«Воздушные автомобили» определяют ближайшее будущее: Япония приступает к обсуждению практических вопросов

Революция в сфере передвижения по воздуху

В последние годы и в Японии, и за её пределами одна за другой провозглашаются концепции «воздушной мобильности общества» (создания летающих по воздуху аэромобилей). В мае 2018 года на конференции в Лос-Анджелесе американская компания Uber Technologies объявила, что ставит целью в 2020 году провести пробные полёты, а в 2023 году начать предоставлять такую услугу в Далласе и Лос-Анджелесе. В сентябре европейский концерн Airbus обнародовал концепцию воздушного транспорта будущего под названием «Чертёж нашего неба». В октябре главный директор американской корпорации Boeing Дэннис Мулленбург дал понять, что прототип «летающего по воздуху автомобиля» будет представлен в 2019 году.

«Воздушный автомобиль» позволяет рассчитывать на сокращение времени, затрачиваемого на перемещения в центре больших городов; на повышение удобства жизни на отдалённых островах и в горных районах; на ускорение доставки в экстренных ситуациях и транспортировки обычных грузов. В Японии в правительственной «Стратегии инвестиций в будущее-2018» ставится цель сформировать смешанный государственно-общественный совет по реализации концепции «летающих автомобилей» и разработать в течение года соответствующий план – «дорожную карту». Учреждённый в августе совет уже начал дискуссии по выработке этого плана с привлечением национальных и зарубежных предприятий, исследовательских учреждений, а также инвестиционных фондов и других заинтересованных сторон. (Примечание: 10 декабря 2018 года во время 4-го собрания совета, на котором принято решение уже в 2019 году начать полномасштабные испытания новой техники, министр экономики Японии Сэко сказал, что на рынке летающие автомобили появятся к 2023 году)

Иллюстрация из пресс-релиза Государственно-общественного совета по реализации революции движения по воздуху. На иллюстрации изображены беспилотные такси, садящиеся и взлетающие с крыши здания в Токио

Технические задачи: автоматизированное вождение и системы предупреждения столкновений

Чёткого определения «воздушному автомобилю» пока ещё не дано. Давайте считать, что это «аппарат, предназначенный для передвижения по воздуху на малые и средние расстояния». В вертолётах в качестве движущей силы используются поршневые и турбореактивные двигатели, а для разрабатываемых в настоящее время «воздушных автомобилей» с целью снизить стоимость передвижения по большей части используются электродвигатели.

Для перевозки людей предполагается использовать аппараты вместимостью от одного до нескольких человек – точно так же, как с нынешними мотоциклами и легковыми автомобилями. Аппараты для доставки грузов предполагается использовать для транспортировки предметов, соответствующих по размеру нынешним отправлениям, принимаемым службами доставки на дом.

Среди таких аппаратов есть устройства как горизонтального, так и вертикального взлёта, первые из которых в большинстве имеют неподвижные крылья и нуждаются во взлётно-посадочных полосах. Ко вторым относятся винтокрылые устройства (с одним или несколькими роторами либо с соосными винтами), устройства вертикального взлёта и посадки (сочетающие фиксированные и поворотные крылья) и т. д.

Реализация концепции зависит от того, удастся ли разработать устройства, удовлетворяющие требованиям безопасности, эффективности, а также экологическим нормам.

Обеспечение безопасности требует разработки систем предупреждения столкновений, а также систем управления движением (диспетчерских систем), выработки стандартов безопасности, законодательного определения порядка действий в экстренных ситуациях, формирования законодательной базы и т. п. Эффективность подразумевает решение задач автоматизации управления, техническое обслуживание и уход с применением технологий «Интернета вещей» и т. п. Кроме того, необходимо провести исследования для реализации режима движения, обеспечивающего эффективность на основе анализа траффика. Для соблюдения экологических норм требуется обеспечить меры снижения шума и визуального воздействия, а также предусмотреть стимулы для использования энергии возобновляемых источников.

Возникновение новой отрасли, дающей дополнительное преимущество в борьбе со стихийными бедствиями

В случае воплощения идеи «аэромобилизации», как считают в компании Uber, электромобиль вертикального взлёта и посадки eVTOL сможет связать токийский район Синдзюку с соседним городом Йокогама всего лишь 10-минутным рейсом. В сравнении с обычным автомобилем (40-50 мин.) и электричкой (60-70 мин.) это крупномасштабное сокращение.

В Японии для того, чтобы добраться из основного аэропорта до ближайшего крупного города в большинстве случаев требуется около одного часа. К тому же, в таких местах, как остров Сикоку, где не ходят суперэкспрессы «синкансэн», обременительно и перемещение между соседними префектурами. В случае, если воздушные автомобили свяжут сердце крупных городов с аэропортами, а вместе с тем появится возможность добираться по воздуху до станций суперэкспрессов, можно рассчитывать на открытие новых туристических маршрутов, а также на формирования новых промышленных кластеров.

В дополнение к действующей системе скорой медицинской помощи с использованием вертолётов – т. н. докута хэри, в случае усиления «воздушными автомобилями» общественных служб – полиции, пожарной охраны и т. д., появится такое преимущество как ускорение поисково-спасательных операций и действий по борьбе со стихийными бедствиями. Япония постоянно сталкивается с риском крупных по масштабу ударов стихии, таких как землетрясения, цунами, наводнения и т. п, поэтому аэромобильность может стать мощным подспорьем в деле построения безопасного общества.

Отечественные и зарубежные тенденции

В исследованиях и разработках в области «воздушных автомобилей», которые ведутся в мире, наблюдается несколько подходов.

В случае Uber компания уделяет большое внимание сотрудничеству и взаимодействию с частными предприятиями, правительственными органами и органами местного самоуправления. Эта компания, которая предоставляет услуги подачи автомобилей, выступает в роли центра разработки концепции городского «воздушного автомобиля», а также соответствующего приложения и платформы, в то время как разработку непосредственно самих аппаратов она поручает профессионалам производства – таким компаниям как Bell, Karem, Aurora Flight Sciences, Embraer, Pipistrel и др. Разработка системы управления движением ведётся в сотрудничестве с NASA. Помимо подготовки к проведению лётных испытаний в Соединённых Штатах, проводятся обсуждения с целью отбора кандидатур для проведения испытательных полётов в Японии, Индии, Австралии, Бразилии, Франции и др.

Airbus и Boeing ведут подготовку, используя свои преимущества производителей авиационной техники. В январе 2018 года в рамках исследовательского проекта A3 компания Airbus успешно провела лётные испытания беспилотного летательного устройства вертикального взлёта и посадки Vahana. В разных местах по всему миру эта компания занимается продвижением сразу нескольких проектов – Pop Up, City Airbus, Skyways и др. Корпорация Boeing в ноябре 2017 года приобрела фирму Aurora Flight Sciences и предпринимает другие шаги по усилению своего потенциала в области дронов и аэромобильности.

Среди предприятий-стартапов китайская фирма-производитель дронов Ehang в январе 2016 года представила на Международной выставке потребительской электроники CES свою модель Ehang-184. Немецкая компания Volocopter в сентябре 2017 года на выставке автомобилей во Франкфурте продемонстрировала свой Volocopter 2X. Американская фирма Kitty Hawk, штаб-квартира которой находится в штате Калифорния, ведёт разработки на средства, полученные от главного директора компании Alphabet Ларри Пейджа.

В Японии работа по воплощению летающего по воздуху автомобиля ведётся в рамках инициативы CARTIVATOR. Деятельность этого добровольного объединения молодых представителей автомобильной и авиационной отраслей, а также предприятий-стартапов сосредоточена в Айти и Токио. В июле 2018 года при участии главным образом представителей CARTIVATOR была учреждена акционерная компания SkyDrive (штаб-квартира в Токио, руководитель Фукудзава Томохиро).

Задачи для японского общества на пути к воплощению

Для практической реализации идеи «аэромобильного» общества наиболее важным фактором является разработка безопасных аппаратов и систем. Также требуется совершенствовать технологии проектирования и производства, разрабатывать технологии и материалы для батарей, создавать условия, облегчающие проведение лётных испытаний, заниматься обеспечением финансирования и кадров, а также формировать правила.

Наряду с этим необходимы система управления полётами, места для взлёта и посадки и прочая инфраструктура. Для системы управления полётами требуется разработать правила использования воздушного пространства - от малых до стратосферных высот – и обеспечить меры безопасности как для существующей авиации, так и для беспилотных летательных аппаратов. Вопрос оборудования мест взлёта и посадки, в свою очередь, связан с общим дизайном городской среды, включая привязку к другим видам транспорта, а также меры безопасности и борьбы с шумом. Всё это требует комплексного планирования аэромобильности, в том числе наземной инфраструктуры, в качестве новой социальной системы.