنابراین به انرژی زیادی نیاز ندارید. این به این معنی است که یک باتری به اندازه نصف جرم باتری 30 دقیقه ای بسیار کافی است. اگر محاسبه را برای مدت زمان 15 دقیقه انجام دهید، فقط به جرم باتری 35.6 کیلوگرم (78 پوند) نیاز خواهید داشت. این برای جرم باتری معقول تر به نظر می رسد - اما شاید برای یک دوچرخه پرنده کارآمد چندان معقول نباشد.
اگر فقط پنج دقیقه زمان پرواز داشته باشید، باتری حتی کوچکتر می شود. ما حدس می زنم به همین دلیل است که این وسیله نقلیه، چرخ های دوچرخه‌ای دارد. احتمالاً در بیشتر زمان سفر مجبور خواهید بود به عنوان دوچرخه از آن استفاده کنید. البته راه دیگری برای بهبود این وسیله نقلیه وجود دارد - ساخت روتورهایی با مساحت بسیار بزرگتر (که به توان کمتری نیاز دارد). اما اگر روتورها بیش از حد بزرگ شوند، ممکن است دیگر به آن دوچرخه شناور نگویید. در این صورت احتمالاً آن را هلیکوپتر برقی می نامید.
ارائه پهپادی که بتوان سوار آن شد، لذت بخش است، حتی اگر بیهوده و بسیار خطرناک باشد. ما قصد داریم Hoversurf Hoverbike را همان چیزی که هست، تله مرگ، بنامیم. این دستگاه قطع کننده هوایی، خطرناک ترین وسیله حمل و نقلی است که می توانیم در تاریخ شیوه های حمل و نقل خطرناک به آن فکر کنیم.
مشخص ترین "ویژگی ایمنی" در هاوربایک این است که باتری آن در 10-25 دقیقه تمام می شود. اگر 10 مایل دورتر هستید، امیدواریم Hoverbike قبل از اینکه به اندازه کافی به این نزدیک شود که به شما آسیب برساند، از کار بیفتد. برای حداکثر سرعت نیز چیزی برای لاف زدن وجود ندارد. هاوربایک با سرعت 60 مایل در ساعت حرکت می کند. با این سرعت، نمی توانید با یک فیات همگام شوید، چه رسد به سریع ترین ماشین پلیس در جهان، بوگاتی ویرون.
سابقه این وسیله در داستان ها
از این مفهوم معمولاً در بازی‌های سایبرپانک آینده‌نگر مانند Mass Effect 3 یا Cyberpunk 2077 استفاده می‌شود.در دنیای جنگ ستارگان، شخصیت‌ها از دوچرخه‌های سریع‌تر استفاده می‌کنند که توسط موتورهای رپاسورلیفت بالا می‌روند.
در Heroes of the Storm، بازی ویدیویی متقاطع بلیزارد، قهرمانان می‌توانند از انواع مختلفی از هاورسایکل‌ها به عنوان پایه‌ها برای افزایش سرعت حرکت خود در میدان جنگ استفاده کنند.
در برنامه تلویزیونی Kamen Rider Revice، Kamen Rider Revi از دوچرخه شناور به عنوان وسیله اصلی حمل و نقل خود استفاده کرد، وسیله نقلیه قهرمان، یک مدل XTurismo بود که توسط A.L.I توسعه یافته بود.
منبع: تام متکالف، چریس تریویت، dronedj
