城市建筑可能会让空中出租车的未来偏离轨道

空中出租车市场即将起飞，波音、现代、空客和丰田等公司纷纷组建机队，让乘客在空中飞翔。欧洲和都起草了新规则，为空中出租车在十年内开始运营铺平道路，澳大利亚民航安全局(CASA)也将效仿。

近年来，越来越复杂的研究，包括皇家墨尔本理工大学无人飞机系统(UAS)研究小组最近发表的一篇论文，测量了城市建筑物周围突然形成阵风并破坏飞机稳定的程度。

首席研究员兼航空航天工程师阿卜杜勒加尼·穆罕默德博士研究阵风动力学已有十多年，他表示，在我们的城市天空布满空中出租车和其他无人机之前，澳大利亚和海外的监管机构需要充分解决这个问题。

城市建筑物周围形成强风

穆罕默德解释说，低空飞行的飞机由于以低速着陆和起飞，因此面临阵风的风险。皇家墨尔本理工大学的研究表明，突然的阵风可能在一秒钟内对空中出租车和无人机构成重大安全挑战。

他解释说，因此，与机场或开放空间相比，空中出租车和无人机在城市着陆或起飞将需要更多的动力。

工程学院的穆罕默德说：“这些飞机需要强大的发动机，能够快速改变螺旋桨产生的推力，从而迅速迫使飞行器回到航线，这个过程需要更多的能量。”

确保我们城市的天空安全

包括和欧洲在内的世界各地正在制定先进空中机动(AAM)飞机(例如未来的空中出租车)的法规。RMIT 团队强调，需要天气框架来确保这项新技术的安全可靠。

“法规和认证需要专门解决穿越建筑流场时的安全操作问题，”穆罕默德说。

他认为，特定地点的风模拟和测量对于识别危险区域至关重要。

“当我们确定垂直机场的位置(这些车辆将在那里起飞和降落)时，我们还需要确定要避开的危险区域。这将提高安全性并减少因风况造成的船队中断。”穆罕默德说。

“在澳大利亚，尚不清楚这是否属于 CASA 或气象局的管辖范围，但是，空中出租车需要以比目前更高的分辨率和更快的速度提供天气信息。这对于飞行计划很重要。

“误差幅度将比机场低得多，因为大型飞机可以承受更强的阵风。城市中的空中出租车就没有这种灵活性。”

下一步

“专门建造的垂直起落场意味着我们可以整合几何设计特征，以减少危险流动条件的发生，我们正在当前的研究中探索这一点，”穆罕默德说。

“现有建筑物也可以重新用作垂直起落机场，但可能需要进行修改以改善着陆场附近的空气动力学性能。这些设计特征的有效性可以通过风洞中的规模实验或通过全尺寸测量来评估。

“全面、广泛的风流测绘在未来将不再是令人畏惧的事情。我们正在继续开发风感无人机——一群配备风速计的无人机——以非常准确地绘制大型基础设施周围的地图。”

“飞行器在建筑物附近遇到的阵风”发表在 MDPI 的无人机上(DOI：10.3390/drones7010022)。这些建议可能有助于制定澳大利亚乃至全球的垂直机场、飞行路线和空中出租车要求的监管。

研究人员正在继续研究建筑物周围的阵风，进一步探索不同的建筑物形状，以尽量减少不利影响。他们还在继续研究飞行器对阵风和湍流的敏感性以及飞行稳定性技术。

这项研究是与马里兰大学和利哈伊大学合作进行的，并由空军科学研究办公室和 DSI 集团资助。