Авторский вариант. Впервые опубликовано в "Бизнес-журнале" №6/2014
19.06.2014

Нам не нужны дороги!

Что может быть прекрасней, чем сев за руль автомобиля, воспарить под облака — и оставить внизу «пробки», плохие дороги, глупых водителей? Забыть о дорогах вообще, перемещаясь из точки А в точку Б кратчайшей прямой, по воздуху? Насколько легче стала бы жизнь обывателя и любого бизнеса, связанного с перевозками! Не удивительно, что автоплан — автомобиль с крыльями — грезился автовладельцам уже в самом начале XX века, а со временем стал одной из самых навязчивых технических идей. Но только сейчас мы, наконец, подбираемся к её воплощению.

Архивы свидетельствуют: мечтать об автоплане человек начал практически сразу же после изобретения самолёта. В считанные годы после того, как братья Райт в 1903-м подняли в воздух первую свою летающую конструкцию, энтузиасты попытались приделать к автомобилю крылья. Сегодня те проекты способны вызвать разве что улыбку: с выцветших газетных иллюстраций на нас смотрят неуклюжие квадратные коробчонки, подражающие самолётам-этажеркам. Находясь под впечатлением успехов авиации и двигателестроения (история бензина как топлива тоже только-только начиналась!), конструкторы пытались тогда строить не столько авто, сколько небольшие самолёты. Но и любители, и профессионалы были уверены, что успех не за горами. Что там, Генри Форд собственной персоной прочил автоплану большое будущее!

Первая серьёзная попытка постройки автоплана была предпринята накануне Первой Мировой войны американским авиатором-пионером и авиастроителем-бизнесменом Гленном Кёртиссом. Curtiss Autoplane был, выражаясь научно, трипланом: три крыла, одно над другим, и воздушный винт, водружённые на модифицированный Ford Model T с двигателем в 100 лошадиных сил. К сожалению, начавшаяся война поставила точку в эксперименте, так что до полноценного полёта дело не дошло, но ненадолго отрываться от земли у него уже получалось.

Концепт электрического автоплана TF-X американской компании Terrafugia. Коммерческая версия может появиться не ранее 2024 года.

Первым же автопланом, которым действительно полетел, стал опять же американский Arrowbile 1937 года. Честь его постройки принадлежит другому авиатору-энтузиасту, Вальдо Уотерману, который, насмотревшись на опыты Кёртисса, построил собственный двухместный бесхвостый моноплан. Arrowbile неплохо летал и хорошо ездил (крыло было выполнено съёмным), были построены несколько его экземпляров, но спрос так и не появился: при цене в $2500, необходимости места для разгона и посадки, а также ангара для хранения крыла, он казался обывателям дорогой игрушкой.

Французский Tampier Roadable, в конструкции которого впервые были использованы складные крылья, 1921.

Несмотря на то, что Соединённые Штаты сыграли (и играют по сей день) в истории «летающего авто» первую скрипку, появлялись интересные конструкции и в Старом Свете. Так, например, на Парижский Авиасалон 1921 года своим ходом прибыл Tampier Roadable — биплан с одним винтом и складывающимися вдоль продольной оси крыльями. Этот аппарат замечателен именно складными крыльями: весьма удачная идея, избавлявшая от необходимости наличия ангара, и позднее неоднократно повторённая другими. Но в коммерческом смысле пальма первенства оставалась у американцев. Самым успешным из автопланов «первой волны» следует считать Aerocar, сконструированный в середине XX века. Как и у Tampier, его оперение не отстёгивалось, а складывалось назад, причём за считанные минуты. Так вот Aerocar даже получил «добро» от федерального авиарегулятора, но нужное количество заказов так никогда и не было набрано, так что массовое производство, планировавшееся на 1961 год, не запустили.

Ни рыба, ни мясо

После этого в истории автоплана наступило большое затишье. Это не значит, что о нём забыла пресса и индустрия развлечений. Напротив, идея летающего авто была обыграна в десятках книг, кинолент, мультфильмов: вспомните хотя бы «Джетсонов» или «Назад в будущее». Здесь автоплан совершенствовался согласно духу времени — крылья уменьшались, корпус приобретал аэродинамическую форму, и успешно конкурировал с автомобилем. Не забыли о нём и энтузиасты-самодельщики — и до конца века были построены ещё десятки конструкций. Увы, полёт фантазии был ограничен возможностями техники, так что всамделишные автопланы оставались неказистыми и неуклюжими на дорогах: чаще всего это были серийные авто с приделанными сверху крыльями (ConvairCar, AVE Mizar и мн. др.).

AVE Mizar, построенный американским конструктором Генри Смолински, готовится к взлету, 1973.

Фактически, вплоть до конца XX века конструкторы автопланов пользовались запасом идей, накопленным в первой половине столетия, не предложив ничего нового. Стало очевидно, что одного желания мало, нужны как минимум новые материалы. Тем временем началась космическая эра, встала на крыло гражданская авиация, удовлетворившая потребность в дешёвых перемещениях на большие расстояния, и фокус мечтаний публики сместился с автоплана на другие, более реалистичные виды транспорта. В концепции же летающего автомобиля прояснились три «болевых точки», мешающих ему вырасти из экспериментаторских штанишек в категорию продукта.

Во-первых, пришлось признать, что требования, предъявляемые к самолёту и автомобилю, очень разные. Законы физики не запрещают автоплан, но, будучи построен, он будет не слишком хорошим летающим аппаратом и не слишком хорошим авто. Авторам мультиков и фантастического кино легко, они не обязаны думать, куда втиснуть объёмистую турбину, бензобак и винты — в реальности же без всего этого не обойтись: летать быстро без нагнетания воздуха человек пока не научился. Отсюда все досадные недостатки, свойственные автопланам и столетней давности, и сегодняшним: вечно мешающиеся крылья, небольшая грузоподъёмность (обычно два места, о дополнительном грузе конструкторы даже не заикаются), до смешного малое время полёта (редко больше двух часов), сложность управления.

Голландский PAL-V ONE со складным винтом и хвостовым оперением. Экспериментальный аппарат проходит летные испытания с 2012 года, готовится коммерческая версия. Один из самых экономичных современных автопланов (расход топлива в полетном режиме — 36 л в час).

А ведь кроме физики есть ещё и банальные житейские трудности. Вспомните, сколько места и внимания отдаются настоящим самолётам! И попробуйте представить летательный аппарат на обычной городской или даже сельской улочке. Взлёт и посадка с разбегом отпадают сразу же, необходимо уметь взлетать и садиться вертикально, подобно вертолёту. Но вертикальный отрыв мало того, что требует мощных двигателей, он ещё и весьма шумный, и пыльный. И не решает проблемы проводов, там и сям мешающихся над головами.

Высокая мощность двигателей, необходимых для автоплана, приводит к второй болевой точке: экономической. Летать по воздуху выгодно только на больших высотах и скоростях, что однозначно на летающий автомобиль не распространяется. Автопланы курсируют низко (единицы метров, максимум километр над землёй — это связано прежде всего с требованиями регулирующих органов) и сравнительно медленно (хорошо если 300 км/ч), а их форма по понятным причинам далека от аэродинамического идеала. В результате они чрезвычайно «прожорливы» и фактически находятся по параметру потребления топлива за пределами возможностей обывателя. Расход бензина тут измеряется уже не литрами на сотню километров, а литрами в час: ведь даже если автоплан висит неподвижно, винты всё равно необходимо крутить! И даже у самой экономичной из современных конструкций (голландского PAL-V ONE, подробнее далее) этот показатель находится на уровне 36 литров в час.

Но даже это не самое страшное. С безопасностью полётов — и это точка номер три — дело обстоит ещё хуже. В отличие от гражданской авиации, где безопасность в буквальном смысле на высоте (риск погибнуть в авиакатастрофе для среднестатистического пассажира сегодня в сотни раз меньше, чем в катастрофе автомобильной), но в которой за штурвалами сидят профессионалы, автопланом (в идеале) должен управлять человек, не имеющий лицензии пилота. Как поведёт он себя в сложных погодных условиях, при отказе оборудования, в условиях тяжёлого трафика?

Кроме того, вплоть до самого последнего времени управление автопланом (особенно многовинтовыми конструкциями: попробуйте-ка управиться одновременно с четырьмя винтами армейского «летающего внедорожника» Curtiss-Wright VZ-7 из 50-х, так и не пошедшего в серию!) было весьма сложным делом. Сегодня даже в автомобилях значительную часть работы по обеспечению стабильности движения берут на себя компьютеры, а уж в современных авиалайнерах пилот вообще берётся за штурвал только на взлёте и посадке. Но пятьдесят лет назад (и даже двадцать) таких компьютеров и алгоритмов ещё не существовало — и это связывало руки конструкторам.

Суммируйте всё это — и станет очевидным, почему для автопланов так и не сформировался устойчивый спрос. Автомобиль, как бы мы его ни ругали, обладает одним несомненным достоинством: он удобен в эксплуатации. Он доставляет из точки А в точку Б без лишних хлопот и не требует особого ухода. Автопланы, увы, этого качества лишены. Крылья и винты надо ставить и демонтировать, механизмы обслуживать (представьте, что на километровой высоте закончилось масло!), садиться и взлетать только в подходящих местах... Кому нужна эта головная боль? Уж точно не рядовому потребителю, который подчас не знает даже, есть ли в его машине домкрат и «запаска».

Им бы в небо

Это объясняет и отчего за постройку автоплана не берутся автомобильные бренды. Ford пошла, пожалуй, дальше всех, выдав в 50-х годах действующий прототип Levicar Mach I — автоплана, «подвешенного» над рельсом на магнитной «подушке» (сегодня эта технология используется в высокоскоростных поездах, называемых maglev), но в конце концов проект закрыла. А нашумевший пару лет назад «парящий автомобиль Volkswagen» был всего лишь концептом, созданным средствами компьютерной графики чтобы потешить публику.

Формально, если есть желание и позволяют средства, купить что-то, подпадающее под определение автоплана, возможно. PAL-V ONE от одноимённой голландской компании обойдётся в 500 тысяч евро, а Transition от американской Terrafugia «всего» в $279 тыс. Но не без оговорок. Первый аппарат — скорее вертолёт (трёхколёсный гирокоптер с двумя винтами), а второй — скорее маленький самолёт, нежели автомобили. На управление тем и другим требуются лицензии пилотов, а также взлётно-посадочная полоса или хотя бы участок ровной поверхности длиной в полтораста метров. Наконец, начало поставки запланировано лишь на 2016 и 2015 год соответственно, то есть в любом случае придётся подождать.

Такова реальность. На сегодняшний день эти аппараты самые доступные и самые близкие к прилавку из всех заявленных летающих авто — а ведь они едва ли вписываются в классическое представление об автоплане! Что ж, публика давно разочаровалась: ехидное «Ну и где мой летающий автомобиль?» используется сегодня как издёвка в адрес замечтавшихся оптимистов, способ подчеркнуть ограниченность технологий. Однако опыты продолжаются.

В начале нулевых воображение масс поразил фанатик автопланов Пол Моллер. Он трудится на ниве летающих автомобилей добрых полвека, одну за другой выдавая любопытные конструкции (это ему принадлежит, в частности, нашумевшая в 80-х двухместная «летающая тарелка» M200X с восемью винтами и восемью же двигателями, летающая на высоте 3 метров со скоростью до 120 км/ч). Его последняя разработка — прототип четырёхместного Moller Skycar: предполагаемая розничная цена $500 тыс., взлёт без разбега, скорость выше 600 км/ч. Увы, дальше прототипа дело не подвинулось — у Моллера банально кончились деньги, а собрать больше не удалось (сказалось всеобщее разочарование самой идеей) — но данный аппарат замечателен тем, что отметил два новых пункта, ставших обязательными для автопланов XXI века.

Во-первых, это автоматическое управление. Водитель-пилот избавлен от необходимости пилотировать аппарат и штурманских обязанностей: предполагается, что он лишь введёт название места назначения и укажет желаемую скорость и высоту, а бортовой компьютер сам проложит курс и управится со всеми двигателями.

Канадский инженер Пол Моллер занимается разработкой автопланов более 40 лет. В 1980‑е годы он прославился, построив действующий прототип двухместной «летающей тарелки». Разработка коммерческой версии автоплана Moller Skycar прекращена несколько лет назад из‑за банкротства компании.

Во-вторых, это вертикальный взлёт и посадка (именуемые на Западе аббревиатурой VTOL — vertical take-off and landing). Нельзя сказать, что автопланы, требующие взлётно-посадочной полосы, совсем перестали проектировать, но в подавляющем большинстве случаев конструкторы теперь ориентируются на VTOL — и устанавливают не один вертикальный винт, а несколько горизонтальных. Такие конструкции называют многороторными и вы наверняка с ними знакомы по игрушечным дронам. Их важное преимущество перед классической «самолётной» схемой заключается в том, что отпадает необходимость в крыльях, закрылках и прочей вспомогательной обвеске: для совершения манёвра достаточно изменить скорость вращения некоторых винтов (и компьютеры с этим отлично справляются). Примером такого подхода может служить экспериментальный военный автоплан-транспортёр Transformer от американской компании Advanced Tactics: это, по сути, вагончик, подвешенный к восьми винтам (и прототип уже летает).

Оба пункта играют на руку простоте эксплуатации, которая жизненно необходима для появления спроса на автопланы. К сожалению, себестоимость их остаётся высокой — и это тоже наложило отпечаток на направление, в котором движется эволюция летающего авто: если в XX веке акцент делали на автоплане для всех, сегодня больше внимания уделяется конструкциям, рассчитанным на специальные применения.

Узкая специализация избавляет от необходимости быть «лучшим во всём», требуя лишь хорошего выполнения какой-то одной задачи. Примером может служить X-Hawk израильской Urban Aeronautics. Задача этого странного аппарата (внешне больше напоминающего моторную лодку, нежели автомобиль или тем более самолёт) в доставке и спасении людей с крыш горящих зданий, из зон боевых действий и вообще любых ситуаций, где требуются высокая манёвренность, небольшие габариты и отсутствие огромного вертолётного винта (здесь два ротора спрятаны в корпус). Стоить такая машина будет около $3 млн.: убийственно для розничной торговли, но для армии не смертельно.

Широкий рынок, впрочем, тоже не забыт. Из всех конструкций, наиболее подходящих под классическое определение автоплана и имеющих наивысшие шансы попасть на прилавок, стоит выделить американский «аэромотоцикл» Aero-X от Aerofex. Этот 350-килограммовый аппарат на первый взгляд выглядит слишком ограниченным по своим возможностям. Он летит всего-то на трёхметровой высоте (благодаря упрятанным в основание корпуса, как у X-Hawk, двум огромным винтам), несёт лишь двух человек, которые вынуждены стоять, перемещается со скоростью всего 70 км/ч и не более часа — зато и стоить будет меньше $100 тыс. и предзаказы на него уже принимаются (поставки начнутся в 2017 году).

Аэромотоцикл Aero-X от американской компании Aerofex. Принимаются предзаказы, начало поставок запланировано на 2017 год.

Aero-X замечателен и ещё парой деталей, благодарить за которые тоже следует его «ограниченность». Это безопасность полёта: если что-то откажет, пилот и пассажир могут надеяться приземлиться без увечий даже не используя опциональные воздушные подушки. Плюс, не требуется лётной лицензии. Так что Aero-X без сомнения найдёт поклонников не только среди спасателей, геологов и фермеров, на которых его ориентируют в первую очередь, но и среди простой публики.

Если завтра в полёт

К сожалению, тот же Aero-X наглядно демонстрирует следующую проблему, которая встанет перед автопланами, когда они, наконец, попадут в свободную продажу. Речь о трудностях передвижения в населённой местности, особенно ощутимых для низколетящих транспортных средств. Пока ещё законы и правила, регулирующие воздушный трафик такого рода, не написаны — поэтому производители исходят из предположения, что на городских улицах и вообще в жилой зоне эксплуатация автопланов категорически нежелательна. Когда же правила напишут, для автопланов (в особенности низколетящих) без сомнения потребуются «магистрали» — пусть без асфальта, но и без линий электропередач, мостов, жилья. А значит, реализация мечты о свободном — без пробок и ограничений — перемещении снова будет отложена. Возможно, до третьего десятилетия века, когда в строй вступят электроавтопланы.

Подобно электромобилям Tesla Motors, такие машины будут безопасней уже по причине отсутствия в них огромных ёмкостей с бензином. Вместе с тем высота их полёта составит минимум десятки метров, что даст возможность полностью игнорировать препятствия на земле. Типичным образчиком может служить электрический автоплан TF-X уже упоминавшийся компании Terrafugia. Это четырёхместная VTOL-машина, примечательная крохотными «рудиментарными» крыльями: достаточную для полёта опору создаёт широкий фюзеляж. Предполагается, что управлять TF-X можно будет всего после пяти часов инструктажа и тренировок. Правда, и ждать его разработчики предлагают не раньше чем через десять лет.

Автоплан с вертикальным взлетом Black Knight Transformer от американской компании Advanced Tactics начал проходить испытания в 2014 году.

Но даже переход на электрическую тягу не решит главной проблемы автопланов: катастрофически низкого КПД. Пока мы вынуждены тратить энергию на то, чтобы оставаться в воздухе, автопланы будут неоправданно расточительными для простого потребителя. Вот почему самые светлые планы — увы, на неопределённо далёкое будущее — связывают с прорывом не в механике или электронике, а в химии, а конкретно со сверхпроводниками. Помните тот знаменитый опыт с парящей над сверхпроводящим магнитом железной таблеткой? Как только будут изобретены материалы, способные к сверхпроводимости при комнатной температуре (то есть не требующие постоянного охлаждения жидким азотом, например), поддерживать полёт станет возможным практически без затрат. Несколько упрощая, можно сказать, что достаточно будет покрывать автомагистрали не асфальтом, а таким сверхпроводником — и автомобили станут парить над ними без энергозатрат.

Да, дороги потребуются всё равно, но экономия энергии получится фантастической. В качестве приятных бонусов мы получим и решение проблемы плохих дорог: по ним не ездят, а значит, они и не изнашиваются. Впрочем, сколько ещё ждать реализации этого сценария никто не знает. Химики в ответ лишь пожимают плечами.


автомобиль,автоплан,авиация,дорога,назад_в_будущее,автожир,аэромотоцикл




Евгений Золотов, 1999-2018. Личный архив. Некоторые права защищены