Аэротакси
| EHang EH216-S | |
|---|---|
 | |
| Страна-изготовитель: | Китайская Народная Республика |
| Годы разработки: | 2018-2023 |
| Разрешения: | Соответствует стандартам безопасности и требованиям летной годности в Китае, и разрешает полноценную коммерческую эксплуатацию этого летательного аппарата с пассажирами на борту на территории страны. |
| Количество пассажиров: | 2 |
| Грузоподъёмность: | 220 кг |
| Максимальная скорость: | 130 км/ч |
| Дальность полёта: | 30 км/20-25 минут при скорости 100 км/ч |
| Время зарядки аккумуляторов: | 120 минут |
| Управление: | Беспилотник |
| Стоимость: | 2,39 млн юаней (более 30 лимонов) |
Аэротакси (англ. air taxi), воздушное, летающее такси (англ. flying taxi) — летательный аппарат, транспортное средство, предназначенное для массовой перевозки пассажиров в городских условиях на небольшие расстояния, преимущественно в беспилотном режиме. В перспективе может стать дроидом, управляемым искусственным интеллектом. В отличии от вертолётов должно быть легче, компактнее, мобильнее, а самое главное внедрено в систему массового потребления и быть доступно в цене.
Идея[править]
Проблема пробок в больших городах вынуждает разработчиков комфортной среды всё чаще обращаться к нетривиальным идеям. Если в XX веке транспортная инфраструктура городов шагнула со временем за счёт строительства подземного метро, эстакадных монорельсов, скоростных трамваев, а также возведения многоуровневых развязок, то XXI век покамест почивает на лаврах прошлого и ничего прорывного не предложил, за исключением самокатов. Предложить предложили, а правил не придумали, поэтому большинство считают, что самокатчиков, которые передвигаются по тротуаром надо забивать как петухов ногами, а самокатчиц долбить не вынимая. Развязки, метро, монорельсы, трамваи, наземные такси современные требования по доставке пассажиров не вывозят, а лишь уродуют города, вкупе с высотными скотоблоками, превращая их гигантские тюрьмы. Неудобства от растущего населения городов не компенсируются в полной мере совершенствованием технологий его (населения) перемещения. Люди существенно больше тратят времени на поездки в транспортных средствах, нежели предыдущие поколения.
Одной из интереснейших идей по развитию транспортной инфраструктуры считается освоение воздушного пространства между зданиями и сооружениями. Часть перевозок можно осуществлять по воздуху на низких высотах. В синематографе это реализовано в звёздных войнах. Там для перемещения по воздуху в городах использовались репульсорные[1]лендспидеры[2], аэроспидеры[3] в качестве пассажирского транспортного средства на таких планетах, как Корусант и Маластар. На таком хорошо умел летать Дарт Вейдер, который в процессе полёта издавал своё легендарное дыхание, чтобы поднять боевой дух сторонников Империи. Задумка проигрывалась и в других картинах, например в бессоновском «Пятом элементе», а ещё ранее в булычёвской «Гостье из Будущего», но до детальной проработки как ЗВ обычно не доходило.
Одними из первых в современное время стали качать тему с летающими такси разработчики Uber. Ещё в 17 году пошёл прогрев, что неплохо было бы запустить такое в Далласе, Лос-Анжелесе и Дубае. Транспорт должен напоминать скорее не авто, а гибрид небольшого самолёта и вертолёта с крыльями для зависания и лопастями для вертикального взлёта.
Тут же следует оговориться, что ещё раньше идеей сборки и испытания IRL воздушного такси был одержим некто Пол Мюллер из солнечного Пиндостана. Ещё с 60-х годов двадцатого столетия этим энтузиастом велись работы по созданию реального прототипа аэромобиля. За 40 лет он добился того, что его детище таки научилось взлетать, но только со страховочным тросом. Очевидно, что такое не могло пойти в тираж, ибо бесперспективно от слова совсем.
Конструкции прототипов[править]
В отличии от фантастических контргравитационных репульсорных двигателей, (которые в вымышленной вселенной работают за счёт использования субатомных «узлов» пространства-времени, производившихся по сценарию на автоматических заводах в окрестностях чёрных дыр), с прототипами земных аэротакси всё прозаичней: работают они от электрической силовой установки, ёмких аккумуляторов, которые должны будут заряжаться после каждого полёта.
В принципиальной конструкции летательного аппарата eVTOL[4] сконструированы винты для вертикальных перемещений, взлёта, посадки; фюзеляж с размещённым в нём электромотором, аккумуляторными батареями, кабиной для пассажиров и тяговый винт; крылья, обеспечивающие аппарату подъёмную силу.
Разработкой концепций и проектированием аэротакси занимаются более 300 компаний, реальные же прототипы мультикоптеров[5] для перевозки людей собрали куда меньше компаний. Никто пока не может похвастаться окупаемостью стартапов.
Uber[править]
В Лос-Анджелесе на конференции под эгидой НАСА Elevate Uber представил концепцию электрического самолётного такси, которое в теории должно развивать скорость от 241 до 322 км/ч, заряда аккумуляторов должно хватать на 97 км, при высоте полёта 300—600 м. Помимо Uber свои сферические самолётики в вакууме (по сути цифровые прототипы) посетителям показали Embraer, Pipistrel и Karem Aircraft. С этого времени пошёл разговор о конкретных датах запуска регулярных воздушных маршрутов. Говорилось про 2023 год. За всё это время разработчики не сидели сложа руки. К примеру тот же юбер не поленился представить публике салон летательного аппарата «Uber Air», разработанный французами из компании Safran, со всякими свистелками и перделками, типа «ультракожи», способствующей посадке-высадке «в темпе», особых кресел на четыре пассажира-интроверта, и разноцветной подсветки для разных режимов работы машины.
О результатах тестирования реальных прототипов eVTOL разработчики Uber как-то особо не докладывают.
EHang[править]
Китаёзы разработали свою чудо-машину EHang (Guangzhou EHang Intelligent Technology Company Limited или EHang Holdings Limited, сокращённо EHang (кит. 亿航智能)). Их успешные наработки появились в 2018-м. Кстати данная фирмА стала первой в мире компанией с официальным разрешением на перевозку грузов электрическими дронами. Грузовые беспилотники тестировали не только в Поднебесной, но над городами Европы и Южной Кореи. При весе 200 кг БПЛА версии 184 поднимает в воздух на высоту груз массой в центнер. Работает от 8 электродвижков, развивает скорость до 100 км/ч, правда обходится без зарядки в воздухе всего 23 минуты. Разработка усовершенствованного аэротакси EH216-S ведется компанией с 2018 года. Этот полностью электрический летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой выполнен по схеме мультикоптера с 16 соосными винтами, установленными парами на восьми лучах рамы. Модель рассчитана на перевозку двух пассажиров или груза до 220 килограмм на расстояние до 30 километров с максимальной скоростью 130 км/ч в полностью автоматическом режиме. Ещё одна версия eHang VT-30 больше похожа на самолёт и призвана преодолевать пространства между близлежащими городскими агломерациями до 300 км.
eHang EH184, только почему-то не с грузом, а с физиономией, хз.
eHang EH216-S.
eHang VT-30.
Volocopter[править]
На Нэмеччине тоже даром времени не теряли. Но возились долго, аж с 2011 года. В 2019 году компания Volocopter GmbH продемонстрировала первый прототип двухместного пилотируемого eVTOL аэротакси VoloCity (рабочее название Volocopter 2X). В стартап инвестировали Volvo и Geely. Отличительная черта Volocopter — 18 небольших винтов с электродвигателем на каждом из них. Они располагаются на круглой основе наверху аппарата и питаются девятью аккумуляторами. Без подзарядки модель 2X может пролететь 35 км, её грузоподъёмность — 160 кг, а максимальная скорость составляет 110 км/ч. Кроме этого колбасники в том же 2019 году продемонстрировали модели VoloDrone для перевозки грузов (до 2-х центнеров) на 40 км и четырёхместный eVTOL VoloConnect с запасом хода до 100 км. Дойчи восрали в мир все описанные машины в соответствии со стандартами Европейского агентства авиационной безопасности, поэтому вероятней всего они зайдут на европейский рынок первыми.
VoloCity/Volocopter 2X
VoloDrone.
VoloConnect.
Ещё стартапы[править]
Joby Aviation. Кое-кто из инженегров из команды Пола Мюллера (того самого янки, что запускал аэромобиль на тросе) взял за принцип другие вводные и таки разработал собственную, более удачную концепцию. Им оказался Джо Бен Бевирт, и его eVTOL Joby Aviation привлёк солидные инвестиции, — около 1 млрд. долл. (поговаривают калифорнийцам щедро башляла Toyota). Первые испытания состоялись в феврале 2021 года. Воздушное такси Joby рассчитано на 4-х пассажиров. Во время испытаний прототип показал запас хода около 250 км с предельной скоростью 300 км/ч. В 2022 года компания Joby Aviation совместно с NASA провела измерения значений издаваемого прототипом шума в различных режимах полета. Оказалось, что во время полета с крейсерской скоростью 185 километров в час на высоте полкилометра аэротакси издает шум на уровне 45,2 децибел, а при посадке у земли менее 65 децибел. При этом исследования показывают, что уровень уличного шума во многих районах Нью-Йорка доходит до уровня 73 децибел. Летает как с дистанционным управлением, так и с пилотом на борту.
CityAirbus. Проект лягушатников. Это четырёхместный летательный аппарат с крейсерской скоростью 120 км/ч. Создан для выполнения рейсов до аэропортов или железнодорожных вокзалов в условиях пробок на дорогах. Это аппарат с неподвижным крылом (размах 12 м) и V-образным хвостовым оперением. Для вертикального взлета и посадки у CityAirbus NextGen есть восемь подъемных винтов. Airbus планировали запустить его из аэропорта Шарль-де-Голль до центра Парижа к Олимпиаде во Франции в 2024 году. Результат оказался предсказуем.
Rolls-Royce. Производитель для элиты отказался от идеи вертикального взлёта и представил своё видение аэротакси: Spirit of Innovation. Это сугубо электрический самолёт, который может разгоняться до 485 км/ч. Естественно для такого такси требуется взлётно-посадочная площадка и вряд ли возможно будет слепить такое такси в беспилотном варианте.
Lilium. Ещё одно детище немецких разработчиков, которому прочат неплохое будущее. Прототип двухместного конвертоплана Lilium Aviation испытали в 17-м году. Аппарат двигался за счёт 36 небольших реактивных двигателей. Они были установлены на десятиметровых крыльях с помощью 12 подвижных закрылков. В качестве источника энергии конвертоплан[6] использовал 12 аккумуляторных батарей. В дальнейшем модель усовершенствовали до семиместной машины Lilium Jet предназначенной для региональных поездок. Конвертоплан Jet способен покрывать 300 км без дозарядки. Пишут, что шестиминутная поездка из Манхэттена в аэропорт JFK будет стоить ок.$70. Lilium планирует выпустить приложение, которое позволит заказывать такси как в Uber.
Joby Aviation.
CityAibus NextGen.
Rolls-Royce Spirit of Innovation.
Lilium Jet.
Конструкторские инновации, описанные выше, лишь малая часть из того, что есть. Разработки в сфере аэротакси финансируют многие бренды, в том числе Боинг, Kitty Hawk (на инвестиции Гугл), Archer (авиакомпания United Airlines), малоизвестная мелкобританская Vertical Aerospace, которая внезапно насобирала предзаказов от акул воздушных перевозок, тысячи их. Однако данная статья будет куцая и не была бы рекомендованная к прочтению малым детям, если бы не было описано следующее:
АНАЛОГОВНЕТ[править]
Пока Жапад пыжится и что-то там изобретает, на России подготовили свой ответ Чемберлену. У нас УЖЕ преступили к сертификации не имеющего аналогов в мире стартапа из Сколково под названием Hover. Летающий мотоцикл (SIC!) рассчитан на два пассажира, развивает скорость до 200 км/ч и пролетает до 100 км без подзарядки. В устройстве машины — восемь независимых друг от друга винтов, которые обеспечивают вертикальные взлет и посадку. Выравнивают машину два двигателя. При этом вращающиеся части пропеллеров закрыты, а сам беспилотник оснащён пассажирской прочной капсулой, так что в случае аварии это должно защитить. Полностью зарядить аккумулятор можно за восемь часов от стандартной розетки на 220 вольт и за 40 минут от более мощного промышленного устройства. Для взлета и посадки Hover хватает обычного парковочного места для автомобиля. Управление должно будет осуществляться при помощи поколения мобильной связи 5G.
Также известно, что НИТУ МИСиС «Кинетика» по заказу компании «Бартини» ранее разрабатывал аппарат, который совмещает в себе преимущества квадрокоптера, «летающего крыла» и конвертоплана. Аппарат снабжен четырьмя сдвоенными роторами, приводимыми в движение электромоторами. Но он почему-то не взлетел.
Вишенка на торте это наш Циклокар[7] — способен к аварийной посадке при помощи авторотации в случае поломки. Все прочие проекты, как российские, так и заграничные эксплуатируют карго-культ квадрокоптера. Чревато тем, что в случае отказа систем (например разрядка) падают камнем вниз из-за технической неспособности квадрокоптеров к авторотации.[8] А вот циклокар способен аварийно приземлиться относительно безопасно.
Сложности внедрения и пути обхода[править]
В Звёздных войнах на сильно урбанизированных планетах, особенно экуменополисах, большая часть воздушного пространства была занята сабжем. В густозаселённых мирах были созданы строго контролируемые воздушные эстакады, в которых движение было упорядочено. Для того, чтобы вылететь за пределы этих полос, зачастую требовалось специальное разрешение от правительства. Таким образом даже в фантастическом мире существенное место занимали вопросы безопасности и выделенного пространства для воздушного транспорта.
На самом деле главными проблемами для массового внедрения аэротакси является:
- Неготовность инфраструктуры городов к этому виду транспорта. В первую очередь крыши зданий и сооружений не рассчитаны на нагрузку от транспортных средств. При проектировании собираются нагрузки от собственного веса кровли и временные, — снеговая, ветровая нагрузки, движения персонала. Таким образом крыши в большинстве случаев[9] не рассчитаны на приземление грузовых и/или пассажирских аэромобилей. Это не значит, что они обязательно от их веса проломятся, потому как на стадии проектирования обычно закладывается избыточный запас прочности. Это по российским нормам проектирования. Но риск всё равно всегда есть. Это связано с ошибками в проектах, безалаберностью строителей, либо бесхозяйственностью эксплуатационщиков, а бывает так, что кровля старая и уже сама по себе на ладан дышит. По западным и азиатским нормам коэффициента запаса прочности, эквивалентного нашим расчётам, вообще может не быть. Также сам материал покрытия плоских крыш не рассчитано на eVTOL. Опционно это наплавляемая мягкая кровля или мембрана, которые даже чистить от снега металлическими лопатами не рекомендуется, ибо велика вероятность повреждения и потери потребительских свойств. Тем более печальна участь таких покрытий даже после одноразового контакта с летательными аппаратами. Поэтому требуются существенные вложения в реконструкцию зданий и сооружений, а под это необходима полная перетряска норм проектирования и строительства.
- Необеспеченность безопасности. Обычно воздушный транспорт самолёты и вертолёты падают в лес, поле, воду, либо крушения происходят при взлёте и посадке. При этом в основном погибают пассажиры и экипаж, мимокрокодилы значительно реже. В условиях городской застройки аэротакси, даже если будут оборудованы парашютами безопасности, будут валиться на головы левых людей, движущийся внизу транспорт, постройки. Таким образом требуются специально выделенные коридоры, движение воздушных средств по которым сводит вред окружающей городской застройке, транспорту и людям к минимуму. Немаловажно то, что правила воздушного движения необходимо будет разработать для массового потребителя услуг, а также внедрить в алгоритмы работы ИИ в штатных условиях, а также при разного вида угрозах, например урагана, снегопада, дождя, при пожаре, обесточивании, террористической и других видах угроз. Должна быть внедрена система оповещения объектов транспорта, а также обозначены границы воздушных коридоров. Будет внедрена система автоматического досмотра пассажиров на предмет проноса в такси запрещённых и взрывчатых веществ. Понятно, что никаких обысков как в аэропортах на крышах домов не будет, а турникеты будут представлять из себя элементарные СКУДы (системы контроля и учёта доступа), разблокировать которую не представляет для потенциальных террористов особого труда.
- Необеспеченность устойчивой связи. Грозит потерей контроля над аэромобилями со всеми вытекающими из предыдущего абзаца последствиями. Известно, что после террористических атак УГИЛ, в центре Москвы глушились навигаторы, - они показывали что угодно, но не действительное местоположения абонента. В Воронеже глушили интернет, не работал VAR для футбольных матчей. Таким образом любой сбой связи может привести к десяткам, а может и сотням катастроф.
- Отсутствие развитой сети дозарядки. Несмотря на то, что производители якобы гарантируют бесперебойную работу электроустановки машин от пункта посадки до пункта назначения, реальность будет намного суровей. Любая поломка/разрядка/потеря ёмкости/халатная недозарядка аккумуляторов = неизбежная авария или катастрофа в воздухе. Если электромобиль просто остановится, то разряженный аэромобиль неизменно рухнет. Во избежание этого в пределах городской агломерации должна быть разработана система аварийной дозарядки.
Помимо вышеперечисленного необходимо комплексно решать вопросы избыточного шума, вибраций, расчистки воздушных эстакад от линий электропередач, проводов, кабельных линий, антенн, растяжек и т.д.
И всё же на уровне концептов решения есть. Uber представил проект Skyports — серия специальных площадок («небесных порталов») для взлета и посадки аэротакси, транспорта, в виде ТПП (транспортного пересадочного пункта) из модульных компонентов, адаптированных к практически любому городу. Площадки должны обслуживать более 4 тысяч пассажиров в час. А их общая площадь не может превышать 1,2 гектара. Также имеются разработки в виде жужжащих ульев, пчелиных сот (пчёлы-аэромобили, да).
Примечания[править]
- ↑ Репульсор (фантаст. техн.) — антигравитационная технология, которая позволяла транспортным средствам двигаться за счет гравитационного поля планеты. С помощью репульсоров в ЗВ держатся над землёй гравициклы (маломестное но юркое ТС), свупы (гоночные болиды), лендспидеры, аэроспидеры.
- ↑ Лендспидер (фантаст. техн.), — маломощное воздушное транспортное средство ЗВ, способное не только перемещаться по воздуху, но и зависать над конкретным местом.
- ↑ Аэроспидер (фантаст. техн.), — вундервафля ЗВ, в отличие от лендспидера способная залетать даже в космос.
- ↑ eVTOL (Electric Vertical Take off and Landing aircraft) — Электрическая машина вертикального взлета и посадки.
- ↑ Мультикоптер, — в своём стандартном значении дрон, БПЛА, имеющий в конструктиве несколько винтов. От трёх до двенадцати.
- ↑ Конвертоплан — гибрид самолета и вертолета, оснащенный винтами, которые поворачиваются более чем на 90 градусов. На взлете и при посадке они работают как подъемные, а в горизонтальном полете — как тянущие или толкающие.
- ↑ Циклокар — это циклолет, летательный аппарат, который удерживается и движется в воздухе благодаря циклическим движителям. Среди основных преимуществ таких движителей — быстрое управление вектором тяги на 360 градусов, низкий уровень шума, компактность. При этом циклический движитель — одно из самых сложных в проектировании аэродинамических устройств. Аппарат создают инженеры и эксперты Фонда перспективных исследований (ФПИ) и Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе Сибирского отделения РАН.
- ↑ Авторотация, — режим работы несущего винта вертолёта или автожира, вращение которого обеспечивает набегающий на винт поток воздуха. При отказе (или выключении) силовой установки летательного аппарата (ЛА) несущий винт одновременно с началом снижения аппарата переходит на режим авторотации, при котором энергия, необходимая для вращения создающего подъёмную силу винта, образуется в результате уменьшения потенциальной энергии ЛА.
- ↑ Некоторые здания крупных корпораций, военные здания и сооружения, места дислокации спецслужб рассчитаны на взлёт и приземление воздушных транспортных средств, в конструктивах предусмотрены оборудованные вертолётные площадки.
