Sabrewing, la strat-up de drones, affirme que son gros avion à décollage vertical serait rapide pour atterrir, charger et redécoller avec 2,5 T de marchandises
Il est 4 heures du matin le 23 décembre, et un avion-cargo MD-11 vient d’atterrir sur la base logistique près de San Bernardino, en Californie. Il a atterri tard à cause d’un épais brouillard ; beaucoup d’avions à San Bernardino ne pourront pas décoller car les autres aéroports du bassin de Los Angeles sont également touchés par le brouillard.
Les équipes au sol retirent le fret du MD-11 et mettent les nombreux colis dans des camions de livraison et de petits avions aussi vite que possible avant le début de la ruée matinale des cargaisons en provenance d’Amazon, de Walmart et d’autres revendeurs en ligne qui se bousculent pour livrer les cadeaux de Noël. Pendant ce temps, la construction de l’autoroute I-10 vers Los Angeles est un véritable casse-tête, et à cause du brouillard, l’I-15 n’est pas mieux. On observe souvent des problèmes similaires dans les points d’étranglement du monde entier, où les entreprises de livraison de colis sont confrontées à une multitude de problèmes.
Imaginez maintenant que le MD-11 qui atterrit à San Bernardino soit rejoint par un certain nombre de petits avions, chacun avec son plein de carburant pour une journée de vol, sans pilote à bord et sans restriction météorologique. L’équipe au sol glisse quatre conteneurs LD-2 entièrement chargés avec 2400 kg de fret par le nez de chaque appareil, les ferme et, pouf, les autorise à décoller, malgré le brouillard qui s’épaissit. Les avions décollent tous, et arrivent 30 minutes plus tard à différents aéroports voisins, comme celui d’Oxnard, en Californie, où ils roulent jusqu’aux rampes des compagnies de livraison de colis concernées. Là, l’équipe au sol enlève le fret, le trie et charge le petit avion avec du nouveau fret, à destination de l’entrepôt de triage de paquets de Beverly Hills.
Après avoir été autorisé à décoller, le premier de ces avions se lève comme un hélicoptère avant de se diriger vers le site de Beverly Hills, qui n’est qu’un parking avec deux manutentionnaires au sol. Lorsque cet étrange avion sans équipage arrive, les ailes se plient pour aider l’avion à dégager les branches ou les lignes électriques. Juste à ce moment, un camion se gare sur le lieu d’atterrissage prévu, mais l’avion perçoit l’obstacle et se met en position d’attente jusqu’à ce que l’équipe au sol puisse dégager la zone. Ce n’est qu’alors qu’il atterrit, abandonne sa cargaison, en accepte une nouvelle et est autorisé à décoller à nouveau.
Et c’est ainsi que ça se passe, tout au long de la chaîne d’approvisionnement. Les conditions météorologiques qui, aujourd’hui, paralyseraient les opérations, sont mises à l’écart par le brouillard, la pluie verglaçante, voire les pannes de véhicules terrestres sur des aires d’atterrissage improvisées. Supposons qu’un chariot élévateur ne puisse pas traverser un champ boueux pour décharger le conteneur de marchandises. Pas de problème ; il suffit qu’un membre de l’équipe au sol relève le nez de l’avion et déverrouille les crochets pour que le conteneur de fret glisse à l’aide d’un treuil de fret. Tout au long de la journée, le processus de tri, de chargement et de décollage est répété 15 fois de plus à Oxnard et dans d’autres aéroports du sud de la Californie avant qu’une dernière tranche de 4 500 kg de charge utile ne soit chargée dans l’avion et que celui-ci ne retourne à San Bernardino. Le ravitaillement en carburant n’a lieu qu’une seule fois, à la fin de la journée.
Cette vision de la mobilité aérienne urbaine, fondée sur la promesse de la propulsion électrique et du vol autonome, n’est pas un rêve de science-fiction mais un projet concret, que plusieurs compagnies poursuivent. Airbus a terminé les essais de son Vahana, un concept d’avion électrique à décollage et atterrissage vertical (VTOL) destiné à transporter des passagers à basse altitude dans et entre les villes. Il y a aussi le Cora, une création de Google impresarios ; lui aussi n’est destiné qu’aux courtes distances et aux basses altitudes. Aucun de ces deux avions ne peut cependant transporter beaucoup de fret, en particulier par mauvais temps.
Imaginez combien il serait plus facile d’utiliser de telles méthodes pour transporter des marchandises plutôt que des personnes. S’il n’y a pas de passagers à bord, vous risquez de perdre le matériel lourd et encombrant qui assure la sécurité des passagers. Remplacez les pilotes et vous pouvez également vous passer des instruments qui les aident à voir où ils vont, ainsi que des équipements qui insonorisent la cabine et soutiennent les fenêtres, les poutres du plancher, les cloisons, etc. Dans certains cas, un avion peut peser 25 % de plus avec un équipement à facteur humain que sans lui.
La société, Sabrewing Aircraft, à Camarillo, en Californie, a été fondée pour exploiter ces avantages. En partant d’un concept de feuille blanche qui n’a jamais été conçu pour faire voler des personnes, mais uniquement du fret, et donc sans mettre en danger personne à bord, l’avion peut aller et venir d’endroits qu’aucun rival avec équipage ne peut atteindre en toute sécurité.
Le drone s’appelle Rhaegal. Si nécessaire, il peut soulever près de 2 500 kg de marchandises directement depuis le sol, comme un hélicoptère ; si une piste courte est disponible, il peut décoller de la manière habituelle, puis voler droit devant en transportant jusqu’à 4 500 kg. C’est plus que ce que le nouveau Cessna 408 SkyCourier peut gérer, et le Rhaegal vole beaucoup plus vite et plus haut. De plus, il est conçu pour charger et décharger sans l’aide de chariots élévateurs, de transpalettes ou d’autres équipements spécialisés.
Le Rhaegal descend très bas vers le sol, que ce soit sur le tarmac ou même sur une dune de sable, puis il incline son nez vers le haut afin de pouvoir charger et sécuriser rapidement des cargaisons conteneurisées ou en vrac. Les « pneus toundra » à haute flottaison de l’avion et son train d’atterrissage à quatre montants lui permettent d’atterrir dans la boue, la neige, le sable, les marais ou les flaques profondes, et une rampe de chargement intégrale avec des rouleaux peut être utilisée pour faciliter le chargement des palettes ou des conteneurs.
Comme le Rhaegal a un poids brut maximal supérieur à 600 kg, il relève de la partie 23 de la réglementation de la Federal Aviation Administration des États-Unis, qui exige qu’il soit surveillé et contrôlé à distance et qu’il reste en contact avec le contrôle du trafic aérien en tout temps. Son opérateur, qui peut se trouver à des centaines, voire des milliers de kilomètres, contrôle l’avion par une liaison satellite. De cette façon, l’autorité locale de contrôle du trafic aérien parle à l’opérateur par l’intermédiaire de l’avion, comme si l’opérateur était assis dans le cockpit lui-même.
Avant le décollage, l’opérateur charge dans l’ordinateur un plan de vol exact, fourni par les autorités de contrôle du trafic aérien, qui comprend les procédures de départ par n’importe quel temps et établit également les fréquences, les routes et une autorisation pour la destination finale de l’avion. De cette façon, il peut retrouver son chemin même s’il perd la communication avec l’opérateur ou le contrôle aérien.
Rhaegal, en chiffres
Envergure : 18 mètres
Longueur : 18 mètres
Hauteur : 3,7 mètres
Vitesse de croisière : 180 nœuds (333 km/h)
Gamme : 1 000 milles nautiques (1 850 kilomètres)
Plafond : 6 700 mètres
Charge utile à décollage vertical : 2 450 kilogrammes
Charge utile conventionnelle au décollage : 4 540 kg
La Federal Aviation Administration (FAA) américaine exige qu’un pilote humain d’un avion conventionnel voit et évite tout trafic aérien qui pourrait suivre une trajectoire de vol croisée. La même règle s’applique au Rhaegal : Il doit faire ce travail par lui-même, sans l’intervention de l’opérateur. Ce système, connu sous le nom de système de détection et d’évitement (DAA), utilise un mélange de capteurs, parmi lesquels un radar anticollision (fabriqué par Garmin), un système à base de caméra qui peut repérer le trafic aérien en conflit et fournir des commandes de pilotage automatique pour l’éviter (fabriqué par Iris Automation), et un lidar, ou système de télémétrie laser, pour détecter les lignes électriques et autres petits obstacles à courte distance (fabriqué par Attollo Engineering).
Le système DAA utilise également ce que l’on appelle la surveillance dépendante automatique en mode diffusion (ADS-B), un système de navigation par satellite maintenant mandaté par la FAA pour pratiquement tous les aéronefs de toutes tailles opérant dans un espace aérien contrôlé. Ce système suit tous les vols, quelle que soit leur trajectoire, ce qui permet un routage beaucoup plus souple que ce que pouvaient gérer les anciens radars au sol.
Tous les problèmes de trafic ne se situent pas dans les airs, certains sont au sol. Les voitures ou les camions peuvent se déplacer ou même se garer, par exemple, lorsqu’un parking sert lui-même de zone d’atterrissage. Le Rhaegal utilise un système d’atterrissage à intelligence artificielle pour repérer les obstacles d’en haut, notamment les véhicules, les personnes, les rochers et les surfaces inégales. Ce système d’atterrissage peut reconnaître de nombreux types d’obstacles et de dégagements, y compris les aires d’atterrissage à bord des navires en mer.
Les données fournies par tous les capteurs sont fusionnées en une seule image des environs de l’avion par un ordinateur à interface capteur, qui surveille le trafic aérien à proximité et calcule comment se tenir à une distance de sécurité. Lorsque cela se produit, l’ordinateur envoie un message à l’opérateur au sol pour l’avertir qu’un éventuel conflit approche ; l’opérateur prend alors la décision de modifier la trajectoire de vol. Si l’opérateur ne fait rien, l’ordinateur prend seul les mesures nécessaires. Où que l’avion aille, l’ordinateur peut détecter le mauvais temps à l’avant et fournir les données à l’opérateur, qui, avec les contrôleurs aériens, peut apporter des modifications pour éviter les tempêtes, dans certains cas en volant bien au-dessus.
De plus, le Rhaegal est semi-autonome, ce qui signifie qu’il peut accomplir sa mission même s’il perd la communication avec l’opérateur et avec le contrôle aérien en général. Il suit simplement un itinéraire de vol planifié à l’avance, en détectant et en évitant le trafic en cours de route, puis en atterrissant à un endroit éloigné.
La cellule du Rhaegal, entièrement en matériaux composites, est construite en sections qui peuvent être rapidement et facilement réparées ou même remplacées sur le terrain, avec un minimum d’outils manuels. Grâce à cette conception modulaire, les inspections qui, auparavant, immobilisaient les avions au sol pendant des semaines, voire des mois, peuvent désormais être effectuées en quelques heures.
Le Rhaegal est bien adapté aux applications militaires : Il peut voler suffisamment haut et vite pour éviter les tirs au sol ou voler bas pour éviter les radars, ce qui lui permet d’apporter des fournitures vitales aux unités isolées. Il est même assez polyvalent pour transporter quatre blessés et deux médecins vers un hôpital mobile dans l' »heure d’or » qui suit une blessure, ce qui augmente considérablement les chances de survie du patient.
De plus, le Rhaegal dispose d’un système propriétaire qui lui permet d’atterrir en toute sécurité si son système de propulsion est endommagé : Il peut soit planer jusqu’à un point d’atterrissage sûr, soit, si l’appareil est en vol stationnaire, atterrir même s’il perd la poussée de tout un ensemble de conduits.
Le Rhaegal tire sa puissance d’un turbomoteur, qui est en fait une turbine à gaz conçue spécifiquement pour faire tourner un rotor plutôt que de générer de la poussée, comme le ferait un moteur à réaction. Ce moteur entraîne un générateur qui envoie de la puissance à des moteurs électriques, qui font tourner les pales du rotor. Celles-ci sont comme des hélices, mais elles sont enveloppées pour fournir plus de poussée qu’un rotor ouvert et pour protéger à la fois les personnes au sol et les pales elles-mêmes lorsqu’elles se posent près de buissons ou d’arbres.
Le but de cette chaîne cinématique turboélectrique est de fournir un rendement élevé en vol de croisière et également une puissance élevée au décollage et à l’atterrissage. Cette efficacité accrue lui permet d’émettre environ 70 % de carbone en moins que le Cessna 408 SkyCourier, tout en transportant deux fois plus de charge sur une distance quatre fois plus grande. Et grâce à sa conception turbo, il peut être rendu encore plus « vert » en utilisant du biocarburant.
Le lancement de Rhaegal a eu lieu début mai, et les essais en vol commenceront à la base aérienne d’Edwards, en Californie.
La cellule du premier Rhaegal a été achevée en mars 2020, et les essais en vol devraient commencer maintenant. Sabrewing est en discussion avec la FAA depuis 2017, et l’autorisation de commencer la certification de type – qui assure la sécurité d’un nouveau type d’avion – pourrait arriver prochainement.
La certification n’est pas une mince affaire administrative : La certification de type, même pour un petit avion privé, peut facilement coûter entre 50 et 100 millions de dollars, mais la certification d’un UAV cargo ne devrait coûter qu’une fraction de ce montant. Et le Rhaegal est le premier à obtenir une telle certification, devant tous les autres transporteurs de fret électrique utilisant le décollage et l’atterrissage verticaux.
Ne soyez donc pas surpris si vous voyez bientôt un Rhaegal voler au-dessus de votre tête. Et en décembre, dans un avenir pas si lointain, il pourrait jouer au Père Noël pour les enfants des villages isolés et des grands centres industriels du monde entier.
https://www.sabrewingaircraft.com/
https://www.faa.gov/news/updates/?newsId=90566&omniRss=news_updatesAoc&cid=101_N_U
