Когда машины будут летать по воздуху
Летающие автомобили: фантастика или реальность?
Роботизация автомобилей в буквальном смысле слова захватила мир. Эксперты прогнозируют, что где-то к 2030 году на дорогах будут кататься автомобили с полностью компьютерным управлением. Человек сможет управлять своей машиной при желании, но такой необходимости уже не будет. Ну а что с летающими машинами? Здесь тоже есть сдвиги. Так, Uber собирается разработать собственное транспортное средство к 2020 году.
Сейчас это не единственная компания, которая занимается подобным проектом. Но насколько реальны эти планы? Возможно, это просто маркетинговый хайп? Для многих из нас летающий автомобиль — это синоним будущего, вроде продуктов питания в таблетках и серебристой одежды. Так будут ли реализованы мечты многих о летающих машинах?
Как это может выглядеть?
Классическая идея летающего автомобиля это, собственно, машина, которая каким-то образом может находиться в воздухе.
Ян Флеминг был известным поклонником идеи летающих автомобилей, их он упоминал в своем романе Chitty Chitty Bang Bang в 1963 году. Также он использовал идею летающего автомобиля в одном из романов о Джеймсе Бонде в 1964 году, эта же машина появилась и в фильме «Человек с золотым пистолетом». Основная идея проста — это автомобиль с крыльями, который может ездить по обычным дорогам, но при необходимости поднимается в воздух.
Писатели фантасты и режиссеры фильмов соответствующих жанров часто эксплуатировали идею летающих машин. В некоторых произведениях эта идея трансформировалась в летающие скутеры, когда дороги вовсе не нужны. На одном из таких «скутеров» летал Энакин Скайуокер в фильме «Атака клонов».
Понятно, есть и другие концепции таких устройств, включая скутеры на антигравах. Сейчас различные компании реализуют изначальную идею летающей машины, создавая гибриды авто и самолета, авто и вертолета, авто и коптера.
В общем-то, любой небольшой летательный аппарат можно назвать летающим автомобилем. Но это лишь разновидность летательных аппаратов, а не авто.
Насколько это безопасно?
Любой пассажир такого автомобиля хочет знать все о его безопасности. Вероятный ответ — «не слишком безопасно», поскольку технология еще только разрабатывается. Компании работают над тем, чтобы сделать свои аппараты безопасными, надеясь получить одобрение от регулирующих органов и правительства разных стран.
Но, конечно, схемы обеспечения безопасности здесь иные, они отличаются от того, что мы привыкли видеть в автомобиле. Например, машину в случае проблемы можно остановить. Ну а с летательным аппаратом это не получится сделать — он просто упадет вниз. Причем авария угрожает жизни и здоровью не только тех, кто внутри кабины, но и тех, кто внизу.
Для того, чтобы избежать проблемы падения, китайская компания Ehang предлагает оснащать свои летающие такси в Дубае парашютом. Этот сервис, в частности, предлагает перевозку пассажиров с крыши одного небоскреба на крышу другого.
Правда, здесь неясно, каким образом работает система с парашютом. Ведь у летательного аппарата нет системы управления парашютом.
В обычных самолетах большинство задач полета автоматизировано. Говорят, что пилоты отвечают, в основном, за взлет и посадку, да и то не всегда. Но в самолетах системы безопасности многократно дублируются. Их там много. В миниатюрном летательном аппарате об этом не может быть и речи.
С другой стороны, миниатюрные летательные аппараты менее сложные, чем бизнес-джеты, так что и управление взлетом, полетом и посадкой здесь попроще.
Сейчас некоторые компании стали продвигать идею электрических турбин. В качестве примера можно привести летательный аппарат от Lilium, относительно нового стартапа. Введение электромоторов и замена ими обычных ДВС приводит к упрощению схемы самого аппарата. Также появляется возможность дублирования моторами друг друга — если какой-то из них выходит из строя, в работу вступает другой.
В целом, можно с уверенностью сказать о том, что компании, разрабатывающие такие летательные аппараты, добьются своего и сделают их безопасными.
Насколько быстро и насколько далеко?
Преимущества автомобилей-самолетов неоспоримы. Отсутствие пробок, светофоров и прочих вещей значительно упрощает жизнь водителя (пилота?).
Кроме того, лететь по прямой — вовсе не то же самое, что ехать по дороге со всеми её изгибами. Даже если транспортное средство будет лететь не слишком быстро, то время на дорогу сокращается в несколько раз.
Вероятно, если летающие автомобили станут распространенными, то власти создадут нечто вроде воздушных коридоров, по которым и будет двигаться автомобильный транспорт. Можно предположить, что такие коридоры будут проходить по безопасной местности, где нет или мало людей. Так что авария не вызовет значительных последствий с человеческими жертвами.
И даже в большом городе преодолеть несколько десятков километров можно будет за несколько минут.
Насколько это просто?
Есть несколько достаточно сложных проблем, о которых стоит помнить при реализации идеи летающих автомобилей, но некоторые только кажутся сложными.
К примеру, в трехмерном пространстве, когда можно двигаться не только влево-вправо и вперед-назад, но и вверх-вниз облегчается задача навигации.
Даже, если летающих автомобилей будет много, несколько сотен метров высоты в качестве разрешенного коридора вполне достаточно для облета соседей. Плюс ко всему, властям не нужно заботиться о создании транспортной инфраструктуры. Ни знаков, ни светофоров, ничего. Нужны лишь соответствующие взлетно-посадочные площадки, причем некоторые из них ничем не будут отличаться от современных вертолетных, которые размещаются на крышах небоскребов.
Регулирование движение транспортных средств такого типа? Нет ничего проще.
А сколько это стоит?
Пока что рано говорить о том, как будет работать экономика летающего транспорта. Здесь много неясностей с регуляторами, с безопасностью, инфраструктурой (какая-никакая, но она должна быть), зарядными или заправочными станциями. Можно лишь предполагать.
А ведь еще не нужно забывать, что летающий автомобиль — недешевое удовольствие. Та же компания Uber, которая обещает к 2020 году выпустить летающие такси, работает во многих случаях себе в убыток. Компания старается привлекать клиентов дешевизной поездки. И это работает. Прибыль очень небольшая, но эту проблему компания планирует компенсировать при помощи роботизированных такси, которым не нужно платить, как водителям. Если тот же опыт будет перенесен и на летающие транспортные средства, то получение прибыли вполне реальная задача.
Будут ли пассажиры платить за сокращение времени перехода из точки А в точку Б? Скорее всего, да.
Так когда это случится?
Сейчас остается слишком много неясного, так что точно сказать, когда самолеты-автомобили будут не теорией и концептами, а практикой, сложно.
Скорее всего, когда самолеты-автомобили станут более-менее массовыми, они будут использоваться в ряде ниш, не повсеместно. И лишь с течением времени их специализация станет более универсальной.
Но это случится очень нескоро. Вероятно, многие из нас облачатся в серебристые костюмы и получат новейшие продукты питания в виде таблеток еще до того, как летающие авто станут массовым явлением.
Линия времени: когда появятся летающие автомобили и как изменится транспорт в ближайшие 15 лет Статьи редакции
Разработки и прогнозы мировых компаний.
В 2012 году группа инженеров совместно с сотрудниками Toyota начала разработку летающего автомобиля под брендом Skydrive. Он представляет собой пилотируемый квадрокоптер, способный летать на высоте 10 метров с максимальной скоростью 100 км/ч.
Длина одноместного трехколесного автомобиля — 2,9 м, ширина — 1,3 м. В движение он приводится четырьмя винтами-роторами в углах корпуса.
Сейчас Toyota Motors инвестирует в Skydrive 42,5 млн йен ($375 тысяч).
Испытания прототипов начнутся в 2018 году, компания обещает, что Skydrive станет первым серийным летающим автомобилем. В 2020 году Toyota планирует использовать Skydrive во время церемонии зажжения Олимпийского огня в Токио (Toyota является партнером Олимпиады).
Нидерландская компания PAL-V готовит летающий трицикл Liberty, способный передвигаться по магистралям и воздуху и доступный в свободной продаже.
Дорожная часть аэрокара построена на шасси трицикла Carver, воздушная основана на винтокрылом летательном аппарате.
Подготовка к полету занимает от пяти до десяти минут, максимальная скорость — 160 км/ч, одинакова для воздуха и земли. Разгонная полоса Liberty — 330 м, для приземления достаточно 30.
Для управления трайком потребуются водительские права и летная лицензия: покупателю нужно потратить 30-40 часов на прохождение курсов.
Первые покупатели получат машины в 2018 году: 90 машин в максимальной комплектации и летным курсом стоят €500-600 тысяч, в дальнейшем цену снизят до €300-400 тысяч.
Мультикоптер BlackFly — прототип одноместного летающего автомобиля от канадского стартапа. Opener заявляет, что это первый в мире сверхлегкий электрический летающий автомобиль с вертикальным взлетом. Дальность полета — 40 км, максимальная скорость — 62 км/ч.
У BlackFly быстрая зарядка — аккумулятор полностью перезаряжается за полчаса. Автомобиль снабжен автопилотом для экстренного возврата домой и баллистическим парашютом. Электромультикоптер не требует лицензии пилота, но для того, чтобы сесть за руль, придется пройти тренинг от Opener и сдать письменный экзамен.
Transition — летательный аппарат от американской компании Terrafugia, у которого складываются крылья. Это позволяет ему передвигаться по дороге. Компания планирует сертифицировать Transition в категории небольших спортивных самолетов, поэтому водителям потребуется лицензия пилота.
Скорость передвижения на земле — до 100 км/ч, в воздухе — 161 км/ч. Дальность полета 644 км.
Прототип двухместного Transition впервые испытали в 2009 году. Следующая версия успешно выполнила 200 взлетов и посадок, налет составил более 100 часов. Сейчас компания занимается третьей версией аппарата.
Немецкая компания Carplane заявляет, что строит первый в мире летающий автомобиль, а не самолет со складывающимися крыльями, как остальные компании. Он сертифицирован на территории Европы, основные источники инвестиций — Евросоюз и правительство Германии.
По мнению инженеров, для максимальной эффективности летающий автомобиль должен обладать большими крыльями, но их максимальная длина не может превышать длину корпуса автомобиля. Кроме этого, двигатель должен оставаться в рамках норм по выбросу вредных веществ.
Carplane решила обе проблемы, создав двухфюзеляжный аппарат, крылья которого убираются в отсек между кокпитами для качественной аэродинамики и управляемости на дороге. Мотор переводится из дорожного в авиарежим за 15 секунд и находится в отдельной капсуле между фюзеляжами. Задние кили выдвигаются, удлиняя корпус до 7,5 м. Размах крыльев аппарата — 9,7 м.
Скорость Carplane в наземном режиме — 176 км/ч, в воздухе — 200 км/ч, а дальность полета — 833 км. Грузоподъемность — 250 килограмм. Для взлета и посадки необходимо 85 м взлетной полосы.
По расчетам инженеров, такой концепт способен подняться в воздух, но первый опытный образец пока не может летать. В продажу Carplane должен поступить уже в следующем году.
Компания разрабатывает аэромобиль более 25 лет и уже приблизилась к серийному выпуску.
Двухместный летающий автомобиль работает от четырехцилиндрового бензинового двигателя, который вырабатывает энергию для двух электромоторов мощностью 300 лошадиных сил и винта. Переход в летный режим и обратно занимает три минуты, для взлета нужна полоса в 400 м.
Длина автомобиля 6 м, ширина в «сложенном» состоянии — 2,25 м, размах крыльев — 8,8 м. Скорость движения на земле — 160 км/ч, в воздухе — 360 км/ч., а дальность при полном 90-литровом баке — 750 км. Грузоподъемность — 960 кг.
Первый прототип AeroMobil взлетел в 2012 году. На испытаниях в 2015 году рухнул с высоты 310 м, но пилот успел воспользоваться встроенной катапультой и приземлился с парашютом.
Предзаказ на аэромобиль открылся в апреле 2017 года, его стоимость зависит от комплектации: от €1,2 млн за базовую модель до €1,5 млн за полную версию. Первые поставки начнутся в 2020 году.
Kitty Hawk Flyer и Kitty Hawk Cora
Flyer — одноместный летательный аппарат для полетов над водой. Он разработан Себастьяном Труном, бывшим главой секретной лаборатории Google X, в которой создавали беспилотный автомобиль, Google Glass и другие проекты. Также в компанию инвестирует сооснователь Google Ларри Пейдж.
Летательный аппарат весит около 113 кг, максимальная скорость — 32 км/ч, а от одного заряда он может работать около 20 минут на высоте до трех метров.
На озере в Вегасе Kitty Hawk открыла учебный центр, на котором провела около 1,5 тысячи полетов. Компания уже принимает предзаказы, но пока работает только с подходящими корпоративными покупателями, например, парками развлечений.
Помимо Flyer компания занимается созданием двухместного летающего такси Kitty Hawk Cora. Это электрический аппарат с 12 винтами для вертикальных полетов. Максимальная скорость — 180 км/ч, летает на высоте от 150 до 900 м.
В июле 2018 года на международном авиасалоне в Фарнборо Rolls-Royce представила концепт электрического летающего такси с системой вертикального взлета и посадки (EVTOL). Первый концепт автомобиля использует газовые турбины для питания шести электродвигателей.
EVTOL способна перемещаться со скоростью 402 км/ч, максимальная дальность без подзарядки — 800 км.
Аэромобиль предполагается использовать как в личных, так и в пассажирских, грузовых и военных целях. Серийное производство планируется в 2020 годах, окончательные сроки зависят от качества инфраструктуры и возможностей коммерческой модели.
В 2017 году компания анонсировала направление Uber Elevate — новый транспорт-такси представляет собой смесь вертолета и самолета, а не автомобиль.
Вертолетные лопасти позволят такси вертикально взлетать, а широкие самолетные крылья — планировать над городом. Новый транспорт будет использовать электрические силовые установки, чтобы снизить шум и количество выбросов в атмосферу.
На начальном этапе такси сможет передвигаться от одной крыши дома до другой, а максимальное расстояние — 95 км. Elevate рассчитан на пассажиров в мегаполисах, где затруднительно быстро добраться с окраины города в центр.
Uber рассчитывает сохранить стоимость поездки на привычном уровне, а запуск в Далласе и Лос-Анджелесе намечен на 2020 год. Коммерческие перевозки начнутся в 2023 году.
Aston Martin Volante Vision Concept
В июле 2018 года британский автопроизводитель объявил о разработке трехместного летающего автомобиля Volante Vision Concept совместно с Rolls-Royce, специалистами английского университета Крэнфилда и аэрокосмической компанией Cranfield Aerospace Solutions.
Летающие машины: будет ли будущее похоже на «Back to the Future 2»?
29 октября 2021 года летающий автомобиль SD-03 японской компании SkyDrive получил первый в своём классе официальный сертификат безопасности министерства земли, инфраструктуры, транспорта и туризма Японии.
Строго говоря, SD-03 скорее можно назвать летающим мотоциклом или пилотируемым квадрокоптером, соответствующим понятию eVTOL: electric vertical take-off and landing, электрические летательные аппараты с вертикальным взлётом и посадкой.
SD-03 одноместное устройство с открытой кабиной, электродвигателями и восемью попарно установленными винтами, напоминающее устройство большинства квадрокоптеров. По заявлениям разработчиков, оно способно летать в течение 10 минут со скоростью до 48 км/ч, эти показатели в ближайшие годы планируют довести до 30 минут и 60 км/ч.
В SkyDrive уже заявили, что собираются выйти на рынок к 2025 году с летающими такси, которые будут работать в пространстве Осаки — одного из крупнейших мегаполисов страны.
Японская разработка SD-03 — лишь одна из многих в области eVTOL, одного из самых перспективных форматов, с которыми связывают будущее массовых летающих аппаратов. Он имеет целый ряд преимуществ перед более, так сказать, традиционными летающими автомобилями. И вот почему.
Идея совместить автомобиль с самолётом занимает человечество уже много десятков лет. Первые мысли на этот счёт появлялись ещё в 1930-е. В 1947 году в Сан Диего, США, поднялся в воздух Convair Model 118. Его создатель Теодор Холл изначально предлагал летающую машину для специальных операций, но окончание Второй мировой снова сделало актуальным гражданский рынок. Несмотря на десятки полётов и огромный рынок частных самолётов в США — идея «не взлетела».
В последующие годы и десятилетия множество изобретателей и компаний собирали самые разнообразные летающие машины, совмещавшие автомобиль и самолёт. Многие из них успешно летали и ездили — но, вопреки надеждам, так и не смогли превратиться в массовый продукт. На пути к этому стояли несколько проблем.
Во-первых, управление самолётом — сложное искусство, требующее куда более серьёзной подготовки, чем управление автомобилем. Даже в автомобилях люди постоянно совершают ошибки и попадают в аварии, в том числе фатальные. За штурвалом самолёта цена ошибки возрастает многократно: скорости исчисляются сотнями километров в час, посадка — дело не всегда простое даже для опытных пилотов. А ведь с точки зрения аэродинамики практически любой летающий автомобиль — тот ещё утюг, требующий от пилота куда больших умений, чем «обычный» легкомоторник.
Летающая машина «разбушевавшегося» Фантомаса
Во-вторых, летающий автомобиль практически всегда будет сложнее и дороже не только, чем сопоставимый «обычный» автомобиль, но и по сравнению с сопоставимым же традиционным самолётом. И, повторюсь, летать он будет при этом хуже.
В третьих — его практическое применение окажется сопряжено с огромным количеством сложностей технического и юридического свойства. К примеру, даже если найти достаточно прямой и ровный участок автодороги для взлёта — попытка взлёта априори будет означать грубое нарушение скоростного режима. Посадка на автодорогу с оживлённым движением слишком рискованна. А если пользоваться аэродромом — не проще ли делать это на обычном самолёте?
Convair Model 118 после жёсткой посадки: пилот забыл при взлёте посмотреть на уровень авиатоплива, ограничившись уровнем автомобильного бензина
Гибриды автомобиля и самолёта исчисляются десятками, если не сотнями — но они по сей день так и остались экспериментами без особенных шансов на массовое производство и аудиторию.
С машинами-вертолётами тоже не задалось: они были ещё сложнее и дороже, учить вертолётчика ещё сложнее, чем пилота самолёта, да и классические лопасти девать особенно некуда.
Впрочем, энтузиасты не сдаются.
С 1990 года и по сей день словацкий изобретатель Стефан Клейн пытается вывести на рынок свои автомобили-самолёты Aeromobil разных версий. Новая дата предполагаемого массового производства в последний раз была перенесена на 2023 год.
Голландцы из PAL-V также не теряют надежд вывести на рынок PAL-V Liberty, совмещающий автомобиль с автожиром, и даже объявили о строительстве завода в индийском Гуджарате. Их машина может возить двух человек и 20 кило багажа со скоростью до 160 км/ч. Но для управления этими устройствами также нужна полноценная лицензия пилота вертолёта. Как у них обстоят дела с заказами – пока не очень понятно.
В целом пока что идея машины-самолёта остаётся скорее тупиковой.
И всё же мечты о массовом летающем транспорте никуда не делись. Начало XXI века и всё более совершенные аккумуляторные технологии открыли новые перспективы в области летающего транспорта. По мере того как радиоуправляемые квадрокоптеры с электродвигателями завоёвывали небо, у всё большего числа изобретателей и компаний возникали мысли: а что, если сделать большой квадрокоптер, и посадить в него людей?
В 2009 году эта концепция и получила название eVTOL. И она, похоже, имеет гораздо более радужные перспективы в качестве частного транспортного средства или такси, чем «традиционные» летающие автомобили. На её стороне не только мечта человека о полёте вкупе с пробками на автодорогах мегаполисов, но и относительные простота, дешевизна, безопасность и высокая автоматизация.
Многие проекты вообще предполагают не подпускать пассажира к рычагам управления во избежание воздушных аварий – от него требуется только задать точку назначения, после чего всё остальное сделает компьютер. Ну а за счёт относительной дешевизны электроэнергии стоимость полёта в таком такси — в случае развёртывания полноценной инфраструктуры — может оказаться отнюдь не на порядки выше заказа такси-автомобиля.
Китайский EHang 184, способный в беспилотном режиме перевозить пассажира 23 минуты
На текущий момент усреднённые минимальные требования к пассажирскому eVTOL выглядят примерно так: перевозка 1-2 человек, в том числе в беспилотном режиме, вертикальные взлёт-посадка на любой ровной площадке, и достаточная ёмкость аккумуляторов для полёта на сколько-то приличное расстояние.
По многим оценкам новый вид транспорта имеет огромные перспективы — и поэтому разработкой eVTOL занимаются сотни компаний, от флагманов мирового авиастроения и крупных корпораций до гаражных стартапов.
Естественно, военные также увлеклись этой идеей. У американских ВВС есть программа Agility Prime, предполагающая оснащение войск устройствами eVTOL для перевозок людей и грузов на поле боя со сложным рельефом. Предполагается ввести в строй машины трёх классов — от аналогов многоцелевых вертолётов, способных перевозить целое отделение, и до беспилотных «пепелацев», перевозящих по полтонны грузов.
Американские военные изучают HEXA, летательный аппарат eVTOL от компании LIFT Aircraft
Естественно, eVTOL также имеют массу реальных и потенциальных проблем. В том числе поэтому они до сих пор не превратились в массово используемые транспортные средства.
Везти человека, тем более нескольких — совсем не то, что видеокамеру или коробку с почтовой посылкой. Время полёта с полной зарядкой не самых маленьких аккумуляторов у современных устройств составляет всего лишь минуты. После чего требуется заряжаться заново — и далеко не факт, что обычные «розетки» смогут это обеспечить. Для сколько-то комфортного использования нужны хотя бы десятки минут полёта, и целая сеть станций подзарядки либо замены аккумуляторов.
Неясно, что делать с посадочными площадками. Современные города и так задыхаются от нехватки парковочных мест. Многие же из разрабатываемых летающих машин формата eVTOL требуют для стоянки пространства порядка двух средних автомобилей.
Аппарат eVTOL от Joby Aviation мало похож
Даже с электродвигателями винты eVTOL создают сильный шум, который может создавать дискомфорт для других людей. Если совершать взлёты и посадки на обычных улицах — это не только создаёт риск травм для прохожих, но и вызывает сильный ветер от винтов.
И это уже не говоря о том, как убедить будущих пилотов, далеко не все из которых будут людьми взрослыми и ответственными, не пялиться в чужие окна, не летать в закрытых для полётов зонах и не творить прочий бедлам — которого хватает и в исполнении автомобилистов с мотоциклистами.
Китайские двухместные EHang 216 уже получили лётные сертификаты в Южной Корее, испытываются в США и использовались в мероприятиях по борьбе с коронавирусом в самой КНР
И всё же эти проблемы представляются решаемыми. Любое новое транспортное средство имело при «рождении» массу проблем и «детских болезней» – но всё зависит от реальной потребности общества и рынка. Когда эти потребности есть — всё, так или иначе, со временем преодолевается, чему свидетельством та же самая автомобилизация, казавшаяся в первые годы забавой для богачей. А потребность, похоже, в наличии.
Китайские EHang, немецкие Volocopter и Lilium, какие-то компании, которые сейчас практически неизвестны, могут уже лет через 10-20 стать такими же знаменитыми, как некогда Ford и BMW.
А мегаполисы, скажем, 2040-х годов имеют шансы выглядеть примерно так, как в классической фантастике с бесчисленными «флаерами» в небе.
Ну или в «Назад в будущее 2». И даже без антигравитации.