различные концепты электрических летающих аппаратов

Воздушное такси
 различные концепты электрических летающих аппаратов сегодня делают во всём мире

В 1997 г в мировой прокат вышел фильм Люка Бессона “Пятый элемент”. Одним из впечатляющих эпизодов фильма стали пейзажи города будущего, где пространство между небоскрёбами заполнено бесконечными рядами машин от земли и до самых крыш. Летающий автомобиль уже давно воспет фантастами. Однако, несмотря на множество попыток, инженерам так и не удалось создать серийную модель.

Недавно в России прошла презентация прототипа беспилотного летающего такси от стартапа “Ховер”. Компания хочет запустить в небо над Москвой огромные квадрокоптеры с грузоподъёмностью около 300 кг (2-3 бодипозитивных человека). Компания собирается продавать услуги перевозок крупному агрегатору; о продаже дронов речи не идёт.

Российская поделка выглядит как факультативная работа в какой-нибудь частной западной школе вроде Ad Astra. Сегодня из китайских типовых наборов любой желающий может сделать квадрокоптер желаемых размеров и назначения. Такие используют, в том числе, всякого рода “повстанцы-террористы” на Ближнем Востоке, собирающие вполне работоспособные боевые дроны из хлама и палок. Российский стартап постарался и сделал здоровенный каркас, с восемью спаренными пропеллерами, которые способны поднимать до нескольких сотен килограмм груза. Выйдет ли эта большая игрушка за рамки аттракциона и смогут ли эти дроны безопасно перевозить грузы на требуемые расстояния – большой вопрос.

Российское “воздушное такси” не уникальное в своём роде. Различные концепты электрических летающих аппаратов сегодня делают во всём мире. Некоторые, вроде китайского EHang AAV, выглядят как здоровенный квадрокоптер с пассажирской кабинкой.

У него небольшая дальность полёта – около 35 км и скорость до 130 км/ч. Демонстратор Vahana от Airbus перевозит всего одного человека, но со скоростью более 200 км/ч и на расстояние до 50 км. Более высокую скорость Vahana дают разворачивающиеся в полёте винты. Эти образцы уже воплощены в железе и прошли испытания.

По подобной схеме с разворотом винтов в полёте проектируются изделия S-A1 от компании Hyundai и VA-1X от британской Vertical Aerospace. Эти аппараты должны будут развивать скорость 290 и 240 км/ч и обладать дальностью 100 и 160 км при перевозке пяти пассажиров.

Подобные летающие такси планируют запускать в серийное производство в 2023-2025 гг. Здесь интересен пример компании Uber, которая ещё в 2016 г заявила о намерении запустить электрические летающие такси. Однако в декабре 2020 г Uber объявил о продаже подразделения воздушного такси Uber Elevate стартапу Joby Aviation. До серийных изделий за пять лет Uber так и не дошёл.

Одной из проблем развития воздушного такси является законодательное регулирование. Для внедрения такой услуги предстоит пересматривать много существующих правовых и регулирующих норм. Также придётся создавать воздушные коридоры, площадки для посадок и обслуживания аппаратов. Кроме того, используемые литий-ионные аккумуляторные батареи обладают слишком маленькой удельной энергоёмкостью. При непродолжительных полётах будут требоваться слишком длинные подзарядки, сама же конструкция должна быть невероятно лёгкой, чтобы иметь возможность нести огромный аккумулятор и полезную нагрузку.

Но главной проблемой этих прекрасных концепций станет банальная безопасность. Небо не прощает ошибок. Аппарат с кучей винтов, поворотными механизмами винтов, со сложным программным обеспечением, исключающим управление человеком, – всё это очень сложно. При этом воздушное такси задумывается для массового и бюджетного использования. С увеличением стоимости обслуживания цена эксплуатации воздушного такси будет стремиться к стоимости полётов на вертолётах.

Перспективы гибридных летательных аппаратов с кучей винтов и поворотными элементами хорошо видны на примере американского военного конвертоплана V-22 “Оспри”. Его длинная история и особенности эксплуатации весьма показательны.

Стоит начать с того, что “Оспри” – машина выдающаяся и очень достойная. Летательный аппарат с высокой скоростью горизонтального полёта, воплотивший возможность вертикально взлетать и садиться. Проблема вертолётов в том, что они не летают со скоростью свыше 300 км/ч и дальше, чем на несколько сотен км. “Оспри” умеет летать с крейсерской скоростью свыше 500 км/ч на расстояния до нескольких тысяч км. 24 десантника могут быть доставлены на 1400 км с вертикальным взлётом и посадкой. Вертолёты не такое не способны. Но и цена подобных возможностей оказалась высокой.

Программа создания самолёта вертикального взлёта и посадки (Joint-service Vertical take-off/landing Experimental) стартовала в 1981 г. Первый полёт прототипа произошёл в 1989 г. Успешные поначалу испытания были прерваны двумя катастрофами. В июне 1991 г при посадке из-за отказа системы управления конвертоплан задел винтом землю, перевернулся и разрушился. К счастью обошлось без жертв. Через год в июле 1992 года предсерийный четвёртый прототип упал в реку Потомак на глазах у конгрессменов и правительственных чиновников. Семеро человек на борту погибли. После этой катастрофы полёты “Оспри” были временно прекращены, машины подверглись серьёзным доработкам, после чего испытания продолжились. В 2000 г произошло сразу две катастрофы предсерийных образцов. В апреле при посадке конвертоплан с морпехами на борту попал в вихревое кольцо и перевернулся. Погибло 19 человек, находящихся на борту. В декабре из-за технических неисправностей разбилась другая машина с четырьмя членами экипажа.

Впоследствии было ещё немало катастроф “Оспри” с погибшими и ранеными членами экипажа и десантниками, однако потребность в аппарате такого типа была велика. В 2005 г было принято решение о её серийном производстве. На 2020 год было построено более 400 таких конвертопланов.

Проблемы с V-22 не ограничились катастрофами. Одним из главных минусов конвертоплана стала его цена. Если изначально на разработку планировалось потратить 2,5 миллиарда долларов, то к 2008 году было израсходовано в 11 раз больше. Ещё 27 миллиардов потребовалось для производства запланированных объёмов серийных машин. В 2014 году стоимость одного конвертоплана для вооружённых сил США составила 73 млн. долларов. Это очень высокая цена. Например, вертолётов с такой ценой в мире не существует вообще. А за 70 млн. долларов можно приобрести современный сверхзвуковой истребитель. Дороги “Оспри” и в повседневной эксплуатации. В 2013 году стоимость лётного часа составила 83000 долларов. Впоследствии цена лётного часа была снижена до 9156 долларов.

Создание V-22 изобиловало и множеством фальсификаций документов. Подделывались отчёты о техническом обслуживании, чтобы машина выглядела более надёжной, фальсифицировались документы об уровне готовности флота машин. Противоречивы заявления о возможности безопасной посадки конвертоплана при отказе одного двигателя.

История “Оспри” демонстрирует, как в течение 25 лет доводили до серийного изделия машину с выдающимися характеристиками, потратив на это десятки миллиардов долларов. “Оспри” уникален, аналогов не существует, американский ВПК получил при создании драгоценный опыт. Однако, при взгляде на дорогой военный конвертоплан, возникают серьёзные сомнения, что модные стартапы смогут создать массовые гибриды с уровнем безопасности, пригодным для гражданской эксплуатации. А ведь стандарты безопасности для пассажирских перевозок гораздо выше, чем для военных. Вокруг “Оспри” на земле каждый день работают команды высококвалифицированных специалистов. Возможно ли создать надёжный электрический или гибридный аппарат с адекватной стоимостью эксплуатации – покажет только время. России здесь, пока ничего не светит.

Алекс Кульманов

MIXADVERT

ютос