Понедельник, 27 июня, 2022

Мы считаем, что мир 2051 — это мир без войны.

Почему eVTOL не вертолет?

Время на чтение 5 мин.

Каждую новую технологию хочется сравнить с чем-то существующим. Это удобно и наглядно: вот было так, а теперь будет так. В случае с eVTOL, наверное, самая близкая аналогия — это вертолеты, самолеты и автомобили. Аппараты, разработанные для городской воздушной мобильности, называют «электрическими вертолетами», или «самолетами с вертикальным взлетом», или «летающими автомобилями». Однако eVTOL — это не только кардинально другие технологии, но и совершенно иная концепция, которая изменит наш мир.

Время и расстояние

Городская воздушная мобильность — основная сфера применения eVTOL-аппаратов. Они разрабатываются для перемещения пассажиров и грузов в пределах крупных городов и агломераций. Более дальние поездки eVTOL оставляет традиционным видам транспорта.

Концепция городской воздушной мобильности пытается решить распространенные проблемы мегаполисов. Одна из важнейших — время, которое тратится жителями на то, чтобы добраться до дома, работы и других мест. Согласно опросу The Boston Consulting Group и Ipsos, средний европеец проводит в пути около двух часов в день. Данные портала Superjob.ru говорят, что жители 23 крупнейших российских городов в среднем проводят в день почти полтора часа в общественном транспорте и час в автомобиле.

Задача городской воздушной мобильности — сократить время, которое тратится зря, в том числе и на стояние в пробках. Поэтому наиболее близкая аналогия для eVTOL — это летающий автомобиль. Хотя стоит признать, что зачатки городской воздушной мобильности были реализованы с помощью вертолетов. Система воздушного такси работает, например, в Нью-Йорке. Всего за $ 195 и пять минут можно попасть из города в один из аэропортов. Разумеется, это слишком дорого для общедоступного транспорта.

Почему eVTOL не вертолет?
Воздушное такси Blade, доставляющее пассажиров в аэропорты Нью-Йорка. Фото: blade.com

Экология

Вертолеты приводятся в движение обычными поршневыми или газотурбинными двигателями, топливом для которых служит авиационный керосин. Хотя его современные марки, например широко используемый в Европе Jet A-1, считаются более экологичными за счет низкого содержания серы, это не решает проблемы выбросов. Аппараты eVTOL используют электричество для питания силовых установок, поэтому их повсеместное внедрение положительно скажется на экологии городов. Авиация в принципе идет по пути «внедрения электричества» — например, Boeing к 2050 году планирует добиться нулевого уровня выбросов в атмосферу.

Шум

Это очень важный показатель, поскольку в городах действуют строгие ограничительные меры относительно уровня шума. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) считает шум одной из серьезных проблем общественного здравоохранения и считает его одним из главных экологических факторов риска для здоровья человека. Согласно рекомендации Европейского бюро ВОЗ, эквивалентный уровень суточного шума от воздушного транспорта должен быть ниже 45 дБ.

Вертолеты не вписываются в эти нормативы: шум, создаваемый двигателями и потоком воздуха от движущихся лопастей, будет мешать жителям. А вот eVTOL-аппараты делают очень тихими. Это достигается благодаря электрическим двигателям и установке нескольких небольших роторов вместо одного огромного.

Безопасность

Поломка несущего винта вертолета означает катастрофу — у него нет запасного источника подъемной силы. Концепция eVTOL подразумевает установку нескольких роторов — их может быть даже 18, как у Volocopter. Они могут питаться каждый от своего электродвигателя, поэтому потеря даже нескольких пропеллеров не приведет к аварии. Системы питания двигателей также дублируются.

Почему eVTOL не вертолет?
Тестовый беспилотный полет Volocopter в 2019 году. Фото: volocopter.com

Еще одной частой причиной вертолетных катастроф являются ошибки пилотирования. В eVTOL-аппаратах устанавливаются интеллектуальные системы управления с высокой степенью автономности. Если пилот и совершит какое-нибудь непотребное действие, оно будет скорректировано и не приведет к катастрофе.

Экономичность

Эксплуатационные затраты на eVTOL меньше, чем на вертолеты. Уже упоминавшееся здесь авиационное топливо Jet A-1 стоит порядка $ 0,6 за литр. Расход, например, легкого вертолета Robinson R44 составляет 57 литров в час, а крейсерская скорость — 217 км/ч. Значит, за километр полета Robinson «съест» горючего примерно на $ 6. В то же время, по расчетам экспертов Uber, стоимость электричества для eVTOL составит примерно 8,2 центов за милю, то есть порядка 13 центов за километр — в 46 раз меньше.

Техническое обслуживание eVTOL-аппаратов также выйдет сильно дешевле, чем вертолетов. Для него не нужно будет специальных инженерных знаний и трудоемких работ по разбору, сборке и проверке узлов.

Стоимость производства

eVTOL-аппараты в основном используют бесщеточные электродвигатели постоянного тока, которые непосредственно прикреплены к роторам без трансмиссии. Кроме того, фюзеляж строится из недорогих композитных материалов. Таким образом общая стоимость eVTOL хотя и остается высока, но постоянно снижается.

Это не удивительно, ведь многие компании (взять тех же Pipistrel или Joby), разрабатывающие технологии eVTOL, начинались как стартапы в гаражах своих основателей. У них просто не было денег на дорогие разработки — в итоге это привело к еще одной базовой черте eVTOL-аппаратов.