皆さんこんにちは！
今回は、昨日の続きです。
マットのレポートを中心にお伝えします。
JOBY の EVTOL 航空機シミュレーターを操作する
JOBY AVIATIONのeVTOLのシュミレーターを体験した航空雑誌編集者のマットの
レポートをお楽しみください。
分散推進
このシミュレーターは、実際の Joby 航空機のコックピットのように見えるように
構築されており、視覚化と地形表示に X-Plane シミュレーション ソフトウェアを
使用していますが、フライト モデリングはすべて Joby が開発したものです。
確かに、誰でもデスクトップ シミュレータを使用してワイルドな外観の航空機を
設計できますが、私の経験から、Joby のエンジニアは、同社が設計した複雑な
分散型推進機の複製に真剣に取り組んでいることがわかりました。
電気推進の利点は、大型燃焼エンジンで駆動する 1 つまたは 2 つのプロペラを
使用する代わりに、複数の小型電気モーターを小型プロペラを駆動する機体全体
の最適な位置に配置できることです。各モーターには、重要な部品であるベアリ
ングとプロペラが 1 つだけあります。これらの電気推進ユニット (EPU) は、必
要なときに必要な場所に正確に電力を供給し、設計者に、私たちの多くが想像も
しなかった方法で飛行できる航空機を作成するための並外れた自由を与えます。
Joby の場合、垂直または水平の推力、またはその両方の組み合わせを提供する
ために関節運動できる 6 つのプロペラがあります。各プロペラは、冗長性のため
に 2 つの電気モーターによって駆動されます。1 つのモーターが故障した場合、
もう 1 つのモーターがたるみを簡単に補うことができます。各モーターは異なる
バッテリー パックに接続されているため、そのプロペラの単一障害点が排除され
ます。すべてのプロペラが傾きます。これはティルトローターにやや似ていますが、
それほど複雑ではありません。大量のガロンの燃料が供給され、各エンジンに取り
付けられたさらに多くの可動部品によって生成された油圧によって回転する何百
もの部品を備えた大きなタービン エンジンがないためです。 .
Bell-Boeing V-22 や Leonardo AW609 のようなティルトローター機は、ヘリコ
プターと固定翼の特性を兼ね備えているため、飛行には高度なスキルが必要です。
ヘリコプター自体も、パイロットが鋭敏さを維持するための絶え間ない練習と反復
訓練は言うまでもなく、多くの訓練とスキルを持っていることを要求します。
これはすべて、Joby 航空機を飛ばすことがいかに違うかを強調するためのものです。
私は実際のティルトローターを飛ばしたことはありませんが、ヘリコプターを飛ばし
たことがあります。Joby ははるかに簡単です。飛行中、垂直飛行と水平飛行の間の
移行に気付かないのは、それがすべてパイロットとマシンのインターフェースの設計
の一部であり、電気推進の仕組みの恩恵も受けているからです。
私のように航空機を設計していない者にとって、有人 eVTOL 航空機の目標は精密制御
を容易にすることのように思えます。好きなときに好きなことをさせ、好きな場所に
正確に飛ばせる必要があります。複雑な一連のコントロールを正確な小さな動きで操作
する方法をパイロットに考えさせることなくこれを行うことができればできるほど (ここ
ではヘリコプターを考えています)、ミッションを成功させることができます。
これは単に乗客を A から B に飛ばすことを意味するのではなく、高次の使命を意味しま
す。それは、パイロットの働き過ぎの心を軌道制御の複雑さから解放し、飛行の重要な
側面により貴重な脳のサイクルを費やすことができるようにすることです。これは、
適切な軌道を選択することを意味しますが、制御は簡素化されています。安全にナビゲ
ートし、雷雨、他の航空機、建物、または山への飛行を回避する。必要に応じて航空交
通管制と通信し、この新しい現代では地上ベースのアシスタントと通信します。
ジョビーの飛び方
シミュレーターでの私の経験に基づいて、Joby は上記の要件を十分に満たしている
と思います。私は実際の航空機が同じように飛ぶと仮定し、最終的にそれについて
もっと学びたいと思っています.
コックピットには、Garmin G3000 アビオニクスである 2 つのプライマリ ディス
プレイと、情報の入力、飛行計画の作成、およびシステムの管理を行うための 1 つ
の Garmin タッチスクリーン コントローラーがあります。プライマリ ディスプレイ
には、従来の対気速度、高度、姿勢、および垂直速度インジケータと飛行経路マーカ
ーがあります。システムのメイン ページには、6 つの EPU のグラフィックが表示され
それぞれの棒グラフが適用されているトルクを示します。過度のトルクが要求されてい
る場合、このバーは赤くなりますが、システムは、パイロットが EPU に過度の電力を
長時間適用することを防ぎます。
パイロットには、両手に 1 つずつ、計 2 つのコントロールがあり、ペダルはありませ
ん。左のコントロールはスピード コントロールです。前に動かすとスピードが上がり、
後ろに動かすと遅くなります。これは、スロットル/パワー レバーを設計するための
より直感的な方法のようです。右側のコントロールはインセプターまたはサイドステ
ィックであり、ピッチ、バンク、ヨーの 3 つの軸を制御しますが、ほとんどのパイ
ロットにとっては新しい機能ですが、eVTOL 航空機にとっては意味のある機能である
アップとダウンも有効にします。
すべての eVTOL と同様に、Joby はフライバイワイヤの飛行制御システムを備えてお
り、これが分散型推進機を効果的かつ安全に制御できる唯一の方法です。フライバイ
ワイヤの優れた点は、設計者が航空機がパイロットにどのように感じられるかをさら
に細かく制御し、制御システムが非常に不安定な機体を本質的に囲い込んでいるとき
でも、パイロットが安定した方法で機体を動作させることができることです。ジョビー
が不安定だと言っているわけではありませんが、効率的な重量で従来のケーブルと
プッシュロッドコントロールを使用しているパイロットが安定して操縦できるように
することはおそらく不可能でしょう. これは、F-16 戦闘機、F117 ナイトホーク、
F35A などの多くのフライ バイ ワイヤ航空機に固有のものであり、飛行制御システム
エンジニアにとって目新しいことではありません。
コントロールがどのように機能するかについて簡単に説明しただけで、私はすぐに
Joby に自分のやりたいことを正確に実行させることができました。パイロットと
マシンのインターフェースは美しく設計され、実装されています。飛行機をこれほど
までに操縦できると感じたことは一度もありませんでした。
ホバリングに入るには、右手でインセプターを引き戻すだけで、ジョビーはスムーズ
に数フィート上昇しました。次に、コントロールを中央に戻すと、機体はその場で
ホバリングしました。
これは、架空の架空の完全な航空機を飛ばすようなものでした。それを表現する他の
方法が思い浮かびません。最初は外で何が起こっているのかわかりませんでしたが、
本物のジョビーを飛ばしていれば、外を見ることができ、プロペラが回転し、その
一部が前後に移動するのを見ることができたでしょう。しかし、プロペラの状態に
関する情報もディスプレイに表示され、各 EPU の rpm、トルク、傾きのインジケー
ターが表示されます。どうやってそこにたどり着いたのか本当に気にしますか？
これは興味深い哲学的な質問であり、その答えは、飛行機がどのように機能するか
について多くの詳細を知りたいと思うほどオタクなパイロットもいれば、他のパイロ
ットのグループと同じように、それを飛ばすだけで満足するパイロットもいるという
ことです。
TRCモード
離着陸時には、Joby は「トランスレーティブ レート コントロール」（TRC）モード
に入ります。このモードでは、速度が 7 ～ 8 ノットに制限され、地面に近づいたとき
に正確な制御が容易になります。飛行制御ソフトウェアの新しいバージョンでは、
その速度が向上しています。再び右側のインセプター コントロールを使用してターン
を試みましたが、コントロールを左または右に動かしてバンクを誘導する代わりに、
最初はなんとかツイストとヨーイングに成功しました。コントロールのグリップを
緩めると効果があることがわかりました。コントロールを押すのに必要なのは2本の
指だけです。これにより、無意識のねじれを防ぐことができます。いくつかのバンク
を行い、水平でヨーイングを練習したところ、Joby は完璧に反応し、ワシントン
DC のさまざまなランドマークに機首を向けることができました。
私はシミュレートされたレーガン ワシントン ナショナル空港 (DCA) から離陸し、
国防総省の近くを飛行していました。eVTOL 開発者は、世界中の忙しい大都市圏に
サービスを提供したいと考えているため、ちょっと当惑しています。協力するつもり
はありません。9/11 の攻撃は強力なエリート層を動揺させ、軍事任務や警察や第一
対応者などの政府機関以外での小型航空機の使用を DCA から禁止しました。
eVTOLS がクールで、静かで、電気的であるという理由だけで、それが変わることは
まずありません。
TRC モードを終了すると、Joby が DCA の滑走路の端に向くようにヨーイングし、
インセプターを引き戻して機首を上げ、左側のスピード コントロールを押して速度
を上げました。私は速度を約 70 ノットに保ち、機首を上げて約 600 フィートまで
上昇を続け、その後横ばいになりました。
コントロールをいじって、Joby のまだ名前の付いていない航空機がどのように反応
したかを感じてみました。速度制御の仕組みが気に入りました。自然で直感的に感
じました。しかし、インセプターは私にいくつかの質問を残しました。
翼飛行モード (プロペラが前方) では、インセプターを引き戻すと機首の位置が変化
し、水平線より上に上がりますが、一定量に制限されます。インセプターが別のピッ
チ姿勢に設定されると、それを手放すと、ノーズはその姿勢のままになります。
これは、エアバス、エンブラエル、ファルコンの設計に見られるように、飛行経路
が安定したフライバイワイヤ システムに似ています。スティックを動かして飛行経路
を上下または水平に設定し、離すと飛行機はその姿勢を保ちます (実際には飛行経路です)。
しかし奇妙なことに、Joby では、左右にバンクすると最大 30 度まで傾きますが、イン
セプターを離すと、バンク角はゼロまたは翼のレベルに戻ります。通常の飛行制御で育
てられ、フライバイワイヤーの経験があるパイロットにとって、これは奇妙に思えます
が、頭を悩ませるとうまくいきました。(飛行経路が安定した飛行機の設計では、バンク
ターンでは、サイドスティック コントローラーを離しても飛行機はバンクしたままです。)
コンピューター、モーター コントローラー、フライ バイ ワイヤー システムを使って、
すべてをスムーズに統合するために、膨大な作業が行われていると想像する必要があり
ます。パイロットにとっては、スムーズなバンク、スムーズなピッチ変更、翼のディッピ
ングのないスムーズなヨーイングモーションです。
高度 1,100 フィートまで上昇し、ポトマック川に沿ってロスリンまで進み、降下して
ペンタゴンの周りを旋回し、軍事施設のヘリポートへの着陸を目指しました。
機首を少し上に向けながらスピードコントロールを後方に引くとホバリングが速くなり、
ジョビーを地上数十フィートで停止させた。それから、「負の」対気速度のために速度
レバーを引き戻すだけで、後方に飛行しようとしました。後退時の最大速度は約 20
ノットです。
スピードコントロールを前方に押すと、航空機の速度がゼロになり、ホバリング状態
に戻りました。この構成では、右側のインセプターを前方に押すことで、まっすぐ下
に降りることができました。これは、垂直モードと翼モードの違いを示しています。
プロペラがすべて真上を向いている場合、インセプターを前後に動かすと、航空機は
真下または真上に移動します。しかし、プロペラが前方を向いている場合、インセプ
ターを動かすと機首の位置が変わり、機体が機首に追従して下降または上昇するはず
です。
精密制御
ヘリポートに近づき、TRCに戻りました。ここで、正確な制御がその気概を証明し
ました。私がしなければならなかったのは、ヘリポートの近くを飛行し、ヨーコン
トロールを使用して機首を希望の場所に向けて中心の真上に配置されるまで、少し
ずつ進むだけでした.。次に、インセプターを前方に押し、機体をまっすぐ下ろして
穏やかに着陸させました。シンプルで甘く、ほとんど何もありません。
Joby は、プロペラを前方に向けて、翼の離陸または着陸のために滑走路で飛行する
こともできます。プロペラまたは EPU の故障後の安全な着陸は、垂直または水平に
行うことができます。
あくまでジョビー機のシミュレーションですが、飛びやすさに感動しました。数分
以内に、私は快適になり、完全にコントロールできるようになりました. 明らかに
いくつかの制限はありましたが、航空機はまさに私が望んでいたことをしました。
プロペラを設定して、必要なことを実行させる方法について考える必要はありません
でした。Joby の技術をさらに掘り下げ、パイロットがこの航空機を操縦するために
どのように訓練されるかを知りたいと思っています。
これがパイロットの未来なら、私は大歓迎です。従来の航空機で安全なパイロット
になることができる人口の限られたセグメントがあり、従来の飛行には膨大な量の
初期および継続的な熟練トレーニングが必要であることは誰もが知っています。
従来の航空機では、固定翼であろうと回転翼であろうと、パイロットは他の重要
なタスクに加えて制御操作に集中しなければならないため、簡単にトラブルに巻き
込まれる可能性があります。操縦操作に必要な多大な労力をなくし、パイロットが
高次のタスクに集中できるようにすることは重要な成果であり、飛行環境を改善し
安全性を飛躍的に向上させる可能性があります。
いかがでしたか？
シュミレーターの雰囲気を楽しめましたでしょうか？
私が操縦している飛行機はエアバスA320という最新の飛行機で、フライバイワイヤー
のコントロールです。JOBYの航空機はどちらかというとドローンのコントロールに
似ています。全く新しいもののようで、けっして人間工学に反していない構造になって
います。これなら、少しの時間の訓練で乗れそうですね。
益々、操縦してみたいと思います。
それでは今日はこの辺で・・・
またお会いできる日を楽しみにしています。
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