Мир накануне третьей авиационной революции

Под революцией в авиации в данной статье понимается не преодоление всевозможных технологических барьеров – звуковых, тепловых и т.д., а значимое изменение роли воздушного транспорта в жизни людей. В этом смысле человечество, возможно, находится на пороге перемен, которые сравнимы с теми, что были вызваны появлением первого массового легкового автомобиля –Ford Model T.

Первая авиационная революция началась с самолета братьев Райт. Открытая ею эра продолжалась вплоть до середины XX века. Самолеты все более успешно воевали, возили грузы и пассажиров, но основная масса людей перемещалась в пространстве все-таки посредством автомобилей, поездов и водного транспорта, а путешествия по воздуху для обычного человека оставались, по большому счету, экзотикой. Как сегодня – услуги вертолетного такси.

Ситуация изменилась в 1950-е годы с появлением реактивной авиации. Полеты между городами, странами и континентами для сотен миллионов людей во всем мире стали самым обычным делом. С тех пор картина менялась количественно, но не качественно. Воздушное такси для большинства людей по-прежнему экзотика.

Но прошло еще 70 лет, и теперь авиация, похоже, вплотную приблизилась к тому, чтобы потеснить в качестве ежедневного средства передвижения еще одного конкурента – автомобиль. Появление первого доступного массовому потребителю автолета, авиамобиля, автоплана, ховера, аэрокара – называйте, как хотите, – это и будет третья революция в авиации.

Не факт, конечно, что она состоится. На графике выше, показывающем рост числа авиапассажиров с 1945 года, видно, сколь драматически повлияла на авиаперевозки эпидемия ковида, а это далеко не самое страшное бедствие из тех, что может ждать человечество. Не все осознают, почему Илон Маск так спешит со своим проектом колонизации Марса. Этот человек будущего говорит, что ему надо успеть воспользоваться окном возможности (не путать со стартовым окном для полета на Марс, которое открывается раз в 26 месяцев).

«Есть окно, которое откроется надолго или ненадолго, когда у нас появится возможность основать самоподдерживающуюся базу на Марсе, до того, как что-нибудь случится и опустит уровень технологий на Земле ниже возможного»,– говорит Маск.

Сейчас состояние мировой экономики в целом, и американской в частности, таково, что осуществление подобных проектов реально. Но как долго продлится такая ситуация? Не исключено, что скоро наступит не то чтобы новое средневековье, но времена, когда людям будет не до полетов на Марс. И не до летающих автомобилей. В том числе и людям, живущим в Америке. Ее крах, по мнению некоторых аналитиков, не за горами. И Маск торопится. Но, похоже, окно в пару десятилетий у него еще есть. И в это окно вполне может успеть влететь и третья авиационная революция. В сущности, она уже началась.

Почему появление массового автолета (выберем это название) можно считать революцией? В последнем доковидном 2019 году самолеты перевезли 4,5 млрд пассажиров. Это очень много. Но в мире сейчас насчитывается более миллиарда легковых автомобилей. Точно эта цифра никому неизвестна, так что округлим до миллиарда. И большая часть этого миллиарда используется для поездок в городах и пригородах. И часами стоит в пробках. Если принять, что каждый автомобиль в среднем перевозит двух человек четыре раза в неделю, то мы получаем около 400 миллиардов человеко-поездок в год. Разница на два порядка. Откусить от этого рынка хотя бы сотую долю в лице тех, кто не хочет стоять в пробках, – уже революция. Не говоря о том, как изменится облик городов и весей, а также повседневная жизнь людей.

Но для начала стоит поговорить о ценовой доступности такой перспективы. Сможет ли обычный человек позволить себе не то что летающий автомобиль, а хотя бы летающий мотоцикл? Ведь уже существуют приспособления, которые позволяют каждому желающему носиться по воздуху как греческий бог. На фото выше слева вы видите изобретение британца Ричарда Браунинга. Недавно он установил мировой рекорд скорости для реактивных ранцев (136 км/ч). Его устройство представляет собой пять микротурбореактивных двигателей общей мощностью 1050 л.с.: один крепится на спине, и по паре – на каждой руке, позволяя управлять полетом не с помощью каких-то компьютерных систем, а движениями тела. Правда, использование этого устройства требует специальной физической подготовки, потому что в полете вам придется, по сути, отжиматься на руках. Но главное ограничение – это цена: 443 428 долларов! И это за «костюмчик» массой 27 кг, который держится в воздухе не больше 10 минут. Сколько же тогда должен стоить даже самый маленький воздушный автомобиль?

Другой пример на фото в центре – реактивный ранец JB-10 австралийца Дэвида Меймана с двумя микротурбореактивными двигателями (время полета до 10 минут, скорость до 96 км/ч, грузоподъемность до 160 кг при собственной массе устройства порядка 23 кг). Чтобы летать на нем, не обязательно быть гимнастом: любой Малыш сможет стать Карлсоном всего за 295 000 долларов. Недавно появилась более быстрая (220 км/ч) и высотная (4,5 км) версия JB-11 с шестью двигателями. Ее цена – 340 000 долларов.

Положим, что это «реактивная авиация». Но еще более показательна история персонального сверхлегкого аппарата вертикального взлета и посадки Martin Jetpack (на фото выше справа). Это устройство также называется реактивным ранцем, однако на самом деле его пламенным сердцем является обычный двухтактный бензиновый двигатель V4 объемом 2 л и мощностью 200 л.с., который приводит в действие два упрятанных в воздуховоды вентилятора диаметром 0,8 м. Этот аппарат может держаться в воздухе 30 минут, поднимает 120 кг при собственной массе в 200 кг, разгоняется до 76 км/ч и забирается на высоту 1500 м. Над своим изобретением новозеландец Гленн Мартин работал более 30 лет. В продажу первый образец поступил еще в 2008 году. Он стоил тогда 86 000 долларов, при этом планировалось снижение цены по мере увеличения спроса. В итоге к 2016 году цена поднялась до 250 000 долларов, а в 2019 году компания закрылась, что достаточно красноречиво свидетельствует о коммерческом успехе затеи.

Если даже такие «рюкзачки» с моторчиками не каждому по карману, то что говорить о полноценных летающих автомобилях вроде, например, красавца Maker (фото выше слева), представленного публике в феврале 2021 года калифорнийским стратапом? Или хотя бы вроде такой «летающей табуретки», как Lift Hexa (на фото справа), которую уже испытывают в Техасе. (Об этих и других проектах автолетов, находящихся в разработке, мы расскажем в дальнейших статьях.)

Однако эксперты компании Uber, которая очень хочет поднять свой бизнес на новую высоту, утверждают, что легкомоторные вертолеты и самолеты стоят в десятки раз дороже автомобилей не потому, что сложнее или сделаны из каких-то драгоценных материалов, а из-за того, что их не производят массово. Сказанное относится и к их компонентам. К примеру, 430-сильный 8-цилиндровый автомобильный двигатель LS3 для Chevrolet Corvette объемом 6,2 л стоит 7900 долларов, а 8-цилиндровый 250-сильный 8,8-литровый авиадвигатель Lycoming О-540 для легкого вертолета Robinson R-44 – 55 000 долларов, хотя конструктивно он проще.

Самый популярный современный легкий вертолет – Robinson R-44 – с 1993 по 2020 год разошелся по миру в количестве 6331 экземпляр, то есть в среднем продавалось около 230 штук в год. Для сравнения: самым популярным автомобилем в 2020 году в мире стала Toyota Corolla – продано 1 097 556 штук. Не удивительно, что R-44 при собственной массе 630 кг и мощности карбюраторного (!) бензинового двигателя Lycoming О-540 250 л.с. стоит в России от 549 000 долларов, а Toyota Corolla массой 1780 кг с инжекторным двигателем мощностью 122 л.с. – от 20 000 долларов, то есть в 27 раз дешевле.

На графике выше, составленном Uber, показана предполагаемая зависимость стоимости будущих автолетов вертикального взлета и посадки (VTOL) от объема производства. Первые штучные экземпляры будут стоить порядка 1,2 млн долларов, но при увеличении выпуска до 5000 единиц в год их цена упадет до 200 000 долларов. Это тоже, конечно, вряд ли можно называть доступным транспортным средством. Но ведь и начинаться массовые авиаперевозки в городе будут не с продажи автолетов в частные руки, а с сервиса воздушного такси.

На графике выше показан расчет предполагаемой себестоимости полета одного пассажира на автолете в зависимости от расстояния. Как видим, полет на воздушном такси на 10 км будет стоить не меньше 20 долларов, то есть больше 1500 рублей по курсу на середину 2021 года. Тоже не дешево. Яндекс.такси на такое расстояние в Москве довезет за 600 руб. эконом-классом и за 1000 руб. бизнес-классом. Однако и заоблачными такие тарифы уже не назовешь. Вполне доступная обычному человеку стоимость, особенно с учетом того, что полет на 10 км при скорости 150 км/ч плюс по минуте на взлет и посадку займет 6 минут, а сколько времени вы будете тащиться по пробкам на автомобиле – предсказать трудно.

Первый летающий автомобиль взлетел еще в 1916 году (на фото выше), и создал его, кстати, Гленн Кёртисс, главный друг-соперник братьев Райт в борьбе за лавры изобретателя самолета. Предприимчивости этому человеку было не занимать, но его автоплан, как назвал он свое детище, мог лишь подпрыгивать. В принципе, обычное начало для чего-то принципиально нового, но в данном случае перспективное дело застопорилось на целый век. Почему же летающие автомобили так и не заполонили небеса мегаполисов? Экономика тут, похоже, не при чем.

Всевозможные летающие автомобили в достаточно большом количестве поднимались в небо в течение всего XX века, но все они так и остались лишь курьезами или поводами для очередной пафосной статьи о том, что скоро все мы будет летать на такой технике в булочную. В принципе, статья, которую вы читаете, из той же серии. Отличие в том, что теперь появились технологии, которые реально позволяют создать средство так называемой городской аэромобильности – доступный массовому потребителю летательный аппарат (ЛА) индивидуального пользования, который годится для ежедневных перемещений по городу и его окрестностям.

В прошлом большинство изобретателей пытались объединить автомобиль с ЛА. Технически эта задача решалась довольно просто, но практического смысла в этом было мало. С автомобилем все понятно, но вот подходящего ЛА для полетов из дома на работу в принципе не существовало. Понятно, что транспорту, которому требуется в лучшем случае несколько десятков метров для взлета (и, главное, посадки) или грохочущий на всю округу винт диаметром метров десять, найти место в ежедневной жизни рядового горожанина затруднительно. Не говоря о риске при малейшей неполадке или ошибке свернуть себе шею и угробить кого-нибудь на земле, потому что до ближайшего леса вряд ли дотянешь даже самыми героическими усилиями.

Автолет для города (на фото выше израильский CityHawk) должен быть безопасен, прост в использовании, по размерам не сильно отличаться от автомобиля и, конечно, он должен взлетать и садиться вертикально так, чтобы не дрожали стены соседних домов. Что говорить, если даже Владимир Путин, к досаде московских автомобилистов, не может позволить себе добираться до работы по воздуху, поскольку, как проверил в свое время Борис Ельцин, от вертолетных винтов осыпаются фрески и трескаются стены в кремлевских храмах. И лишь теперь появились технологии полета, которые отвечают вышеперечисленным условиям.

Таких технологий три:

1) литий-ионные аккумуляторы;

2) электрические распределенные силовые установки;

3) полностью автоматические системы управления.

Продолжение следует.

Холдинг НИКС – это сеть из более чем 100 магазинов цифровой техники по всей России; это инжиниринговый центр по проектированию высокотехнологичных производств «Проектмашприбор», на 75% принадлежащий компании НИКС и на 25% – Госкорпорации «Ростех»; это нанотехнологическая лаборатория, в стенах которой разработаны и изготовлены сканирующие туннельные микроскопы, исследуется квантовый электронный транспорт в металлических наноструктурах, ведутся работы по квантовым вычислениям; это агропромышленный комплекс «Тюринский» площадью 19 800 га в Тульской области, который по производительности труда сопоставим с немецкими фермерскими хозяйствами.

Читайте также:

Рейс Ryanair и системы безопасности БелАЭС

Как ядерные реакторы защищают от самолетов на самом деле.

Похвала Рогозину

Первый человек на марсианской деревне.

Насколько российские боевые вертолеты должны быть быстрее американских

Рецепт скоростного вертолета от создателя «Черной акулы».