Перестанут ли eVTOL быть игрушками?
27.01.2020
Завеса секретности пала, и в конце 2019 года мы стали свидетелями демонстрации новой разработки американской компании Kitty Hawk, над которой работы велись в течение двух последних лет. В начале октября публике был показан электрический самолет с вертикальным взлетом и посадкой (eVTOL) под названием Heaviside (назван в честь английского инженера Оливера Хевисайда) или сокращенно HVSD. Разработчик позиционирует модель как альтернативу для городского личного транспорта и такси, не требующую пилотской лицензии.
Присутствовавшие при этом журналисты высоко оценили футуристические параметры модели, особенно ее почти абсолютную бесшумность, отчего и будущее мегаполисов, где им предстоит летать, видится совсем по-новому. Heaviside производит шума в сто раз меньше, чем обычный вертолет. На высоте 180 метров от земли было зафиксировано всего 38 дБ! Это чуть громче человеческого шепота. HVSD знаменует определенный успех в решении акустических проблем городской мобильности, что сыграет ключевую роль в общественном признании.
Но, как всегда с электрическими игрушками, сомнения вызывают дальность и продолжительность полета. В среде специалистов авиационной отрасли наблюдается определенный скептицизм в отношении того, смогут ли eVTOL конкурировать с вертолетами. Понятно, пользователь хочет знать точно, сколько миль он пролетит на остатке заряда, хотя по дальности многие электросамолеты уже могут поспорить с дорогими автомобилями с бензиновыми двигателями.
Kitty Hawk была основана в марте 2010 года миллиардером Ларри Пейджем, соучредителем Google и генеральным директором Alphabet Inc. и сразу занялась разработкой eVTOL.
Инженерно-конструкторскую группу Flyer возглавляют д-р Тодд Райхерт и Кэмерон Робертсон, два канадца, руководившие ранее Aerovelo. Это инженерная команда, связанная с Университетом Торонто и выигравшая премию Sikorsky за вертолет Atlas, приводимый в движение мускульной силой.
В 2017 году компания заявила, что разрабатывает eVTOL, который «вы сможете купить» к концу года, но этого не случилось. Правда, сегодня уже имеется серийная версия Flyer, впервые представленного в 2017 году. ЛА имеет 10 двигателей с электрическим приводом. Прототип имел сиденье и руль мотоциклетного типа, пару поплавков и восемь винтов с электрическим приводом, покрытых защитной сеткой. Продолжительность полета составляла всего около трех минут.
Модернизированный Flyer получил аэродинамическое и водонепроницаемое однокомпонентное бобслейное шасси. Аппарат управляется с помощью двух боковых рукояток, которые меняют производительность 10 электроприводных композитных подъемных вентилятора с фиксированным шагом, установленных на верхних частях поплавков и двух выдвижных стрел.
Некоторые сравнивают Flyer с пилотируемым беспилотником. Фактически, он разработан в соответствии с Part 103 FAR. А это означает, что может летать только днем и в свободном пространстве, но не требует лицензии. Правила также ограничивают максимальный вес пустого ЛА в 254 фунта и «откалиброванную скорость полета 55 узлов на полной мощности в горизонтальном полете».
Параллельно с изменениями в дизайне Kitty Hawk, похоже, обновила бизнес-стратегию выхода Flyer на рынок. Теперь маркетинговый акцент сместился на поиск партнеров, заинтересованных в управлении собственным парком «флаеров», «чтобы дать людям доступ к полетам», и компания предлагает предварительные продажи только по специальным приглашениям. Но ее настойчивость и вера в успех достойны уважения.
А 12 марта 2018 года Kitty Hawk объявили о начале производства в Калифорнии и Новой Зеландии модели Cora — двухместной производной электросамолета Z-P2 стартапа Zee Aero, который присоединился к «Кошачьему когтю».
Одиннадцатиметровое крыло этого ЛА оснащено 12 независимыми электрическими вентиляторами, позволяющими взлетать и приземляться по-вертолетному. Находясь в воздухе, аппарат переходит в горизонтальный полет, используя тягу одного трехлопастного воздушного винта. На всякий случай Cora также получила баллистический парашют.
Cora имеет начальную дальность около 100 км, максимальную скорость около 180 км/час и рассчитана на высоты от 150 до 900 м над уровнем земли.
А вот теперь Kitty Hawk представил новую более легкую и более оптимизированную модель.
Heaviside оснащен 8 роторами, два из которых размещены в носовой части, а еще шесть поворотных — на передней кромке крыла размахом чуть больше 6 м. HVSD рассчитан на одного человека, обладает дальностью 160 км и может летать со скоростью до 320 км/ч.
Разработчики утверждают, что цифра дальности условна, поскольку реальная дальность будет зависеть от условий использования, рельефа местности, высот и вертикальных скоростей набора. И ссылаются на сложности точного подсчета, поскольку известно, что заряд на электрических ЛА расходуется несоразмерно увеличению производительности. Вертикальный взлет съедает существенную часть кулонов, и даже разные погодные условия на одном маршруте сказываются слишком заметно.
Проблема заключается в том, что пока нет методики расчета дальности полета из-за нехватки реальных данных о массовом использовании eVTOL. Возможно, первый опыт появится в декабре, когда китайский оператор беспилотных пассажирских EHang AAV запустит свой сервис в Гуанчжоу.
Технологии eVTOL развиваются с фантастическим напором, но с точки зрения ЛТХ эти аппараты остаются игрушками. Особенно остро это затрагивает именно дальность полетов, которая варьирует слишком свободно, что в коммерческом плане является жирным минусом. Аккумуляторы все еще сильно теряют плотность и энергию с разными алгоритмами, поэтому мы еще несколько лет не узнаем об окончательной конфигурации большинства городских летательных аппаратов будущего. Ampaire да и другие разработчики заявляют, что пока не готовы говорить о своих аккумуляторах по веским причинам. Темпы развития технологий батарей свидетельствуют, что оригинальная конфигурация в ближайшее время так и останется спорным вопросом. И, наконец, пока не существует схемы движения, позволяющей измерять диапазон дальности eVTOL.
Пока что в характеристиках супер крутого Flyer и амбициозного Cora той же Kitty Hawk никогда не упоминаются данные о дальности всерьез. Volocopter «выдает» дальность 35 км, но это все звучит неправдоподобно.
Да и в целом разработчики находятся на распутье, в поисках оптимальных конструкций. Кто из них сможет нащупать спрос для конкретных решений, тот и реализуют свои проекты серийно или малосерийно. Ну и плюс к тому — на следующем этапе компании столкнуться с разрешениями/сертификациями в различных сферах применения ЛА, с требуемыми уровнями безопасности. Все эти требования также сыграют роль при корректировке курса.
Пока не так много мест на Земле, где в самое ближайшее время воздушный транспорт на базе eVTOL станет таким же обыденным, как электросамокат.
Одним из них, возможно, станет, Новая Зеландия, где компания Zephyr Airworks, оператор Kitty Hawk, работает с местными органами власти, предприятиями и местными общинами, чтобы мечта о ежедневных полетах стала реальностью.
Zephyr Airworks уже получила экспериментальный сертификат летной годности от Управления гражданской авиации Новой Зеландии (CAA) для проведения своих летных испытаний с ЛА Cora, в управлении которой используется «программное обеспечение для самостоятельного полета в сочетании с человеческим надзором, чтобы сделать полет возможным для людей без обучения».
В настоящее время в мире разрабатывается более 80 проектов eVTOL, которые привлекли уже более $1 млрд. инвестиций.
