Intégrer des avions de mobilité aérienne avancés dans les opérations de l’espace aérien existantes

L’intégration réussie des opérations de mobilité aérienne avancée (AAM) dans le système de l’espace aérien dépendra de la création d’un système sûr, efficace et fiable, ayant un impact minimal sur les opérations de l’espace aérien existantes. Il est prévu que les premières opérations de mobilité aérienne urbaine (UAM) soient destinées à des fins de démonstration et devront se conformer aux règles et réglementations en vigueur dans l'espace aérien.

Pour être autorisés et voler en toute sécurité, les avions UAM à décollage et atterrissage verticaux électriques (eVTOL) avec pilotes à bord (communément appelés « taxis volants ») doivent être équipés de technologies appropriées, les rendant capables de communiquer de manière transparente avec les deux. systèmes de gestion du trafic aérien (ATM) et de gestion du trafic des systèmes d'aéronefs sans pilote (UTM).

En réponse à ces défis, les pionniers de l'industrie sont activement engagés dans le développement de technologies de communication de pointe, en mettant l'accent principalement sur les réseaux de cinquième génération (5G) et les futurs réseaux de sixième génération (6G), pour permettre la mobilité aérienne et les communications par satellite. systèmes, spécialement conçus pour répondre aux exigences complexes des opérations AAM.  

S'appuyant sur des fonctionnalités et des mesures de performances distinctes, l'infrastructure de communication avancée peut être systématiquement classée en plusieurs composants essentiels. Ceux-ci comprennent le cloud périphérique, constituant la couche la plus externe du réseau, le réseau central qui constitue le cœur des systèmes de communication, le secteur AAM-UTM (advanced air Mobility – Unmanned Traffic Management) dédié à faciliter un trafic aérien coordonné et sûr, et la télémétrie. services orientés vers la transmission et la réception de données précises (voir figure 1). 

Une nécessité cruciale au sein du réseau de communication de mobilité aérienne est d’atteindre une faible latence, ce qui signifie l’impératif d’une transmission de données rapide et efficace. Cet attribut revêt une importance primordiale pour les véhicules autonomes, qui s'appuient sur des données en temps réel pour une prise de décision rapide. De plus, le réseau doit présenter la capacité d’accueillir une multitude importante d’appareils, comprenant des capteurs et divers autres types d’appareils indispensables au renforcement du cadre opérationnel des véhicules de mobilité aérienne. 

Les principaux défis posés par les opérations avancées de mobilité aérienne 

À la lumière de ces exigences, ce travail entreprend la tâche de dévoiler de nouveaux défis dans le domaine de la mobilité aérienne. Il introduit simultanément des cadres ancrés dans l’intégration aérospatiale, conçus pour s’intégrer parfaitement aux éléments d’infrastructure existants et à venir, plutôt que de se lancer dans une reconstruction complète de l’architecture numérique fondamentale. Cette approche souligne une position pragmatique, favorisant la convergence entre divers secteurs économiques tout en atténuant les complexités techniques.  

Cette méthodologie devrait accélérer l’assimilation de nouveaux véhicules aériens dans un environnement de communication déjà élaboré. De plus, il jette les bases de l’établissement de mécanismes de sécurité robustes, parfaitement alignés sur les normes en évolution, renforçant ainsi le tissu de sécurité de l’écosystème. Le service AAM comprendra plusieurs demandes de systèmes autonomes (véhicules de livraison AAM, taxis volants, etc.) commandables à distance pour effectuer les missions assignées. La demande d'un certain service auprès de l'architecture AAM sera activée via un système centralisé qui propose de tels services et les identifie auprès des fournisseurs locaux. (voir figure 2).  

L’écosystème du système de communication proposé nécessite l’intégration transparente de divers composants, notamment les systèmes de gestion du trafic aérien, l’infrastructure de contrôle au sol et les réseaux de communication. Une telle intégration est essentielle pour permettre des canaux de communication transparents et efficaces entre les véhicules AAM et les systèmes au sol, garantissant ainsi l'intégrité et l'efficacité des opérations.  

Par conséquent, l’industrie aéronautique est activement pionnière d’un cadre aérospatial avancé, promouvant des pratiques partagées qui donnent la priorité à la sécurité, à la durabilité et à l’efficacité des opérations aériennes. Ce cadre aborde de manière globale les défis imminents du futur vol et présente une proposition complète pour l'intégration de protocoles opérationnels, de composants d'infrastructure, de solutions de connectivité et d'écosystèmes globaux qui définiront l'avenir de la mobilité aérienne.  

Ces solutions visent à répondre à l'expansion des déploiements AAM à grande échelle qui se heurtent à des obstacles liés à une couverture sans fil inadéquate dans les zones métropolitaines animées et les communautés rurales mal desservies. En particulier dans la phase initiale de reprise, l’intégration de l’AAM aux côtés d’une nouvelle connectivité air-sol présente des défis complexes. Ceux-ci incluent la pression potentielle sur les réseaux terrestres en raison des demandes de données, la nécessité de maintenir la fiabilité des liaisons et la gestion efficace des événements de transfert entre différents points de communication. 

En conclusion, cet article vise à ouvrir une voie innovante pour l’avenir des opérations et des services de mobilité aérienne. En présentant un projet visionnaire pour l'infrastructure de base, soutenu par des technologies de communication avancées, ce travail vise à établir une base qui soutient la sécurité et la durabilité de l'aviation dans les années à venir. 

Souhaitez-vous en savoir plus sur ce domaine de recherche? Le professeur Saba dirigera une table ronde dans le cadre de notre webinaire sur les transports connectés le mercredi 18 octobre 2023 à 12.30hXNUMX BST.