Flygande bilar intar städerna

År 2021 fick den flygande bilen SkyDrive grönt ljus av de japanska flygmyndigheterna för ett så kallat typcertifikat, det första steget på vägen mot att få en flygfarkost godkänd för att inta luftrummet på ett lagligt och säkert vis.

De flygande bilarna ser olika ut. Vissa av dem kan även köra på marken, som i den klassiska förståelsen av en flygande bil, men de allra flesta påminner mer om förvuxna drönare eller propellerplan med flera rotorer på vingarna.

Hur som helst är dessa farkoster nu nära att infria potentialen som en transportform som kan lösa storstädernas problem med långa bilköer, buller och föroreningar.

Först återstår dock en rad utmaningar.

Elmotorer får bilen att lätta från marken

Med åtta rotorer, åtta elmotorer och en cockpit i mitten påminner den flygande bilen SkyDrive mest av allt om en överdimensionerad leksaksdrönare.

En elektrisk flygande bil kallas på fackspråk eVTOL (electric vertical take-off and landing) och avser en eldriven farkost för persontransporter som startar och landar lodrätt.

Lodrätt startande och landande farkoster är inget nytt. Både helikoptrar och de militära flygplanen Harrier och V-22 Osprey har funnits i flera årtionden.

De tillhör flygplanskategorin VTOL (vertical take-off and landing), men använder inte elektriska motorer för att driva sina propellrar eller rotorer.

En av de stora fördelarna med elmotorer är att de är väldigt effektiva och kan omvandla ända upp till 90 procent av strömmen i ett batteri eller en bränslecell till rörelseenergi, exempelvis i form av en roterande propeller.

Samtidigt blir batterierna allt bättre, inte minst på grund av de vanligt förekommande litiumjonbatterierna, som under de senaste 30 åren har blivit cirka åtta procent effektivare för varje år. Ingenjörerna arbetar även med att utveckla nya batterityper, som i stället för dyrt litium använder svavel eller luft, vilket skulle kunna mångdubbla de flygande bilarnas räckvidd.

En annan fördel med elektriska flygande farkoster är att en elmotor består av få komponenter jämfört med en bränslemotor. Därför kan den bli kompakt, vilket minskar både vikten och luftmotståndet.

Användningen av flera mindre motorer, som de åtta på SkyDrive, innebär också att även om en eller flera motorer skulle sluta fungera, så kan farkosten landa säkert eftersom de övriga motorerna kompenserar för den minskade lyftkraften.

Nasa startade vågen

Verkligt populärt blev eVTOL-konceptet år 2010, då Nasa presenterade idén om det elektriska enpersonsplanet Puffin, som skulle starta och landa lodrätt.

Det 3,7 meter långa flygplanet var tänkt att ha 4,4 meters vingbredd, en räckvidd på omkring 80 kilometer och en maxhastighet av cirka 240 kilometer i timmen. Trots att Puffin aldrig byggdes i full skala, ledde det till en våg av nya eVTOL-koncept från bland annat flygplanstillverkarna Airbus och Boeing.

Det finns nämligen många fördelar med eVTOL-farkoster jämfört med traditionella flygplan och bilar.

För det första är de eldrivna farkosterna betydligt tystare än exempelvis helikoptrar, vilket är viktigt för invånarna i storstäder med mycket trafik, där bullernivån redan är hög.

Med det i åtanke arbetar Airbus med konceptet CityAirbus, en flygande buss som ska kunna tillryggalägga 80 kilometer i en hastighet av upp till 120 kilometer i timmen. Ett av målen med CityAirbus är att nå ner till 65 decibel, vilket motsvarar bullernivån på en trafikerad gata.

För det andra är eVTOL-farkoster mindre sårbara för trafikstörningar i form av exempelvis köbildningar eller vägarbeten.

I San Francisco ägnar en genomsnittlig invånare 230 timmar om året – motsvarande 9,5 dagar – åt att pendla till och från jobbet. Genom att få upp en del av passagerartransporterna i luften hoppas ingenjörerna kunna avlasta dels vägnätet, dels tåg- och tunnelbaneinfrastrukturen och på så vis få ner restiderna.

För det tredje är eVTOL-konceptet mindre klimatbelastande än helikoptrar och flygplan, eftersom dessa farkoster, precis som elbilar, drivs av elmotorer och litiumjonbatterier i stället för av flygbränsle.

Bil flyger mellan flygplatser

Just nu finns det två överordnade kategorier av eVTOL. Den ena är passagerardrönare som SkyDrive, som påminner om en helt vanlig drönare, eller en quadcopter. Den andra tar beteckningen ”flygande bil” bokstavligt.

Till denna kategori hör AirCar, som i juni 2021 flög en 35 minuter lång tur mellan flygplatserna i Nitra och Bratislava i Slovakien. AirCar har fyra hjul, precis som en vanlig bil, men även vingar, som kan vikas ihop och fällas in i bilens kaross efter landningen, så att bilen kan köra på vanliga vägar.

Processen att förvandla AirCar från bil till flygplan tar tre minuter och bilens kaross är byggd av ett kompositmaterial som tillsammans med vingarna och stjärtpartiet bidrar till att skapa lyftkraft under flygningen.

Nackdelen med AirCar är att den behöver en traditionell landningsbana, som är alldeles för utrymmeskrävande för att anlägga centralt i våra städer.

Om den flygande bilen ska bli en verklig framgång måste därför starten och landningen ske lodrätt. Det kan göras på särskilda flygplatser, så kallade vertiports, som ingenjörerna och arkitekterna nu arbetar med att tänka ut.

Därmed kommer vi till den flygande bilens allra största utmaning. För om trafiken ska kunna glida fram genom luften krävs ett stort antal landningsplatser runtom i staden, så att den fortsatta transporten till destinationen inte blir för lång.

Det är dock ont om utrymme i storstäderna och kvadratmeterpriserna är höga. Tanken är därför att man ska utnyttja redan existerande ytor till vertiports, exempelvis på stora byggnaders tak eller på floder och sjöar.

Bristen på landningsplatser är emellertid inte ingenjörernas enda problem.

Buss blir självflygande

För att säkerheten ska ökas och risken för kollisioner minimeras behöver de flygande bilarna i så hög grad som möjligt vara självflygande.

Tillsammans med en rad samarbetspartner är företaget GKN Aerospace i färd med att undersöka hur kameror och sensorsystem kan få obemannade flygande bussar att säkert navigera mellan olika punkter i staden – och mellan varandra.

På så vis ska Skybus bli en självflygande del av stadsbilden med plats för uppemot 50 passagerare.

En av de stora utmaningarna är att den förarlösa tekniken kräver en helt ny dimension. I dag kan sensorer registrera vad som händer framför, bakom och vid sidan av de senaste bilmodellerna, men innan tekniken går att använda till självflygande transporter måste den även kunna registrera vad som händer ovanför och under farkosten.

Myndigheterna behöver också ta fram en särskild trafikförordning som gäller även i luftrummet ovanför gatorna, eftersom det i dag i många fall är förbjudet att flyga ovanför stadsbebyggelse av buller- och säkerhetsskäl.

Först när dessa saker har lösts kan vi höja oss ovanför stadens pendlingskaos och flyga hem till förorten.