1. Тільки без рук
2. автоматичне небо
3. Більше двигунів - менше проблем
4. Затримка у дверей
5. Ендрю МОЗМ, редактор журналу Popular Mechanics: політ на Icon A5
6. без ліцензії

Щоб пробратися до виставкового зразком, доведеться встати в чергу і терпляче дочекатися, поки глядачі не надивляться і не нафотографіруются. У виставковому центрі Лас-Вегаса, де на чотирьох поверхах представлені тисячі компаній - таких як Oculus і Mercedes-Benz, Samsung і Intel, - відвідувачів магнітом притягує експозиція зі скромною вивіскою Ehang. На стенді виставлений незвичайний апарат, схожий на велику радіокеровану іграшку. З тією лише різницею, що розмах крил цієї машини становить 5,5 м, висота - близько 1,5 м, а в кабіні встановлено ... пасажирське крісло з ременями безпеки.

Ми знаходимося на Міжнародній виставці споживчої електроніки CES. Тут представлено найбільше в світі кількість різноманітних гаджетів і прототипів. Але навіть на їхньому тлі Ehang 184 моментально захоплює увагу. Асистенти відкривають піднімаються вгору двері, дозволяючи відвідувачам сфотографувати салон. Позаду на настінному екрані анімація демонструє політ Ehang 184 над сопками і озером. Реальний прототип, встановлений на платформі, вимкнений: харчування на освітлення салону подається від стенду. Однак кілька днів по тому в компанії Ehang мені підтвердили, що виставковий зразок насправді діючий - досить встановити акумулятор.

Тільки без рук

Один журналіст уже встиг охрестити Ehang 184 «ідеальної дрібничкою», натякаючи на те, що в апарата немає комерційно успішного майбутнього. Можливо, він має рацію, і Ehang 184 ніколи не просунеться далі виставкового подіуму. Можливо, рано оголошувати початок тієї блискучої епохи, коли всі ми пересядемо на персональні дрони і зможемо щодня добиратися до роботи, не витрачаючи час на чекання в пробках. Але не можна випускати з уваги, що в 2016 році, в момент презентації Ehang 184, багато вельми шановні експерти були налаштовані як ніколи оптимістично. «Ще п'ять років тому подібних технологій на ринку не було», - коментує Карл Дітріх, в 2006 році заснував компанію Terrafugia (про її проект літаючого автомобіля ми писали в березні 2016 року). Що змінилося за цей час? З'явилися більш ефективні електродвигуни. Датчики, здатні виявляти перешкоди під час польоту. Програмне забезпечення, яким під силу виконувати роль авіадиспетчерів ... Можна перерахувати безліч технологій, крок за кроком наближають нас до нової свободу пересування.

Ще в березні 2015 року засновник компанії Tesla Ілон Маск згадав про труднощі, що стоять перед творцями літаючих машин. Проти них грають і мінлива погода, і шум, і ризик падіння апарату кому-небудь на голову. «Щоб технологія стала масовою, для управління необхідний автопілот», - заявив він. Однак уже вийшов в 2016 році флагманський електромобіль Tesla Model S оснащений компонентами повноцінного автопілота - режимами Summon і Autopilot. Машина здатна самостійно подати сигнал відкриття гаражної двері і виїхати назовні, зустрічаючи власника. При їзді в місті Autopilot сам маневрує в потоці машин, ухиляючись від перешкод, і навіть реагує на сигнали світлофорів. Водієві не потрібно ні обертати рульове колесо, ні жати на педалі.

Впровадження автопілотів на автомобілях тільки починається, але повітряні судна використовують їх уже на протязі багатьох років. Пілот авіалайнера Boeing 777 управляє ним в середньому близько десяти хвилин за рейс. Весь інший час літак знаходиться під контролем спеціального ПО і безлічі датчиків, які при необхідності здатні навіть провести посадку.

«Люди з рук геть погано управляють літаками і ще гірше водять автомобілі, - вважає Мері Каммінгс, керівник лабораторії з вивчення автономних систем і людського управління в Університеті Дьюка. - Чим раніше ми пересядемо на автономні літаючі машини, тим безпечніше стане і на дорогах, і в небі ». Один із засновників Ehang Джордж Ян додає: «Небо - це чистий аркуш паперу. Тільки подумайте, скільки випадковостей відбувається на землі: собака може вискочити прямо під колеса, інший водій може раптово вас підрізати ... В небі ці проблеми відходять на другий план ».

автоматичне небо

Розробники літаючих машин активно розвивають і технології уникнення перешкод (Sense and Avoid, SAA), і засоби взаємодії апаратів один з одним (Vehicle-to-Vehicle, V2V). За словами Джорджа Яна, коли в повітря піднімуться сотні тисяч апаратів на зразок Ehang 184, маршрут кожного з них буде відслідковуватися і контролюватися спеціальним програмним комплексом в місцевому центрі управління повітряним рухом. «Через три-п'ять років такі центри управління почнуть відкриватися всюди, - прогнозує він. - Пам'ятаєте, як в Microsoft заявили, що мріють про день, коли на кожному офісному столі буде по комп'ютеру? Ми теж передбачаємо майбутнє - з пасажирськими дронамі, припаркованими на дахах ».

Справді, навіть кращі сучасні розробки на кшталт Terrafugia Transition або Moller Skycar залишаються майже недоступними не тільки через дорожнечу, а й з-за і складності пілотування. Автономна система, що розробляється Ehang, дозволить обійти одне з обмежень: дозвіл на керування цим апаратом не знадобиться, літати він буде повністю самостійно. Цьому допомагає і стрімкий прогрес в електроніці: за словами розробника літаючої машини Skycar Пола Моллера, на розвиток програмної і апаратної бази його компанія витратила $ 15 млн і кілька років. За цей час технології зробили крок так далеко вперед, що в бортовому комп'ютері Ehang використовуються ті ж чіпи, що і в звичайних смартфонах.

Конструкція Ehang 184 з його вісьмома пропелерами, встановленими на чотирьох крайніх точках рами машини, повинна істотно спростити пілотування. Принцип роботи тут той же, що і у всьому звичних невеликих безпілотників, здатних протриматися в повітрі протягом нетривалого часу. Для подорожей на довгі дистанції або з великою швидкістю така схема неефективна, тому максимальна тривалість польоту, анонсована Ehang, не перевищує 23 хвилин.

Як влаштована система пропелерів Ehang Апарат з чотирма обертовими пропелерами буде вкрай нестабільний і літати не зможе. За рахунок чого ж в повітря піднімаються всім звичні дрони? Секрет в тому, що вони оснащені системою акселерометрів і датчиків рівня, дані з яких обробляються крихітним процесором, що регулює швидкість обертання кожного з пропелерів. У моделях попередніх поколінь для стабілізації використовувався противагу розмірами 7 х 7 см. Зараз з цим успішно справляється мікросхема діаметром з монету. На кожній «лапі» встановлено по два електромотора, що обертають верхній і нижній пропелери в протилежних напрямках. Їх лопаті відштовхують повітря вниз для створення підйомної сили. Пара невеликих пропелерів краще одного великого. Вони забезпечують швидкий відгук системи: їх інерція набагато менше, і кут нахилу лопатей можна не змінювати.

Більше двигунів - менше проблем

Є й інші причини вважати, що дизайн літаючих машин по типу «великого дрона» не стане оптимальним варіантом для масових пасажирських перевезень. «У 184-го багато погано захищених обертових частин, що збільшує ризики при експлуатації поблизу стаціонарних об'єктів. Можна випадково зачепити їх лопатями », - коментує фахівець NASA по літальним апаратам з вертикальним зльотом і посадкою (СВВП) Марк Мур. Сам він залучений в розробку експериментального апарату Gridlock з декількома електродвигунами.

Для контролю за становищем апарату в просторі необхідно як мінімум чотири пропелера - Ehang оснащений вісьмома. У такій конфігурації при відмові одного з двигунів він не впаде вниз. Тільки якщо одна з пар пропелерів повністю пошкодиться при зіткненні, падіння не уникнути. Час польоту: 23 хвилини // Електродвигуни: 8 (106 КВт) // Місць для пасажирів: 1 (поки) // Дозвіл на пілотування: не потрібно // Автоматично приземляється в разі неполадок // Вартість: $ 200 000

«Можу сказати прямо - до сих пір рівень нашого технологічного розвитку не дозволяв створити адекватне засіб пересування в повітрі, - продовжує Мур. - Але вже в найближчому майбутньому застосування електродвигунів з автоматичним управлінням відкриє нам абсолютно грандіозні можливості створення нових транспортних систем ». Електропривод, в основі якого знаходяться прості, надійні, легкі, компактні і при цьому недорогі мотори, безпосередньо з'єднані з лопатями, - це майбутнє цивільної авіації в міському середовищі.

Паливні двигуни знаменитих конвертопланів V-22 Osprey використовують гнучкі вали для передачі обертання на два потужних пропелера. Однак таке рішення, що підходить для важкого військового СВВП, в цивільній авіації буде занадто громіздким і дорогим. До того ж для забезпечення достатньої надійності та маневреності пасажирський апарат коштує оснастити кількома невеликими пропелерами, здатними різко прискорюватися і сповільнюватися. Саме завдяки такій конструкції невеликі дрони володіють чудовою стійкістю, маневреністю і при цьому досить прості в управлінні. Але пряме з'єднання декількох пропелерів з єдиним двигуном - з інженерної точки зору завдання неможлива.

Новий підхід: система електродвигунів На відміну від ДВС, електромотори забезпечують більшу ефективність незалежно від габаритів. Апарат Gridlock оснащений масивом невеликих пропелерів для стабілізації і забезпечення додаткової тяги в разі відмови одного з них.

На думку Мура, вирішити цю проблему допоможе використання невеликих незалежних електродвигунів: на кожному «крилі» можна закріпити за кілька штук. Це забезпечить безпеку експлуатації, підвищить ефективність і надійність в разі поломки одного з компонентів системи. «Можна встановити вісім незалежних один від одного електромоторів, кожен з них буде обертати свій ротор, - пояснює Мур. - Це забезпечить надійну надмірність конструкції ». Але Ehang 184 - лише одна з пробних версій, а зовсім не готовий масовий продукт. «На ринку вже близько десятка компаній, чиї прототипи виглядають набагато привабливіше, - продовжує Мур. - Всі вони - апарати з вертикальним зльотом, розраховані на одну людину, і кожна модель в чомусь перевершує Ehang. Просто ці компанії ще не встигли заявити про себе ».

Затримка у дверей

Проте майбутнє, в якому люди зможуть пересуватися на персональних Дронь, вже настає. «Коли компанія з ринковою вартістю $ 240 млрд починає лобіювати отримання ліцензії на польоти тисяч безпілотників, вже можна говорити про великі зміни», - розповідає Моллер про онлайн-магазині Amazon, який недавно анонсував послугу Prime Air. Тільки уявіть: варто оформити покупку на сайті, як через півгодини невеликий дрон доставить її прямо до будинку.

В ході випробувальних польотів V-22 Osprey загинуло кілька пілотів, що ще раз показало, як складно створити надійний літак з вертикальним зльотом і посадкою.

Апарат, з яким Amazon пов'язує своє майбутнє, - це гібрид дрона, здатного до вертикального зльоту і посадки, і звичайного літака. «Як тільки він розганяється до необхідної швидкості, політ переходить в звичайний« літаковий »режим, - пояснює Гур Кимчи, який очолює підрозділ Amazon Prime Air. - А для приземлення активується «режим дрона» ». Безпілотник вже проходить випробування, алгоритми систем V2V і SAA детально описані в спеціалізованій літературі. Але на питання «Коли ж сервіс буде запущений офіційно?» Відповідь звучить знайомий: «У найближчі кілька років».

Одним з перешкод залишаються державні контролюючі органи. У розмові з Карлом Дітріхом з Terrafugia прослизають нотки смирення з неминучістю очікування: «У FAA (Федеральне управління цивільної авіації США. -« ПМ ») час тече по-особливому» ... Втім, отримати дозвіл FAA - завдання зовсім не безнадійна: і Дітріх, і Моллер, і багато інших виробників літальних апаратів вже не раз проходили через цей довгий процес. Жорсткість вимог тут не така велика, оскільки вона тісно пов'язана з кількістю пасажирів на борту, і великим авіалайнерам доводиться доводити куди б? Більшу надійність. Але це лише мала частина вимог для отримання допуску до експлуатації повітряного транспортного засобу: на наступному етапі необхідно отримати дозвіл на управління.

Дрон для доставки покупок за допомогою сервісу Prime Air від Amazon.

Однак компактний Icon A5 каліфорнійської компанії Icon Aircraft готується відкрити дорогу в небо для кожного. Він потрапляє в категорію легкомоторних літаків, для управління якими в США потрібно пройти навчання тривалістю всього 20 годин, вполовину менше мінімуму, необхідного для отримання сертифіката приватного пілота. Такий рівень допуску дає право літати тільки в гарну погоду. Для польотів у складних метеоумовах, при наявності хмарності або опадів, буде потрібно вже 70 навчально-тренувальних годин, а щоб бути готовим до небезпечних погодних умов - більше 500.

Ендрю МОЗМ, редактор журналу Popular Mechanics: політ на Icon A5

«Мій батько був пілотом військового транспортного літака і водив мене на базу, іноді навіть давав зазирнути в кабіну С-130, щільно напхану тумблерами і перемикачами. В кабіні A5 все набагато простіше. На приладовій панелі розташований датчик рівня палива, спідометр, пара інших індикаторів - і все. Відчуття, ніби перебуваєш у водійському кріслі Toyota, тільки замість лічильника кілометрів пробігу - датчик висоти. «Пілотові» видна рівно ту інформацію, яка необхідна в польоті. Разом з Граучо, в минулому пілотувати військові винищувачі, ми злітаємо з водної гладі Гудзона і летимо над мостом Джорджа Вашингтона, взявши курс на південь, в напрямку одного з найбільш завантажених і найбільш охоронюваних повітряних просторів в США. У якийсь момент він передає контроль за польотом мені - штурвал знаходиться прямо переді мною. Здається, що у мене все виходить, але не тут-то було. Щоб опанувати легким спортивним літаком, необхідно кілька тижнів практики. Це ж можна сказати і про такий призначеному для новачків міні-апараті, як A5. Але вперше в житті мною раптом опановує почуття, що до неба зовсім недалеко - рукою подати ».

без ліцензії

«Все добре уявляють собі небезпеку при керуванні автомобілем, - міркує фахівець з систем управління транспортними засобами з NASA Кен Гудра. - В авіації загрози різноманітніші ». Навіть розробка критеріїв, на підставі яких можна буде контролювати безпеку польотів на апаратах начебто Ehang 184, може розтягнутися на роки. «Наскільки мені відомо, перші спроби створити стандарти в цій сфері робилися ще 20 років тому», - продовжує Гудра. Стандарти безпеки, що діють в сучасній авіації, мають на увазі наявність екіпажу. У FAA немає ніяких офіційних вимог для літальних апаратів, на борту яких перебуває лише одна людина, нічого не розуміє в пілотуванні.

Відсутність державного контролю в цій сфері зрозуміло: наукова думка і технічний прогрес завжди йдуть на крок попереду обмежень контролюючих органів. Однак якщо ніхто не стане створювати літаючі автомобілі, то і контролювати буде нічого. Саме тому рішення Ehang заявити про свою розробку і представити прототип на міжнародній виставці можна назвати епохальним. Слідом за прем'єрою почалася бурхлива дискусія, активізувалася конкуренція, заворушилися чиновники FAA ...

Минулої осені, ясним вересневим днем ​​в небі над Нью-Йорком з'явилися два літаючих автомобіля Icon A5. Водії повільно повзуть по завантаженому асфальту машин мимоволі кидали погляд в бік, помічаючи пару білих повітряних апаратів. Вони летіли разом, не роблячи особливого шуму, в кожному сиділо по двоє людей. Складалося враження, що вони, як і всі навколо, просто пересувалися з пункту А в пункт Б. За шосе тягнулися все нові автомобілі, GPS-навігатори повідомляли водіям, що попереду їх чекає довга пробка. А два легкі літаки летіли і летіли.

Стаття «Фантастичне майбутнє літаючих автомобілів» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №7, Грудень 2016 ).