Разрешение на взлет: когда в мировых столицах появятся аэротакси

Коптеры – не единственная технология на зарождающемся eVTOL-рынке. Альтернативный вариант – конвертопланы. Так называют гибрид самолета и вертолета: после вертикального подъема его двигатели разворачиваются и обеспечивают тягу в горизонтальном направлении. Первые конвертопланы датируются 1950-ми годами, одно время они считались перспективными для военной авиации. Теперь же аэротакси может вдохнуть жизнь в эту немного подзабытую технологию.

В чем ее преимущества? У дрона направление полета задается углом его наклона в воздухе, а также наклоном осей вращения роторов и скоростью их оборотов. Такая компоновка заставляет разработчиков постоянно искать компромисс между количеством моторов, скоростью и качеством стабилизации.

Иными словами, дрон не может быть одновременно компактным, сверхбыстрым и комфортным для пассажира (лететь без тряски) – чем-то одним придется жертвовать.

Конвертоплан же в своей основе имеет стандартную схему планера, а значит, априори увереннее чувствует себя в воздухе, летает дальше и быстрее. И даже имеет шансы на мягкую посадку в случае отказа двигателей.

Примечательна история компании Kitty Hawk, в которую вложился сооснователь Google Ларри Пейдж. Летом 2018-го она продемонстрировала пассажирский дрон Flyer. Компания гордилась детищем: управление с помощью двух джойстиков позволяло любому «сесть и полететь», а наличие понтонов для посадки на воду делало Flyer практически амфибией.

Но уже через год в Kitty Hawk заявили, что Flyer не имеет рыночных перспектив, и свернули разработки. Вместо этого был запущен новый проект – Heaviside, одноместный турбовинтовой самолет с вертикальным взлетом. За счет электрической тяги он вдвое тише вертолета (38 дБ против 60 дБ на высоте 500 метров). К концу 2019-го Heaviside добрался до стадии летных испытаний.

Кстати, есть у KittyHawk еще один eVTOL-проект. Совместно с Boeing она построила конвертоплан Wisk Cora, с начала 2020 года проходящий испытания в Новой Зеландии (с местными властями достигнута договоренность о пассажирских полетах). Сейчас аппарат вмещает двух человек, но в перспективе разработчики намерены создать более крупную версию.

Тут кроется принципиальный момент для eVTOL-технологий. В противовес летающим автомобилям, которые традиционно воспринимались – и фантастами, и разработчиками – как личный транспорт, создаваемые сейчас аппараты по большей части предназначаются для служб такси. По крайней мере, в качестве общественного транспорта экономика проектов и вопросы регулирования выглядят решаемыми. Поэтому количество человек, которое можно взять на борт, нужно наращивать: чем больше, тем дешевле полет для каждого. А вместительные аппараты можно создать только на базе конвертопланов.

Главным апологетом идеи воздушного такси стала компания Uber (утверждающая, что в будущем личного транспорта вообще не останется), в 2017-м запустившая проект Uber Elevate. Его возглавил главный технолог NASA Марк Мур, с ходу объявивший цель: уравнять пассажирские полеты по цене с обычным такси. Подробную концепцию Uber Elevate планировалось представить в нынешнем году на Всемирной выставке в Дубае, перенесенной на следующий год из-за пандемии коронавируса.

Параллельно Uber инвестировал $20 млн в разработку собственного аппарата, а прошлой осенью к проекту присоединился концерн Hyundai. В итоге на выставке CES 2020 в январе был продемонстрирован макет конвертоплана S-A1. Четыре пассажира (плюс кресло пилота: Uber призывает не ждать развития беспилотных технологий), полеты на расстояние до 100 км, скорость 240 км/ч – солидные параметры.

Любопытно, что одним из разработчиков Uber Elevate выступает компания Bell Helicopters. При этом на той же выставке CES 2020 она представила собственный конвертоплан Bell Nexus 4EX, который привлек даже большее внимание посетителей благодаря эффектному внешнему виду. Но главное, что компания детально разработала бизнес-план аэротакси. Согласно расчетам, аппарат будет окупать себя при средней дальности полетов 24–40 км и загрузке порядка 2000 часов в год (то есть он должен находиться в воздухе каждую четвертую минуту).

Ради энергоэффективности Bell Helicopters отредактировала первоначальный концепт, уменьшив вместимость кабины с пяти до четырех человек, а число двигателей-вентиляторов – с шести до четырех. При этом на перспективу заложена гибридная версия Bell Nexus: за счет двигателя внутреннего сгорания она будет издавать больше шума, но сможет преодолевать 240 км, работая на междугородних маршрутах.

Конструктивно самый сложный элемент в конвертоплане – совмещение вертикальной тяги с горизонтальной. У Wisk Cora 12 винтов на крыльях отвечают только на взлет: по достижении высоты они отключаются, дальнейший полет обеспечивает работа задней турбины. У S-A1 и Bell Nexus 4EХ переключение тяги реализовано за счет разворота пропеллеров в полете на 90 градусов.

Иначе подошла к вопросу немецкая компания Lilium. Ее беспилотный пятиместный самолет Lilium Jet оснащен «зашитыми» в крылья 36 электродвигателями – при этом поворачиваются сами крылья (технология tilt-wing), гибко регулируя курс судна. У компании есть инвесторы (управляющий фонд Baillie Gifford, один из главных акционеров Tesla, вложил в Lilium $35 млн) и рабочий прототип, впервые взлетевший в мае 2019-го. Есть и конкретная задача: к 2025 году организовать аэротакси в Нью-Йорке с удобным вызовом через мобильное приложение. Заявлено, что шестиминутный полет из центра города в аэропорт Кеннеди обойдется в $70.

Амбициозно? Сравните с планами американской компании AirSpaceX: поставить 2500 конвертопланов в 50 городов США до 2026 года. В остальном ее проект Mobi-One похож на вышеописанные: кабина на четырех пассажиров с пилотом, электродвигатели, поворотное крыло. На данный момент, впрочем, Mobi-One существует только на 3D-рендерах.

На стадии «картинок» завис и собственный конвертоплан Rolls Royce. Автопроизводитель следует в русле общих трендов (например, в наличии tilt-wing), но впечатляет заявленной скоростью: благодаря гибридной тяге планируется достичь 400 км/ч. Региональная авиация, берегись! «Взлететь» британский автоконцерн планирует в 2021 году.

Конкуренция идей

Какая технологическая схема аэротакси в итоге возобладает, сегодня вряд ли можно предсказать. Примечательно, что некоторые крупные игроки делают ставку сразу на несколько проектов, чтобы не упустить разные сценарии. Так, Airbus в начале 2018-го продемонстрировал Vahana – одноместный конвертоплан с двумя рядами поворотных крыльев, размах которых достигает 7,3 метра. За месяцы испытаний разработчики увеличили время в полете с 53 секунд до 13 часов. В итоге в конце 2019-го Vahana преодолел 903 км, периодически разгоняясь до 185 км/ч. Очевидно, это будет аппарат для скоростных индивидуальных междугородних перелетов. По расчетам Airbus, путешествие из Сан-Хосе в Сан-Франциско займет 18 минут и будет стоить $77 за 77 км пути.

Чуть позже началась разработка дрона City Airbus. Он втрое тяжелее, чем Vahana (2200 кг против 695 кг), не такой быстрый (максимальная скорость – 120 км/ч) и дальнобойный (до 30 км), зато внутри предусмотрено четыре посадочных места. В соответствии с названием это городской транспорт, «воздушная маршрутка». В январе 2020-го City Airbus прошел первые полноценные тесты, и теперь в компании прорабатывают маршруты в окрестностях Парижа (от исторического центра к Диснейленду, между Руасси и Сен-Дени), чтобы ввести их к Олимпийским играм 2024 года. Кроме того, Airbus проектирует еще более вместительные дроны, видя перспективу в полноценных воздушных автобусах.

Еще в большем количестве проектов «засветился» японский концерн Toyota. Предполагалось, что уже на Олимпиаде-2020 в Токио (перенесенной на следующий год из-за пандемии) компания задействует 200 пассажирских дронов на электротяге.

Но это сиюминутное решение. Дело в том, что Toyota отвечает за концепцию «мобильности» Олимпиады (ее организаторы намерены создать максимально удобную среду для инвалидов), поэтому аппараты с говорящим названием Accessible People Mover («Доступный двигатель для людей») должны обеспечить комфортную доставку гостей до олимпийских объектов.

На перспективу же Toyota занялась проектом SkyDrive. Формально за него отвечает компания Cartivator, но гигант автопромышленности помогает кадрами и деньгами. Это персональный квадрокоптер, причем объединенный с мини-автомобилем – на трех колесиках владельцу предлагается доехать от гаража до ближайшей стартовой площадки. Удивительный проект, идущий вразрез со всеми текущими трендами. В апреле SkyDrive начала пилотируемые испытания своего дрона, в продажу он должен поступить в 2023 году.

Но присмотримся к деталям. Инвестиции Toyota в SkyDrive составили $18,6 млн. Параллельно с этим автоконцерн вложил $394 млн в стартап Joby Aviation (США). В 20 раз больше! Чем он показался Toyota настолько ценным? Разработкой все тех же «воздушных маршруток». Показательно, что первый проект Joby S2 предполагал небольшой индивидуальный eVTOL-аппарат. Но затем он был пересмотрен, и сейчас это золотой стандарт времени: мощный пятиместный конвертоплан.

Словом, гонка только начинается. Ну что, полетаем?