От летающих автомобилей до Джетпаков – Что мешает человеку летать уже сегодня

Веками мечта о личном полёте, воплощённая в современных джетпаках, ховербордах и летающих автомобилях, будоражила воображение человека. Идея проста, но фундаментальна: свобода взлететь и отправиться куда угодно, в любое время, без оглядки на преграды.

Хотя XXI век прошёл уже почти на четверть, эти персональные летательные аппараты (ПЛА) остаются недоступными. Парадокс в том, что технологии для этого уже существуют. Инженеры, стартапы и энтузиасты по всему миру уже строят рабочие модели в мастерских и гаражах. Так почему мы всё ещё ждём взлёта?

Вот краткий анализ глобальной гонки за запуск летающих автомобилей и джетпаков в небо.

Читайте: 7 летающих автомобилей, превращающих научную фантастику в реальность

Наступление эры EVTOL

Большинство современных персональных летательных аппаратов относятся к категории EVTOL (Electric Vertical Takeoff and Landing, или электрические аппараты вертикального взлёта и посадки).

По сути, это большие дроны, работающие на аккумуляторах или водородных топливных элементах, способные вертикально поднимать одного или нескольких пассажиров.

Достижения в технологиях беспилотников, особенно в стабилизации полёта и обходе препятствий, сделали такие аппараты технически осуществимыми.

Энтузиасты FPV (First Person View, или вид от первого лица) дронов также сыграли важную роль в этом развитии. Их культура «сделай сам» (DIY), поддерживаемая такими технологиями, как 3D-печать, доступная электроника и онлайн-уроки, успешно демократизировала мелкомасштабную авиацию.

Сегодня почти любой, у кого достаточно любопытства и навыков, может собрать аппарат, способный на короткий полёт человека.

Из гаражей — в небо: DIY-инноваторы и их машины

Заметной фигурой в этом движении является Хантер Ковальд, основатель Sky Surfer Aircraft, Inc.

Его летающий скейтборд с роторным приводом, Sky Surfer, стал вирусной сенсацией, сочетая эстетику экстремального спорта с серьёзной инженерией.

Способный летать со скоростью до 64 км/ч в течение 20 минут и поднимать 227 кг, Sky Surfer демонстрирует, насколько близко «гаражная» авиация подошла к коммерческой жизнеспособности.

Другая компания, Omni Hoverboards, идёт похожим путём, в то время как Ascend Dynamics экспериментировала с системой в стиле джетпака, используя 12-роторов, установленных в рюкзаке.

Хотя проект, по-видимому, приостановлен, он отражает разнообразие подходов, возникающих на зарождающемся рынке сверхлёгких летательных аппаратов.

Джетпаки и авибайки — уже не научная фантастика

Пока DIY-инноваторы экспериментируют с компактными роторными системами, другие компании черпают вдохновение в мире кино.

Джетпак от Gravity Industries повторяет двигательную систему Железного человека, используя установленные на руках микрореактивные двигатели для управления в воздухе движениями рук.

Тем временем Volonaut Airbike берёт пример из «Звёздных войн», напоминая спидер-байк, способный развивать скорость до 200 км/ч благодаря реактивной тяге.

Оба проекта успешно продемонстрировали рабочие прототипы, а Volonautдаже принимает предварительные заказы.

Однако зависимость от реактивного топлива делает эти решения менее доступными для обычных пользователей. Это мощные демонстрации инженерной мысли, но вряд ли они скоро заменят автомобили.

Появление летающего автомобиля

Над классом сверхлёгких летательных аппаратов находится больший класс: летающий автомобиль.

Среди наиболее освещаемых в СМИ примеров — Jetson ONE, разработанный шведско-польской компанией. Выглядящий как увеличенный дрон с 8-роторами и одноместной кабиной, который может летать 20 минут на скорости до 102 км/ч.

При цене в 98 000 $ (8 млн рублей) Jetson позиционирует свой аппарат не как игрушку для богатых, а как потенциальный инструмент для служб быстрого реагирования и спасательных миссий.Jetson ONE – Первый серийный летающий автомобиль успешно прошёл испытания

Есть также ALEF, компания, чьё название The Flying Car говорит само за себя. Их модель стирает грань между наземным и воздушным транспортом, имея сетчатый корпус, который позволяет воздуху проходить сквозь него вертикально.

По дороге он может ехать со скоростью до 40 км/ч, но когда позволяют условия, способен трансформироваться и взлететь, достигая дальности полёта примерно 177 км.

Аппарат даже включает кабину с системой гиростабилизации, чтобы пассажиры оставались в горизонтальном положении во время трансформации.

Аэротакси и коммерческие EVTOL

Пока небольшие компании экспериментируют с персональными аппаратами, крупные игроки нацелены на рынок городской мобильности (UAM — Urban Air Mobility).

Archer Aviation и Joby Aviation пока находятся в авангарде разработки многоместных EVTOL, которые однажды способны послужить аэротакси.

Модель Archer Midnight полностью аккумуляторная, и может перевозить четырёх пассажиров и пилота на скорости до 240 км/ч. Разработанная для коротких городских поездок на 30–80 км, она способна кардинально изменить передвижение в перегруженных городах.

Joby Aviation, пока тестирует свои аккумуляторные аппараты, способные на более длительные поездки, и планирует запустить сервис аэротакси в ОАЭ, что подчёркивает глобальный характер гонки за коммерческие EVTOL.

Почему бы просто не использовать вертолёты

Возникает резонный вопрос: зачем нужны EVTOL, если уже существуют вертолёты?

Вертолёты проверены, универсальны и могут летать часами на одном баке топлива. Но, они также шумные, дорогие, сложные в управлении и ограничены строгими правилами. EVTOL, напротив, обещают быть тише, дешевле, проще и экологичнее.

В отличие от вертолётов, которые полагаются на большие механические двигатели, EVTOL используют несколько электродвигателей, питаемых от батарей. Каждый ротор работает независимо, обеспечивая резервирование (избыточность мощности системы) на случай отказа двигателя.

Отсутствие сгорания топлива также означает меньше шума и выбросов, что сделает их более пригодными для городской среды.

Проблема батарей и будущее

Одной из самых больших проблем для EVTOL является необходимость в эффективном хранении энергии.

Батареи ещё тяжёлые, и по мере роста размера аппарата, растёт и вес аккумуляторов, необходимых для его подъёма. Это создаёт порочный круг, в котором добавление батарей для увеличения времени полёта на самом деле снижает эффективность.

Некоторые компании изучают водородные топливные элементы в качестве альтернативы (в том числе через приобретённые дочерние компании, специализирующиеся на водороде).

Водород предлагает более высокую плотность энергии, но сопряжён с повышенными проблемами безопасности и стоимости. Его сложно хранить, он потенциально взрывоопасен и дорог при экологически чистом производстве.

На данный момент большинство производителей придерживаются батарей, делая ставку на то, что достижения в аккумуляторных технологиях скоро сократят разрыв в производительности. И это не кажется надуманным.

Производители автомобильных аккумуляторов разрабатывают пакеты, способные обеспечить пробег более 800 км на одной зарядке, с более высокой плотностью мощности и меньшим весом.

Появляющиеся натриевые батареи будут способствовать этому, предлагая более безопасные, лёгкие и термостойкие решения.

Автоматизация и безопасность полётов

Точно так же, как дроны произвели революцию в аэрофотосъёмке, они сейчас формируют будущее безопасности полётов.

Многие EVTOL интегрируют функции автономии, подобные дронам: датчики стабилизации, обнаружение приближения, GPS-наведение и автоматические системы «возврата домой», чтобы сделать полёт таким же простым, как вождение.

В отличие от традиционных вертолётов, требующих квалифицированных пилотов, будущие EVTOL будут требовать минимального ручного управления или не требовать его вовсе.

Некоторые модели предложат вспомогательный полёт, в то время как другие будут полностью автономными, полагаясь на GPS и обнаружение препятствий для избежания столкновений.

Учитывая меньшее количество препятствий в воздухе, чем на дороге, автономный полёт может оказаться даже безопаснее вождения.

Чисто, тихо и рентабельно

Экологические и экономические преимущества EVTOL также вполне убедительны.

Электрическая тяга исключает прямое сжигание топлива, снижая загрязнение и шум. Ожидается, что затраты на техническое обслуживание также будут значительно ниже (до 50% меньше, чем у вертолётов) из-за простоты электродвигателей и отсутствия сложных механических связей.

Водород, хотя и чище в теории, привносит свои сложности, от рисков взрыва до экологического воздействия производства. Тем не менее гибридные системы, сочетающие батареи с резервными водородными элементами, способны предложить компромисс в краткосрочной перспективе.

Регулирование — это последний рубеж

Технологии — не единственное препятствие на пути человечества к свободным полётам.

Авиационное законодательство, построенное вокруг традиционных самолётов, с трудом адаптируется к этому новому классу транспортных средств. Более крупные EVTOL должны проходить строгие, многолетние испытания, чтобы соответствовать установленным стандартам.

Хотя у меньших, сверхлёгких моделей, этот путь может быть проще. Классифицированные как сверхлёгкие, эти аппараты планируется использовать для отдыха с меньшими ограничениями, при условии, что пользователи проходят соответствующую подготовку и придерживаются протоколов безопасности.

Теоретически кто-то уже сегодня мог бы легально летать на персональном ховерборде или джетпаке.

К взлёту почти готовы

Мечта о персональных полётах больше не фантастика, это довольно близкое будущее.

Технологии продолжают развиваться, прототипы летают, а инвестиции поступают. Тем не менее такие проблемы, как вес батарей, регулирование, безопасность и масштабируемость, ещё тормозят большинство проектов.

Будущее, в котором пассажиры парят над пробками, возможно, наступит уже через несколько лет.

Но вид летающего скейтборда, проносящегося по горизонту, может, изменится. Это может случиться гораздо раньше, чем мы думаем. Небеса открываются не для авиакомпаний, а для людей, готовых взять их в свои руки.