個人用航空機

パーソナル航空機( PAV ) は、オンデマンドの航空輸送を提供する 旅客機の提案されたクラスです。

従来の地上輸送手段に代わるこの手段の出現は、無人航空機技術と電気推進によって可能になった。障壁には航空安全性、耐空性、運用コスト、有用性、空域統合、航空機騒音および排出物などがあり、小型UAS認証、次に経験によって対処されてきた。^[1]

個人用航空機（PAV）の定義は、まだ完全に受け入れられていません。通常、ポイントツーポイントのVTOL機能を備えた自律型電気航空機であると理解されています。多座席eVTOLとは区別して、単席自律型電気自動車として扱われる場合とそうでない場合があります。^[2]個人用航空機は、アクセス性と操作性の点で自家用車と同様の飛行利便性を提供し、直接ポイントツーポイント飛行によって可能になる速度と経路効率も提供することを目的としています。PAVは、パイロット資格のない人でも使用できるという点で、従来の一般航空タイプとは異なります。 ^[3]

個人用航空機の製造に加えて、PAV 用の自律システムの開発も研究されています。まず、合成視覚電子飛行計器システム(EFIS) やハイウェイ イン ザ スカイ(HITS) により、航空機の制御がはるかに容易になります。^[4]また、ファントム ワークスは、 PAV を自動化できるシステムの設計に取り組んでいます。PAV には、空中で独自の「レーン」が割り当てられ、衝突の可能性を確実に回避します。さらに、さまざまな PAV が互いを検出して通信できるため、衝突のリスクがさらに減少します。^[5]

連邦航空局（FAA）のインフラは現在、PAVによって発生する航空機交通量の増加に対応できません。FAAは2025年に次世代航空輸送システムへのアップグレードを計画しています。 ^[6]暫定計画では、より小規模な空港を使用することになっています。NASAなどのモデル化では、より小規模なコミュニティ空港を使用するPAVは、大規模空港の商業交通を妨げないことが示されています。現在、米国には、この種の輸送に使用できる公営および民間の小規模空港が10,000か所以上あります。このインフラは現在十分に活用されておらず、主にレクリエーション用航空機によって使用されています。

PAV が住宅や企業の近くを飛行する場合、騒音が地域社会に迷惑をかける可能性もあります。住宅地に着陸できるほどの騒音レベルを下げない限り、PAV は FAA が管理する飛行場で離着陸しなければならず、そこではより高い騒音レベルが認可されています。

ヘリコプターや航空機の騒音を減らす方法が研究されてきたが、騒音レベルは依然として高い。2005年に騒音を減らす簡単な方法が特定された。着陸時に航空機を高い高度に保つことだ。これは連続降下進入（CDA）と呼ばれる。^[7]

提案されているPAV航空機の多くは電気バッテリーをベースにしていますが、現在のバッテリーの比エネルギーが低いため航続距離が短いです。 ^[8]この航続距離では、緊急時に着陸地点を見つけるのに十分な安全マージンを確保するには不十分な場合があります。

この問題の解決策として、水素の比エネルギーがはるかに高いことから、燃料電池航空機が提案されている。^{[8] [9]}

都市飛行の安全性は、規制当局や業界にとってよく知られた問題である。1977年5月16日、ニューヨーク航空のシコルスキーS-61ヘリコプターがジョン・F・ケネディ国際空港を出発し、パンナムビル（現在のメットライフビル）の屋上に着陸した事故で、着陸装置が壊れ、回転翼が外れてヘリポートにいた数人とマディソン街の女性1人が死亡し、この事故により、世界中で数十年にわたってヘリコプター事業が終焉を迎えた。現在のヘリコプター事故率は、都市部の移動には不十分である。シコルスキーS-92の安全性を重視した設計では、依然として100万飛行時間あたり1件の死亡事故が許容されている。この率では、年間3,000時間飛行する5万機のeVTOLで年間150件の事故が発生することになる。^[10]

シコルスキー・イノベーションズにとって、新興の300億ドル規模の都市型航空モビリティ市場には、少なくとも7,000ポンド（3.2トン）以上のヘリコプターを規制するFAR Part 29と同等の安全性が必要だ。2018年5月までに、シコルスキーはレベルAのソフトウェアと冗長性を備え、安全パイロットを乗せて、完全なポイントツーポイント、リアルタイムの自律飛行と地形回避を備えたS-76を120時間飛行させた。 ^[11]シコルスキー・エアクラフト社は、現在の回転翼航空機の経験と自律飛行、空域統合、電気推進の進歩を組み合わせることで、高利用プラットフォームで1000万時間に1回の故障という垂直飛行の安全性を達成したいと考えている。^[10]

NASAは2002年に、車両システムプログラム（VSP）の一環として、個人用航空機セクタープロジェクトを設立しました。このプロジェクトは、NASAの車両統合、戦略、技術評価（VISTA）オフィスの一部であり、亜音速輸送機、VTOL航空機、超音速航空機、高高度長時間滞空航空機のセクターも含まれていました。各セクターの目的は、車両の能力目標と、それらのブレークスルーを達成するために必要な技術投資戦略を確立することでした。^[12]

PAVと既存の一般航空用単発ピストン航空機の車両特性の違いは、2003年にアメリカ航空宇宙学会（AIAA）会議で発表されました。^[13]使いやすさ、安全性、効率性、飛行距離、手頃な価格を大幅に向上させるには、高度なコンセプトが必要になります。

2006 年、VSP は新しい NASA 航空イニシアチブに置き換えられました。NASA の PAV 技術開発の取り組みは賞金ベースの投資に移行し、2007 年のパーソナル エア ビークル チャレンジには NASA センテニアル チャレンジ賞の 25 万ドルの資金が提供されました。^{[引用が必要]}

欧州連合は、 PAVの技術と影響に関する3段階の研究（第7次フレームワークプログラムに基づく）に420万ユーロの資金を提供している。その研究は、人間と航空機の相互作用、混雑した環境での航空システムの自動化、社会技術環境の調査である。^{[14] [15]}

NASAラングレーは必要なPAV技術を研究し、試作し、総合的な性能の最高の組み合わせを実証できるPAVにGA史上最大の賞金を授与しました。この賞を競うPAV飛行コンテストは、第1回PAVチャレンジとして知られ、2007年8月4日から12日までカリフォルニア州サンタローザでCAFE財団の主催で開催されました。^[16]

2008 年に、このチャレンジは General Aviation Technology Challenge に改名されました。

新しい賞品は以下のとおりです。

• コミュニティノイズ賞（15万ドル）
• グリーン賞（賞金5万ドル）（MPG）
• 航空安全賞（50,000ドル）（ハンドリング、eCFI）
• CAFE 400 賞 (25,000 ドル) (スピード)
• 最も静かなLSA賞（10,000ドル）

受賞者は以下の通りです。

• コミュニティノイズ ランバダ N109UA $20,000
• グリーン賞受賞者なし n/a
• カフェ セーフティ ピピストレル N2471P $50,000
• カフェ 400 ピピストレル N2471P $2,000
• 最も静かな LSA ランバダ N109UA $10,000
• 最短離陸ピピストレル N2471P $3,750
• ベストアングル・オブ・クライム・ピピストレル N2471P $3,750
• 100 MPH で最高の滑空比を実現 Flightdesign CTSW N135CT 3,750 ドル
• キャビンノイズ (同点) ランバダ N109UA ピピストレル N2471P $3,750 (各 $1,875)

• 空飛ぶ車
• 飛行プラットフォーム
• 乗客ドローン
• 超軽量航空機

• 「NASA​​、航空百年祭チャレンジを発表」NASA、2005年7月28日。
• 「2007 NASA PAV チャレンジの結果」。CAFE 財団。2007 年 8 月 16 日。
• ダニー・ハキム (2014 年 6 月 16 日)。「自分だけのヘリコプター」。ニューヨーク タイムズ。
• マーク・フーバー（2017年12月）。「それは鳥、それは飛行機、それは…Uber？」。ビジネスジェットトラベラー。
• 「電動 VTOL ニュース」。垂直飛行技術協会。
• 「エアタクシーはどこにも行かないのか？」FlightGlobal.com 2018年2月19日
• スティーブン・トリムブル（2018年2月21日）。「電動無人回転翼機が航空タクシーの役割に経済的根拠を与える」FlightGlobal。
• ケネス・I・シュワルツ（2020年3月5日）。「Transformative Vertical Flight 2020」。Vertiflite。

• R. John Hansman、Parker D. Vascik (2016 年 4 月 21 日)。「航空機ベースのオンデマンド モビリティの運用面」(PDF)。航空輸送に関する大学共同プログラム。
• オンデマンド都市航空輸送の未来への早送り(PDF)。Elevate (レポート)。Uber。2016 年 10 月 27 日。
• Michael J. Duffy 他 (2017 年 5 月)。「電気推進による垂直飛行のコスト削減に関する研究」ボーイング社。
• Arthur Brown と Wesley L. Harris (2018 年 1 月)。「オンデマンド航空のための車両設計および最適化モデル」(PDF)。マサチューセッツ工科大学。