Vahana (taxi-drone)
Le Vahana est un prototype d'avion convertible à aile transversale qui se contrôle lui-même et un aéronef à décollage et atterrissage verticaux à moteurs électriques de 8 moteurs[2]. Il est développé par le centre d'innovation A3 (« Acubed ») d'Airbus à San José, San Francisco Bay Area, Silicon Valley, West Coast aux États-Unis[3].
| Vahana Alpha Two (N302VX) | |
.jpg) Airbus A³ Vahana Alpha Two, Salon du Bourget 2019. | |
| Rôle | Aéronef électrique à décollage et atterrissage verticaux |
|---|---|
| Constructeur |  Lovering, Zachary; Bower, Geoffrey; Stoschek, Arne; Hilaire, Herve[1]
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| Équipage | 0 (pilotage automatique) |
| Premier vol | |
| Dimensions | |
| Longueur | 5,86 m |
| Envergure | 6,25 m |
| Hauteur | 2,81 m |
| Masse et capacité d'emport | |
| Max. à vide | 0,475 t |
| Max. au décollage | 0,815 t |
| Passagers | 2 |
| Fret | 200 |
| Motorisation | |
| Moteurs | 8, électrique, chacun avec hélice 3 pales, diamètre 1,5 m |
| Puissance unitaire | 45 kW |
| Puissance totale | 360 kW |
| Performances | |
| Vitesse de croisière maximale | 190 km/h |
| Vitesse maximale | km/h à 230 m |
| Distance franchissable | 100 avec réserve km |
| Plafond | 3 048 m |
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| Vahana Alpha One (N301VX) | |
| Rôle | Aéronef électrique à décollage et atterrissage verticaux |
|---|---|
| Constructeur | Lovering, Zachary; Bower, Geoffrey; Stoschek, Arne; Hilaire, Herve[1]
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| Équipage | 0 (pilotage automatique) |
| Premier vol | |
| Variantes |
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| Dimensions | |
| Longueur | 5,7 m |
| Envergure | 6,25 m |
| Hauteur | 2,81 m |
| Masse et capacité d'emport | |
| Max. à vide | 0,475 t |
| Max. au décollage | 0,815 t |
| Passagers | 1 |
| Fret | 90 |
| Motorisation | |
| Moteurs | 8 moteurs électriques, chacun avec hélice 3 pales |
| Puissance unitaire | 45 kW à 1 tr/min |
| Puissance totale | 360 kW |
| Performances | |
| Vitesse de croisière maximale | 190 km/h |
| Vitesse maximale | 200 km/h |
| Distance franchissable | 50 km |
| Plafond | 1 524 m |
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Historique
modifierLe projet Vahana (en sanskrit : « véhicule ») a commencé en 2016 comme l'un des premiers projets de A³, comme projets et partenariats avancés du groupe Airbus de la Silicon Valley. Airbus annonce qu'ils « imaginent que Vahana serait utilisé par les voyageurs utilisant quotidiennement les transports urbains comme les voitures ou les trains, et serait un substitut comparable dans les coûts pour le transport de courte distance ». En 2017, de petits modèles ont volé pour tester le concept Vahana à Santa Clara, Californie[4],[5],[6]. Le directeur général d'Airbus de ce temps-là Thomas Enders a déclaré 2016 : « Je ne suis pas un grand fan de Star Wars, mais il n’est pas fou d'imaginer qu'un jour nos grandes villes auront des voitures volantes qui suivront des routes dans le ciel… »[7]
En janvier 2019, le deuxième démonstrateur, Alpha Two, était complété. Le 3 mai, il réalise ses premières transitions complètes vers le vol vers l’avant, atteignant 170 km/h lors de son 58e vol. Airbus ne produira pas de versions en série de Vahana. Le projet s'est terminé en [8] après son ultime vol d’essai le , à Pendleton dans l’Oregon[9]. En tout, 138 vols d’essai d’une durée totale de plus de 13 heures et une distance de 903 km ont été effectués. La durée de vol unique la plus longue était jusqu'alors de 19 minutes 56 secondes et la plus longue distance parcourue était de 50,24 km[10].
Construction
modifierL'avion a été conçu comme un «avion VTOL électrique à bas prix avec un passager qui peut être utile à un grand nombre de personnes». Des batteries supplémentaires sont prévues pour augmenter la portée. Les deux configurations les plus convaincantes sont l'hélicoptère électrique et une variante à huit pales. Les coûts d'électricité estimés sont de 0,1 euro par kWh. Pour les deux configurations, les estimations de performance de vol stationnaire ont été faites sur la base de la théorie des impulsions d'éléments de pale. À l'heure actuelle, la configuration de l'hélicoptère électrique à basse altitude est plus convaincante, tandis que la configuration avec des ailes basculantes est plus favorable pour les longues distances. Le projet Vahana est en cours et il est à espérer que la configuration de l'aile basculante électrique offrira des avantages supplémentaires tels que moins de bruit et une sécurité accrue pour la mobilité urbaine[11].
Quelques dessins et explications de Vahana peuvent être vus sous des SYSTÈMES ÉLECTRIQUES TOLÉRANTS AUX DÉFAILLANCES POUR AÉRONEF[12].
L’une des raisons pour lesquelles Vahana a été développé comme un avion autopiloté est qu’il n’y aurait pas eu suffisamment de pilotes humains en vue du nombre de vols prévus. Une autre raison est la charge utile plus élevée ainsi que l’économie sur les dépenses de main-d’œuvre. Contrairement à la conduite autonome terrestre, le vol autonome doit être piloté à une vitesse significativement plus élevée et en trois dimensions. Cela nécessite une vitesse de calcul plus importante ainsi que des capteurs et actionneurs très rapides. La navigation autonome est effectuée avec un système Lidar, ainsi que des caméras et des radars[13].
Informations supplémentaires sur le poids
modifierPour les deux variantes de l'avion, la masse des batteries lithium-polymère est d'environ un tiers de la masse de départ et la charge utile de 113 kg. La densité de puissance d'une transmission par hélicoptère est estimée à 6,3 kW/kg. Dans les deux configurations, chacun prendra 15 kg pour les composants avioniques et 15 kg pour un siège résistant aux chocs. Les actionneurs électriques nécessitent chacun 0,65 kg (8 unités pour les hélicoptères et 12 unités pour les ailes inclinables). De plus, l'aile basculante a deux actionneurs (4 kg chacun). Un autre 10% prend du matériel et du matériel divers[14].
Spécifications de performance
modifierLa puissance de croisière de l’aéronef à ailes basculants est inférieure à la vitesse de croisière de l'hélicoptère électrique. Le processus de chargement pour les deux configurations est similaire à de nombreux hélicoptères légers existants. Le vol stationnaire de l'hélicoptère électrique est plus faible à courte portée que celui de la variante à voilure basculante.
Références
modifier- A^3 BY AIRBUS, « FAULT-TOLERANT ELECTRICAL SYSTEMS FOR AIRCRAFT », patentscope.wipo.int, (lire en ligne, consulté le )
- (en) « Vahana, Transitioned Project, Demonstrating the viability of a self-piloted, electric urban air mobility vehicle », sur acubed.airbus.com (consulté le )
- (en-US) Cheyenne Macdonald, « Airbus to begin testing single person 'Vahana' flying taxi in Oregon », dailymail.co.uk, (lire en ligne)
- (en-US) Zach Lovering, « Vahana First Flight », youtube.com,
- (en-US) « A³ Vahana », evtol.news, electric VTOL News, (lire en ligne)
- « Vahana, l’appareil eVTOL autopiloté de A³ par Airbus, réussit son premier vol d’essai pleine échelle », businesswire.com, (lire en ligne)
- (en) « Airbus Will Build A Driverless Flying Taxi », sur HuffPost, (consulté le )
- (en) « Vahana has come to an end. But a new chapter at Airbus has just begun », Airbus, (consulté le )
- « Revivez le dernier vol de Vahana, le prototype qui a inspiré les taxis volants d’Airbus », Airbus, (consulté le )
- (en-US) « Airbus Vahana eVTOL wraps up flight testing », aviationweek.com, (consulté le )
- (en-US) Graham Warwick, « The Week In Technology, Jan. 14-18, 2019 », aviationweek.com, (lire en ligne)
- (en-US) Lovering, Zachary, Bower, Geoffrey, Stoschek, Arne et Hilaire, Herve, « 1. WO2019006469 - FAULT-TOLERANT ELECTRICAL SYSTEMS FOR AIRCRAFT », aviationweek.com, (lire en ligne)
- (en-US) Woodrow Bellamy III, « Airbus A³’s Vahana Electric Air Taxi Has a Single Screen Pilotless Cockpit », aviationweek.com, (lire en ligne)
- (en-US) Geoffrey Bower, « Vahana Configuration Trade Study – Part II », vahana.aero, (ttps://vahana.aero/vahana-configuration-trade-study-part-ii-1edcdac8ad93)
