«Циклокар» — новая модель летающего автомобиля, которую разрабатывают в России. В мире производством аэротакси уже занимаются гиганты вроде Boeing, Ehang и Rolls Royce. Но действительно ли это перспективный рынок?
Как выглядит первый российский циклокар
Летающий автомобиль «Циклокар» — разработка института теплофизикиСибирского отделения РАН. Он развивает скорость до 250 км/ч и летает на расстояние до 500 км. Предполагается, что автомобиль будет полностью электрическим или гибридным, то есть сочетающим топливный и электрический двигатели.
По конструкции «Циклокар» представляет собой циклокоптер, в основе которого — циклический движитель. Это значит, что для создания тяги и подъемной силы используются вращающиеся роторы (несущие винты с вертикальной осью вращения), которые позволяют изменять направление тяги. Благодаря этому циклокоптер может взлетать вертикально и зависать в воздухе.
Размеры автомобиля составляют 6 м в длину и 6,2 м в ширину, диаметр роторов — 1,5 м, вес — 60 кг. Он рассчитан на шесть пассажиров или 600 кг груза. «Циклокар» способен садиться даже на наклонную поверхность под углом до 30 градусов. Среди других преимуществ — компактность и низкий уровень шума.
Сейчас проходят испытания прототипа, а в ближайшие три года создатели обещают запустить серийное производство.
История летающих автомобилей
В начале ХХ века частная авиация только зарождалась, а инженеры и изобретатели предлагали множество смелых концептов. Это совпало с бурным развитием автопрома, и как следствие — попытками объединить самолет и автомобиль в одном аппарате. К сожалению, большинство из них так и не дошли до массового производства.
1917 год — американский авиационный инженер Гленн Кертисс разработал первый прототип автоплана в алюминиевом корпусе, с размахом крыльев 12,2 м. Двигатель приводил в движение четырехлопастной винт в задней части. Однако автоплан так и не смог взлететь по-настоящему.
Изображение первого автоплана (Фото: autocar.co.uk)
1926 год — был создан экспериментальный одноместный самолет Sky Flivver от Генри Форда. Испытания завершились крушением у берегов Флориды и гибелью пилота, поэтому от идеи «летающего Ford T» быстро отказались.
Испытатель Гарри Брукс на единственном экземпляре Ford Flivver примерно за полгода до аварии (Фото: wikipedia.org)
1937 год — американский изобретатель и авиаинженер Уолдо Уотерман разработал гибридный самолет Studebaker с пропеллером в задней части, тремя колесами и двигателем в 100 л.с. Он мог передвигаться по земле как обычный автомобиль, а крылья можно было перевозить в сложенном виде. Проекту в итоге не хватило финансирования, чтобы запустить производство.
Летающий автомобиль Уотермана (Фото: autocar.co.uk)
1946 год — в США был спроектирован Fulton FA-2 Airphibian — летающий автомобиль в алюминиевом корпусе с независимой подвеской и шестицилиндровым двигателем мощностью 165 л.с. У него были съемные крылья, с помощью которых автомобиль за 5 минут превращался в самолет. Он развивал скорость до 190 км/ч и поднимался на высоту до 3700 м. Это был первый летающий автомобиль, который получил сертификат Управления гражданской авиации США (Civil Aeronautics Administration) — то есть официально был разрешен для регулярных полетов. Однако массового спроса на аппарат все равно не было. В итоге выпустили четыре рабочих прототипа и к 1950 году свернули производство.
Фото аэромобиля Fulton (Фото: autocar.co.uk)
В том же году появился прототип летающей машины Convair Model 116. У нее был двухместный кузов и два двигателя — мощностью 26 л.с. и 90 л.с. Автомобиль выполнил 66 испытательных полетов. Затем было построено два экземпляра усовершенствованной модели 118 для троих пассажиров, но до серийного производства так и не дошло.
1949 год — американский конструктор Молт Тейлор спроектировал аэрокар. Это был двухместный автомобиль, который трансформировался в компактный самолет. Он стал самым доступным среди аналогов на рынке и совершил серию успешных полетов. В 1956 году Управление гражданской авиации США одобрило его для серийного производства. В 1989-м вышла усовершенствованная модель, но аэрокар так и не получил массового спроса. Всего было построено шесть машин.
1956–1958 год — дизайн-студия Ford Advanced Design одноименного американского автоконцерна построила уменьшенную модель концепт-аэрокара Volante Tri-Athodyne с тремя канальными вентиляторами (у каждого был собственный двигатель). Модель так и осталась в виде концепт-кара.
1957 год — автопроизводители Chrysler, Curtiss-Wright и Piasecki получили контракты на разработку «летающих джипов» по заказу Командования транспортных исследований армии США. Это должны были быть сверхкомпактные и легкие летательные аппараты с вытяжными вентиляторами, более простые в управлении, чем вертолеты. Все три компании представили свои прототипы, самым успешным из которых оказалась модель от Piasecki. Однако позже от проекта решили отказаться, сделав выбор в пользу обычного вертолета.
1980-е годы — бывший инженер Boeing Фред Баркер основал компанию Flight
Innovations Inc. и приступил к разработке Sky Commuter — компактного двухместного самолета с вертикальным взлетом. Всего было выпущено три прототипа, ни один из которых не дошел до конвейера. В 2008 году прототип Sky Commuter был продан на eBay за £86 тыс.
К концу ХХ века от идеи летающего авто почти отказались: на рынке гораздо востребованнее оказались обычные вертолеты, мультикоптеры и миниджеты. Однако к началу 2000-х годов начали появляться новые концепты и даже прототипы. Мировые авто- и авиаконцерны увидели перспективы для летающих авто в качестве аэротакси. Развитые государства, в свою очередь, видят в них экологичную альтернативу обычным самолетам и один из способов бороться с пробками в крупных городах.
Какие виды летающих авто выпускают сегодня
Большая часть аппаратов построена по технологии eVTOL — с электродвигателем и системой вертикального взлета. После этого роторы наклоняются, чтобы аппарат мог лететь горизонтально.
Летающие автомобили
Это модели, которые сочетают элементы обычного автомобиля и самолета — то есть так, как это изначально задумывалось. Но сегодня это уже не машины, способные летать, а летательные аппараты, которые могут ездить по дороге в случае крайней необходимости.
PAL-V (Personal Air and Land Vehicle) Liberty — один из первых летающих автомобилей, который разработали для серийного производства в Нидерландах. Это гибрид автомобиля и гироплана (автожира) — коптера, который поднимается в воздух с помощью свободновращающегося несущего винта. Он рассчитан на двух пассажиров с 20 кг багажа на каждого и разгоняется до 160 км/ч за 9 секунд. Для управления нужны и водительские права, и лицензия пилота. У автомобиля две модификации: Sport по цене €300 тыс. и Pioneer за €500 тыс. (ограниченная серия из 90 машин). Обе модели доступны для предзаказа уже сейчас, однако пока сертифицированы только для полетов в Европе и США.
CityHawk — шестиместный летающий автомобиль, который разрабатывает израильская Urban Aeronautics. С виду он напоминает футуристичный внедорожник: винты спрятаны в цилиндрические кожухи, а приземляется аппарат на четыре колеса. Автомобиль может летать вертикально и горизонтально за счет двух блоков вентиляторов — в передней и задней части. Цилиндры помогают винтам давать больше подъемной силы. С 2020 года в CityHawk используются водородные двигатели, чтобы сделать устройство более экологичными.
AirCar — летающий автомобиль, который за 2 минуты превращается в минисамолет. Летом 2021 года он совершил первый успешный междугородний перелет длительностью 35 минут между аэропортами Нитры и Братиславы в Словакии. Автомобиль разработала словацкая компания Klein Vision, а ее основатель — Стефан Кляйн — лично управлял им. По словам разработчиков, AirCar способен пролететь до 1 тыс. км на высоте до 2,5 км, со скоростью 190 км/ч. Машина оснащена бензиновым двигателем BMW мощностью 160 л.с. и может перевозить двух человек и багаж общим весом до 200 кг. На его создание ушло около двух лет и почти €2 млн.
Компания Klein Vision, создавшая AirCar, заявила, что изобретение имеет максимальную крейсерскую скорость 190 км/ч (118 миль в час).
Две другие группы представлены аппаратами, способными передвигаться исключительно по воздуху (не считая разгона на взлетно-посадочной полосе). Их разрабатывают, в первую очередь, для коммерческих пассажирских, реже — грузовых перевозок.
Мультикоптер
Летательный аппарат, построенный по принципу вертолета, но с тремя и более несущими винтами. Чаще всего встречаются четыре (квадрокоптеры), шесть и восемь винтов. Чем их больше, тем более стабильно аппарат держится в воздухе и тем больше груза способен поднять.
Volocopter — немецкая компания, которая выпускает разные виды летающих авто. Одно из них — двухместная модель VoloCity — сверхлегкий аппарат с 18 роторами, которые неподвижно закреплены на осях электродвигателей. Коптер развивает скорость до 110 км/ч и набирает высоту до 1 980 метров. Его максимальный вес — включая сам аппарат, пассажиров и груз — 450 кг, а дальность полета на одном заряде — 35 км или 1 час. Для управления не нужна лицензия пилота — достаточно пяти часов подготовки.
VoloCity сертифицирован в соответствии с европейскими требованиями авиационной безопасности (EASA). Его уже успешно испытали в международном аэропорту Хельсинки и в центре Сингапура и планируют использовать во время Олимпийских игр 2024 года в Париже.
eHang — китайский коптер-беспилотник, который планируют использовать в качестве аэротакси. Модель 216 рассчитана на двух человек и груз общим весом до 240 кг и способна перевозить их на скорости до 130 км/ч. Коптер прошел успешные испытания в открытом воздушном пространстве Японии в июне 2021 года и скоро получит разрешение на полеты. Завод в Китае уже готов выпускать до 600 аппаратов в год.
Японский NEC — необычный коптер-беспилотник с четырьмя большими винтами и кольцами вокруг них. Он весит 150 кг и пока что поднимается на высоту до 3 м. В ближайшем будущем с помощью таких дронов планируют доставлять товары, а к 2030 году правительство Японии обещает внедрить летающие авто для пассажирских перевозок.
Гибрид
Самая популярная конструкция, сочетающая элементы самолета — крылья — и коптера — винты. Такие аппараты более маневренны, легко меняют направление и лучше подходят для больших расстояний и высот. Главный минус — больший вес за счет крыльев.
Rolls-Royce разработал летающее такси c четырьмя винтами на крыльях (складываются во время полета) и двумя хвостовыми винтами. Электрокоптер будет перевозить пять пассажиров со скоростью до 402 км/ч на расстояние до 800 км. При этом для выработки электричества используются встроенные газовые турбины, что позволяет долго обходиться без подзарядки. По состоянию на 2018 аппарат планировали использовать в качестве такси, личного или коммерческого транспорта, однако новой информации пока не поступало.
Vertical Aerospace разрабатывает VA-X4 — практически бесшумный электрокоптер, который разгоняется до 321 км/ч и летает на расстояние до 160 км на одном заряде. Коптер оснащен системой электродвигателей и распределения энергии от Rolls-Royce Electrical. Он рассчитан на одного пилота и четырех пассажиров. Virgin Atlantic Ричарда Брэнсона совместно с American Airlines намерены купить до 250 VA-X4 для коммерческих перевозок. Первый полет обещают провести уже в 2021 году, а одна поездка в будущем обойдется всего в £5-10.
Модель VoloConnect от Volocopter ближе всех к самолетной конструкции. У него шесть подъемных винтов и два толкающих двигателя в задней части, что делает его идеальным для горизонтального полета. Это беспилотный аппарат, рассчитанный на перевозку четырех человек на расстояние до 100 км со скоростью до 250 км/ч.
Немецкий стартап Lilium, разработавший концепт пятиместного беспилотника Lilium Jet с 12 закрылками и 36 электродвигателями. К 2025 году его обещают запустить во всех крупных городах Германии.
Uber Air — разработка Uber Elevate, которая также претендует стать заметным игроком на рынке аэротакси. Первые аппараты будут пилотируемыми, но в будущем компания планирует сделать их беспилотными. Совместно с NASA Uber участвует в программе Urban Air Mobility, цель которой — создать систему внутригородских авиаперевозок.
Проблемы и препятствия
Несовершенство конструкции. Даже самые продвинутые мультикоптеры пока не идеальны во время полета: летают медленно, часто теряют устойчивость. Их массовое использование может создать серьезные помехи для воздушных судов.
Безопасность. Это обратная сторона простоты управления: ни для беспилотников, ни для пилотируемых моделей зачастую не нужна лицензия пилота, а лишь краткосрочная подготовка. Это значит, что в небе такие аппараты могут быть непредсказуемы, а в крупных городах еще и представлять угрозу для зданий и коммуникаций.
Инфраструктура. Даже самые компактные летающие авто занимают гораздо больше места, чем обычный автомобиль. А значит, для них потребуются специальные взлетные площадки и парковочные места, которых в черте города просто нет. Хотя Великобритания, к примеру, уже строит первый в мире аэропорт для летающих авто.
Отсутствие нормативной базы. Пока разработкой требований к летающим авто eVTOL занимается только Европейское агентство по авиационной безопасности (EASA), но сертификации для них все еще нет. Не говоря уже о правилах полетов.
Стоимость. Ближайшие по запуску (первые коммерческие рейсы намечены на 2022 год) аэротакси VoloCity будут стоит около €300 за поездку — это сопоставимо с международным перелетом, а отнюдь не с поездкой на такси.
Когда мы начнем летать на такси?
Пока крупнейшие авто- и авиаконцерны выпускают свои модели летающих авто, в США, странах Европы и Азии продвигают госпрограммы для запуска аэротакси и коммерческих перевозок. Власти рассчитывают, что это позволит разгрузить городские улицы, решив проблему пробок и вредных выбросов. Производители и перевозчики надеются, что летающий транспорт откроет для них новый и очень перспективный рынок. Государственное лобби здесь может сыграть такую же важную роль, как и в продвижении электрокаров — в качестве более экологичной альтернативы.
По данным Morgan Stanley, к 2040 году рынок аэротакси может достичь от $1,5 трлн до $2,9 трлн.
Для обычного потребителя это будет означать простой и быстрый способ добраться из аэропорта до города, избежать пробок на загруженных магистралях и получить быструю доставку заказа из магазина. Однако все существующие модели и прототипы пока что покрывают небольшие расстояния. А значит, это будет, в первую очередь, городской, а не междугородний транспорт.
Однако до массового перехода на летающие авто еще далеко: даже самые продвинутые проекты обещают запустить точечно не раньше 2030-х. Стоит вспомнить, что последние лет десять нас обещают массово пересадить на беспилотники и электрокары. Однако мешают все те же проблемы — отсутствие инфраструктуры и законодательной базы, а также недоступность для широкого потребителя.
Автор: Ася Зуйкова