Enligt FN kommer nästan 2,5 miljarder människor att vara en del av stadsbefolkningen år 2050 och vi vet alla att den nuvarande bostads- och transportinfrastrukturen är otillräcklig och inte kommer att hjälpa till att tillgodose behoven hos det ökande antalet människor. För att göra det måste vi expandera våra städer snabbt och ekonomiskt. För att bekämpa transportfrågan finns dessutom ett behov av att rikta vårt fokus på stadsflygmobilitet som kommer att hjälpa städer att växa i sidled.
Vem vet att vi under de kommande dagarna vaknar upp bland gröna träd och kvitrar, tiotals mil från de täta stadskärnorna. Framtiden har mycket för oss. Förutom att frukost, matvaror etc. levereras med drönare, kommer du att kunna flyga till jobbet och inte fastna i en trafikstockning.
Den Chennai-baserade start som heter ePlane är banbrytande inom flygmobilitet. Med Ek Hanz, ett helt autonomt kompakt elbil som kan starta var som helst och kan användas för att leverera varor, är företaget säker på att göra en revolution inom flygmobiliteten.
Mr Satyanarayanan Chakravarthy, medgrundare av ePlane-företaget, delade med oss detaljerna om start, laget, framtida mål och mycket mer. Mr. Chakravarthy är professor i flygteknik vid Indian Institute of Technology Madras och är specialiserad på framdrivning av flygplan och raketer. Han har en kandidatexamen i rymdteknik från IIT Madras och magisterexamen i flygteknik (1992) och doktor i filosofi (1995) från Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA, USA.
Inte bara det, han har varit en passionerad lärare i över ett par decennier vid IIT Madras och forskare om förbränning, laserdiagnostik etc. Han fortsatte att etablera ett stort centrum för förbrännings-FoU-centrum, NCCRD, vid IIT Madras, innan han vände sig hans uppmärksamhet på framdrivning av elektriska flygplan på senare tid. Han brinner för att arbeta med industrin för att lösa verkliga problem och för att utveckla produkter för samhällelig påverkan. Läs vidare för att veta vad han har att säga om ePlane, Ek Hanz och mer.
Fråga. EPlane arbetar med autonoma hybridbilar, hur började det hela och vad är dina planer?
Många snabba förändringar sker runt oss i energi- och mobilitetsutrymmena. Termisk kraft ersätts snabbt av förnybara energikällor och elfordon ersätter snabbt förbränningsfordon.
Som flygtekniker med grundutbildning och med framdrivning som min specialisering frågade jag mig själv, om jag inte ska titta på elektrisk framdrivning för flygplan vid denna tidpunkt, vad skulle jag göra mer! Släpp det förflutna, oavsett hur härligt det har varit och omfamnar framtiden, oavsett hur osäkert det är, är mantrat. Detta är motivationen som ledde till att jag grundade ePlane Company. Inte nog med att jag faktiskt under det senaste året är den första som jag vet har erbjudit en fullfjädrad terminlång kurs om elektrisk flygfremdrift, två gånger under de två terminerna, och jag har fått föreläsarna videoinspelade andra gången, laddas upp på YouTube efter redigeringarna!
ePlanes strävan är att möjliggöra snabb rörlighet för människor över korta och mellanliggande avstånd inom och runt städer i framtiden med hjälp av elektrisk luftfart. Vi ser till att göra ett tvåsitsigt autonomt VTOL-elplan för lufttaxitjänster inom staden. Enligt min åsikt är detta rimligt möjligt främst med hybridbilar - hybrid inte som vid framdrivning genom förbränning och el, utan i betydelsen av en kombination av VTOL med fasta vingar, dvs ta av som en drönare men flyga fram som ett plan! Det måste vara helt elektriskt för att hålla det enkelt och relativt billigt om vi ska fylla luften med luft-taxibilar för människors dagliga pendling.
Fråga: Berätta hur ePlane ursprungligen kom från marken? Hur hjälpte NCCRD och IITM?
ePlane kom från marken först i våra sinnen! Alla dessa avgörande beslut - varför ska det vara helelektriskt, varför inte hybridframdrivning mellan el- och förbränningsmotor, är det bara en modefluga eller en fetisch att gå helt elektrisk för att se ironisk ut från en ledande förbränningsexpert eller gör det verkligen teknisk-ekonomisk känsla (det är mycket själsundersökning!), varför måste det vara en VTOL, varför måste det vara en VTOL-fast vinghybrid, varför en tvåsits, varför autonom, vad skulle vara lämplig prispunkt för den indiska marknaden osv. Var och en av dessa måste idea och debatteras, och äkta svar måste utvecklas för oss själva, istället för att bara titta på vad andra gör. Eftersom vi är mycket medvetna om den indiska marknaden och den stadsmobilitetssituation vi befinner oss i.
Indien är i synnerhet ett bra ställe för att omfamna eVTOLs för urban luftrörlighet (UAM) till skillnad från Kina, som enligt min åsikt verkar ha nått något för tidigt före mobilitetsomvandlingarna, vi bevittnar idag och har gått vidare med stora infrastrukturinvesteringar som skulle kunna undanröjas med den nya tekniken! Jag har skapat en term för "defrastruktur"! Situationen med avancerade nationer är likartad, med alla motorvägar och flyovers redan på plats, är deras smärtstillande punkt per person inte så smärtsam som i Indien. För Indien i dag verkar UAM vara ett "måste-ha", inte ett "trevligt att ha", till skillnad från andra platser. Och trots att vi är en extremt kostnadskänslig marknad måste vi lägga ut det bästa, så mycket om ePlane är att konfigurera det helt rätt.
NCCRD har snabbt utvecklats till en kittel av ultra-djupa tekniska startups och projekt, varav många jag är stolt del av, som Agnikul, Aerostrovilos, X2fuels, Tan90, hyperloop, rymdpistol etc. som synergistiskt aktiverar ePlane med sitt utrymme och anläggningar. Vi inkuberas på IITM Incubation Cell, som öppnar mycket exponering för externa intressenter och affärs- och tekniska mentorer. IITM själv är en bikupa av ett ekosystem för entreprenörskap, med CFI, Nirmaan, E-Cell, GDC, etc., förutom NCCRD.
F. Ek-Hanz är företagets första hybridbil. Vilka är de tekniska specifikationerna och funktionerna i denna AAV?
Ek-Hanz är en del av en tre-stegs utvecklingsprocess för fordon som består av Ek-Hanz, Do-Hanz och ePlane, vars sista är vårt yttersta mål för de närmaste åren, att föra människor över stadens himmel. Metoden är att utveckla teknik som kan testas i mindre skala, som själva kan hitta kommersiella användningsfall. Ek-Hanz är en liten HAV som kan lyfta upp till 6 kg, men kan gå så långt som 100 km med en 2 kg nyttolast i en enda laddning av batteripaketet. Det faller under den ”lilla” kategorin av UAV: er och dess flyghöjd är begränsad till 120 meter av civil luftfartsbestämmelser. Det är helt autonomt i den bemärkelsen, det kan navigera sig själv med waypoints såväl som att upptäcka och undvika hinder under dess gång.
Fråga: Det finns många tunga lyftande elektriska autonoma fordon , hur skiljer din produkt Ek-Hanz sig från dem?
Ek-Hanz har konfigurerats för att ta itu med HAVs heliga gral, nämligen att de vertikala rotorerna som är avsedda för VTOL är en dödvikt under framflygning medan vingen som är avsedd att producera aerodynamisk lyft under framflygning är en dödvikt under VTOL. Ek-Hanz är inte bara en flik av en multikopter till ett fast vingplan utan försöker kombinera dem till en aerodynamisk konfiguration där rotorerna skulle hjälpa vingen i ytterligare lyftgenerering synergistiskt, och vingen skulle hjälpa rotorerna under klättrings- och nedstigningsfaserna. Dessa två aspekter möjliggör ett utökat intervall för Ek-Hanz jämfört med en enkel sammansättning av de vertikala rotorerna och vingarna tillsammans.
Fråga: Att vara ett komplett autonomt flygfordon, hur kartlägger Ek Hanz den verkliga världen? Vilka sensorer och hårdvara driver ditt fordon?
Vi måste förstå att Ek-Hanz är mer utmanande för sensorer att monteras jämfört med större flygplan på grund av stränga viktbegränsningar och den lilla tillgängliga fastigheten. Som sådan har vi en kombination av flera 1D-ledare som pekar i olika riktningar som närhetssensorer för att uppskatta avståndet från något hinder samt kameror för att dechiffrera formfaktorn för hindret. Formfaktorinformationen för hindret smälter samman med avståndsberäkningarna och översätts till punktmoln för att kontrollerna ska få flygplanet att flyga runt. En kombination av långväga lågfrekventa lidarer och kortväga högfrekventa sådana används för att undvika dynamiska hinder såväl som för att undvika statiska hinder. Andra alternativ som2D-lidars och stereoskopiska kameror är antingen för tunga eller av sämre räckvidd / upplösning för de involverade hastigheterna och de svarstider som krävs, men detta är ett växande område, så vi är öppna för att förbättra vårt autonoma flygpaket genom att konfigurera om det som specifikationer för komponenterna förbättra.
F. Drönaren sägs använda maskininlärningsalgoritmer för autonom flygning, hur fungerar det och hur nära är vi för att slutföra autonoma flygningar?
Maskininlärning beror på tillgängligheten av lärande datamängder. Medan vi har utvecklat simuleringar av waypointnavigering med hinderundvikande i en typisk flygmiljö, är dessa otillräckliga för att utveckla ML för att användas i realistiska flygningar. Vi håller på att flyga tester och samla in en hel del flygdata för att utveckla lärandedata. ML kan sedan antas i simuleringsmiljöerna innan man går vidare till ett flygsystem. Det återstår att se om certifieringsstandarder kan utvecklas för detta ändamål, så det kommer att ta tid genom året eller senare att utveckla en känsla av att den är helt antagen. En specifik aspekt som kan hitta acceptans är en datorvisionsbaserad landning tätt på en viss plats med märken som de har för helikopterplattor. Maskininlärning är inte obligatoriskt för autonoma flygningar i sig, inklusive undvikande av hinder,men det skulle vara en "bra att ha" -funktion, så de två bör inte blandas med varandra.
F. Ek Hanz använder en patenterad energieffektiv design för att uppnå långväga flygning med en tung nyttolast. Berätta mer om designen.
Den energieffektiva designen är baserad på att betrakta de fasta vingarna och de vertikala rotorerna som en enda enhet i en aerodynamisk miljö istället för enbart en sammanställning av de två med sina oberoende flödesfält. Så, frågan om hur flödesfältet över det ena påverkar det över det andra har beaktats för att öka den producerade hissen och minska dragningen som uppstår av kombinationen jämfört med de två enheterna som agerar oberoende. I grund och botten använder de flesta andra drönare inte de vertikala rotorerna under ett framåtriktat flyg för att spara på energiförbrukningen, men en optimal nivå av deras drift leder till ytterligare energibesparingar! Rotorerna kan sedan användas för ytterligare kontroll mot vindbyar och finare justeringar, vilket också ger redundans i kontrollerna.
F. Ditt företag var bland de 10 bästa finalisterna i Qualcomm Design, India Challenge. Snälla dela dina erfarenheter.
Qualcomm-utflykten har varit ett stort lyft för eplane som en validering. Dessutom har vi haft möjlighet att utforska deras flight stack, smarta kameror och andra produkter för vårt bruk. Vi har utvecklat en kombination av hårdvara och skriftlig programvara för att integrera dem, vilket kan leda till att patent lämnas in. QDIC-resan har varit spännande, med workshops genomförda av dem på olika platser för den kohort vi är en del av. Vi ser också fram emot möjligheten med investerare att Qualcomm själv skulle öppna upp för oss. Deras lansering av kohorten på Startup India-kontoret i augusti närvaro av ministeriet för elektronik och informationsteknik gav oss mycket god synlighet. Qualcomm-ingenjörer och chefer för programmet Design Innovation Challenge har varit mycket trevliga att arbeta med. Det är definitivt ett program,Jag skulle uppmuntra många djupteknologiska hårdvarustarter att överväga att titta på.
F. Hur ser du marknaden för AAV i Indien? Vad tror du är de potentiella applikationerna för Ek Hanz?
Eftersom Indien håller på att utvecklas snabbt finns det en skenande urbanisering. Eftersom utvecklingen av infrastrukturen är svår att hålla jämna steg med den här trenden, klamrar folk för att hålla sig klustrade där bekvämligheterna är koncentrerade, så det resulterar i enorma trafikstockningar. Följaktligen vill människor stanna hemma och låta saker komma till dem genom att beställa online. Bara livsmedelsleveranserna har ökat med 300% under de senaste åren! Detta är oöverträffat någonstans. Det är här Ek Hanz kommer att vara det mest användbara. E-handelsföretagens detaljhandel kräver inte AAV för leverans på sista milen, men kan bevittna användning för mitten av mil, dvs från godowns till fullgörande centra. För detta skulle en större nyttolastkompatibel AAV, nämligen vår Do Hanz, nästa större fordon vara mycket passande. Slutligen, även om varorörelse är en större marknad än folkrörelse,det är människor som verkligen betyder något, så vårt yttersta mål skulle vara ePlane som möjliggör urban luftrörlighet med lufttaxi. Och det är självklart att det skulle kunna transportera stora laster över staden för logistikföretag också. Jag förutser att det långväga, som vi vanligtvis fokuserar på för våra flygbilar, i slutändan skulle möjliggöra att avstängning av städer och spridningstjänster lätt är tillgängliga i avlägsna områden bortom stadsutbredningen. Marknadsstorleken för allt detta kan enkelt erhållas i termer av miljarder dollar från rapporter från konsultföretag och andra studier, men det är ovanstående filosofi om hur man ser på dessa trender och möjliggör en omvandling genom vår teknik som är spännande!det skulle kunna transportera stora laster över staden för logistikföretag också. Jag förutser att det långväga, som vi vanligtvis fokuserar på för våra flygbilar, i slutändan skulle möjliggöra att avstängning av städer och spridningstjänster lätt är tillgängliga i avlägsna områden bortom stadsutbredningen. Marknadsstorleken för allt detta kan lätt erhållas i termer av miljarder dollar från rapporter från konsultföretag och andra studier, men det är ovanstående filosofi om hur man ser på dessa trender och möjliggör en omvandling genom vår teknik som är spännande!det skulle kunna transportera stora laster över staden för logistikföretag också. Jag förutspår att det långväga, som vi vanligtvis fokuserar på för våra flygbilar, i slutändan skulle möjliggöra avstängning av städer och spridningstjänster lätt tillgängliga i avlägsna områden bortom stadsutbredningen. Marknadsstorleken för allt detta kan lätt erhållas i termer av miljarder dollar från rapporter från konsultföretag och andra studier, men det är ovanstående filosofi om hur man ser på dessa trender och möjliggör en omvandling genom vår teknik som är spännande!Marknadsstorleken för allt detta kan lätt erhållas i termer av miljarder dollar från rapporter från konsultföretag och andra studier, men det är ovanstående filosofi om hur man ser på dessa trender och möjliggör en omvandling genom vår teknik som är spännande!Marknadsstorleken för allt detta kan lätt erhållas i termer av miljarder dollar från rapporter från konsultföretag och andra studier, men det är ovanstående filosofi om hur man ser på dessa trender och möjliggör en omvandling genom vår teknik som är spännande!
Fråga: Vilka problem mötte du och ditt team under den första prototyperingen av Ek Hanz?
Design för tillverkning och gränssnitt med tillverkarna tog mer tid än väntat. Kontroller för en tvåvingskonfiguration i kombination med fyrrotorerna var inte uppenbara först, och sensorutveckling för att undvika hinder för en sådan långdistans och det snabba fordonet var en utmaning. NPNT-protokollet (No-No-Take-Take-off) utan mandat från den indiska tillsynsmyndigheten, nämligen generaldirektoratet för civil luftfart, är en annan aspekt som vi var tvungna att utveckla på vägen, både när det gäller hårdvaru- och programvaruimplementering. I själva verket utvecklar vi fortfarande mobilnätverksbaserad fjärrkommunikation för fjärrstyrning (för manuell intervention) och videoflöde till markstationen för live feedback på flygningen under dess kurs, som ett alternativ eller en redundant åtgärd.
Fråga: Att vara ett av de få AAV-företagen i Indien, hur skaffade du komponenter till ditt fordon? Stod du inför svårigheter?
Vår AAV är en sammanslagning av en drönare med flera kopior och ett plan med fast ving. Drone-delarna av den kan hämtas genom en ganska väletablerad leverantörsbas. Faktum är att designen baseras på vad som är lätt tillgängligt. Den plana delen av den måste tillverkas av oss. Vi har samarbetat med specialister inom kolfibertillverkning samt den försökta kombinationen av 3D-tryckta icke-bärande strukturella element av plast med kolfiberark, rör och förpinnar. Vi har 3D-skrivare internt för dessa försök. IIT Madras tekniska supportbas och entreprenöriella ekosystem för nystartade företag är praktiskt att testa olika alternativ för första gången i en konfiguration som vår.
F. För närvarande, hur mäter du framgång? Vilka är dina mätvärden?
Timing är nyckeln till startups framgång! Vi håller på att höja reglerna för obemannade autonoma fordon och är glada över att vara en del av att driva dessa gränser. Genom denna process är utsikterna ljusa för kundidentifiering och förvärv, samarbete för att demonstrera användarflygningar till regleringsorgan och för genomförande av kommersiella piloter. Medan vi är där, fördjupar vi vårt fokus på att utveckla delsystem som motorer, anpassa batteripaket, flygkontroller, kommunikation, sensorer, datorvisionsalgoritmer, etc. och gradera till kanaliserade fläktar för nästa större nivå AAV är allt en del av en fascinerande resa som vi har börjat. Dessa växande möjligheter förbättrar vårt värdeproposition till investerare, vilket är ett direkt mått på vår framgång i detta skede.