Четверг, 30 июня, 2022

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

Юрий Солодовников. Искусство создания летательных аппаратов

Время на чтение 15 мин.

Авиаконструктор по образованию и настоящий художник в душе, эксперт, предприниматель Юрий Солодовников рассказал нам о собственном проекте Flyter, а также поделился мыслями о развитии городской воздушной мобильности, рынке БПЛА и eVTOL…

— Юрий, расскажите нашим читателям немного о себе… 

Родился в Харькове, учился в ХАИ [Харьковском авиационном институте]. В мае 2014 года переехал жить в Россию. По роду занятий я не помещаюсь в узкие рамки профессии, поэтому обычно отвечаю, что занимаюсь техническим творчеством. Этот вид деятельности требует сочетания инженерных, организаторских и предпринимательских компетенций, а также некоторого стратегического видения. И поэтому во многом близок к искусству, в котором можно всю жизнь расти. 

Юрий Солодовников. Искусство создания летательных аппаратов
Фюзеляж наборного прототипа БПЛА

— Как родилась концепция вашего проекта Flyter? 

Пять лет назад в одной из бесед с друзьями я между делом упомянул, что заметил несколько серьезных проектов в сфере компактных беспилотных транспортных средств с вертикальным взлетом и посадкой, и мне как конструктору было бы интересно заочно поучаствовать в соревновании различных концепций и найти свою оригинальную схему, превосходящую аналоги. Сказано — сделано. В рамках творческого упражнения я регулярно занимался поиском такой схемы. И в начале 2018 года, после десятка итераций, я ее нашел — биплан-тандем. С этого и запустил проект. Тут же опубликовал пост в соцсетях, что ищу партнеров. И, удивительное дело, в довольно короткий срок нашлись два человека, которые захотели участвовать. Более того, мы с ними начали генерировать подробности, и проект стал расти. Сейчас они — соучредители проекта, и мне кажется, что без их вклада и поддержки проект скорее всего увял бы.

Юрий Солодовников. Искусство создания летательных аппаратов
Схема тандем-биплан в режиме вертикального взлета

Вместе с тем у меня росли претензии к собственной схеме, более того, я начал задавать различные детские вопросы. Итогом стал простенький стенд за пару тысяч рублей. С его помощью я обнаружил неочевидный эффект, который заставил меня отказаться от первоначальной схемы и всерьез заняться новой.

— Расскажите подробнее!

Смысл эффекта заключается в том, что подъемный пропеллер, размещенный под планером летательного аппарата на удалении более 15 % от его (пропеллера) диаметра, практически перестает затеняться планером. В нашем конкретном случае подъемные пропеллеры размещаются под «крыльями» на специальных пилонах, так что потеря тяги составляет менее 15 %, а нагрузки от них передаются непосредственно на силовые элементы несущих поверхностей, что позволяет сделать планер существенно легче. 

Юрий Солодовников. Искусство создания летательных аппаратов
На графике изображены кривые тяги пропеллера в зависимости от удаления плоскости вращения пропеллера от плоскости крыла. Крыло затеняет 50 % ометаемой площади пропеллера. Верхняя группа соответствует пропеллеру над крылом, нижняя — под крылом. Тяга отнесена в % к тяге незатененного пропеллера.

Таким образом, у нас немного растет масса за счет большей потребной мощности при вертикальном взлете и посадке. Но в сравнении с известной схемой QuadPlane мы получаем больший выигрыш в массе конструкции, который позволяет нам взять на борт больше груза или аккумуляторов. То есть наша схема является аналогом QuadPlane и ее производных (WISC Cora, Autoflight и пр.), но оказывается по итогу легче, что позволяет получить преимущество.

Недавно мы получили патент на изобретение в РФ, а сейчас готовим международную заявку по процедуре PCT.

— Сколько человек работает над проектом? 

Сейчас над проектом трудится пять человек, но занятость у всех очень небольшая. В последние месяцы пришлось менять тактику и планы. Но, поскольку есть обязательства перед Фондом поддержки инноваций, мы продолжаем работать над созданием наборного прототипа грузового беспилотника взлетным весом 30 кг. В остальном держимся за те работы, которые приходят к нам от наших заказчиков, где мы выступаем в роли небольшого опытно-конструкторского бюро. 

У нас есть партнеры, благодаря которым получается закрывать недостающие в команде компетенции и закладывать основания для будущего развития. В свое время мы об этом скажем более конкретно, но сейчас отделаемся общими фразами.

Юрий Солодовников. Искусство создания летательных аппаратов
Полноразмерный испытательный стенд крыла ПАК ВВП 720-200

— На какой стадии проект сейчас?

Проект меняется во времени, и мы до сих пор в поиске правильной стартовой конфигурации. В начале я был сильно против того, чтобы заниматься малыми беспилотниками взлетным весом до 30 кг. Хотелось воспользоваться ажиотажем, который генерировали проекты коллег на Западе, и не хотелось уходить в «моделизм», в котором до сих пор в значительной степени остается отрасль маленьких беспилотников. Но со временем стало понятно, что на первый прототип грузовика с полезной нагрузкой 200 кг придется потратить не менее 60 млн рублей, которые нам не удавалось привлечь. 

Поэтому поневоле пришлось «по одежке протягивать ножки» и вместо тяжелых аппаратов заниматься проектированием линейки малых беспилотников. Не последнюю роль в этом сыграла неопределенность в законодательстве. В России, чтобы совершать коммерческие перевозки дронами взлетным весом более 30 кг, необходимо получить сертификат типа, а в текущих реалиях это неоправданно дорого и долго. К беспилотникам взлетным весом до 30 кг пока таких требований нет. Стоимость создания малого беспилотника, как продукта и стоимость его вывода на рынок для нас на порядок меньше. При том что рынок малых беспилотников сформирован и растет, чего пока не скажешь о тяжелых дронах, где до сих пор лишь демонстрации и пилотные полеты. 

— А если говорить об инвестициях: какой объем вам необходим, чтобы завершить проект?

В последней редакции мы планировали завершить испытания мелкого прототипа. После чего хотели объявить о начале сбора 5 млн рублей по частям (от миллиона на участника) за небольшую долю в компании. Эти средства мы планировали использовать как софинансирование по программе «Старт 2» Фонда содействия инновациям. Сейчас Фонд по этой программе дает грант до 7 млн рублей при софинансировании не менее 50 %. Этих денег нам должно было хватить на то, чтобы довести до продукта один или два легких беспилотника по нашей схеме и, возможно, даже сделать первые коммерческие проекты с ними. 

Сейчас мы переосмыслили этот план, и вполне возможно, запустим один или два нишевых проекта с мультикоптерами. С ними мы думаем выйти на мелкую серию и продажи, которые позволят нам дальше финансировать проект самостоятельно. То есть мы умышленно не хотим идти по пути раздувания капитализации под «громкие обещания», а стремимся создать мелкосерийное производство и конструкторское бюро с опорой на собственные силы. Проект должен расти органично, преодолевая трудности и адаптируясь к меняющимся условиям, как из семечка вырастает дерево.

Юрий Солодовников. Искусство создания летательных аппаратов
Уменьшенный дрон, собранный для настройки электроники. Дрон совершил более 50 полетов, испытания продолжаются

— Насколько перспективна, на ваш взгляд, сфера воздушной городской мобильности?

На мой взгляд, это сравнительно дальняя перспектива, а во многом — мыльный пузырь. И мне кажется, что стартапы, которые вошли в эту сферу и сейчас тестируют свои решения, будут в ближайшие несколько лет продолжать надувать капитализацию под сомнительные продукты. И как только государства начнут всерьез открывать небо над городами, большая часть стартапов окажется нежизнеспособной в плане экономики. Особенно это касается всех дронов мультикоптерного типа. Еще в 2019 году в рамках участия в HeliRussia я сделал небольшой доклад, где мы разбирали беспилотники различных схем по энергоэффективности. В частности, я сделал сравнительный анализ аппарата Volocopter 2X и вертолета Robinson R22 на режиме висения.

У 2X энергоэффективность винтомоторных групп составила около 10,5 кг тяги на 1 кВт мощности. У R22 эффективность составила около 8 кг тяги на 1 кВт мощности.

В пользу Volocopter можно было говорить о беспилотности, о низком уровне шума и меньшей стоимости заряда в сравнении со стоимостью авиабензина, на котором работает мотор R22. Недостатками оказались низкая скорость полета, малое время и дальность полета. То есть 2X может конкурировать с вертолетом, но в очень узкой нише. 

При этом всегда есть возможность сделать электрический и беспилотный вертолет. И тогда преимуществ у Volocopter останется совсем мало. Другие мультикоптеры, как правило, имеют энергоэффективность хуже, чем у R22, поэтому в принципе не очень понятно, за счет чего их создатели хотят получить хорошую экономику в городе. Под хорошей экономикой я имею в виду стоимость полета на eVTOL’е по сравнению со стоимостью полета на вертолете.

— Какие из российских и мировых eVTOL-проектов имеют будущее?

На мой взгляд, для eVTOL-аппаратов ниша весьма ограничена. Главным образом потому, что нет дешевых, надежных, легких, безопасных и долговечных аккумуляторов с удельной энергией хотя бы 400–500 Вт*ч/кг. Это сразу ограничивает продолжительность полета и, соответственно, дальность. Для аппаратов гибридной аэродинамической схемы это максимум 200–300 км, причем для большинства из проектов это значение лежит в пределах 150 км. Для аппаратов мультироторного типа это десятки километров. Например, у ранее упомянутого Volocopter 2Х дальность полета всего 27 км. Отсюда попытки применить такие аппараты в черте города, но тут они сталкиваются с вопросами безопасности и законодательства. Именно по этой причине беспилотные в первоначальном облике аппараты пару лет назад стали пилотируемыми, а их беспилотные версии стали грузовыми (Volocopter VoloDrone). То есть за фасадом пафоса eVTOL и городской аэромобильности мы имеем лидеров рынка, которые так и не начали зарабатывать деньги и по-прежнему вынуждены кормить всех обещаниями. 

Мне кажется, что неплохое будущее может быть у проекта Lilium Jet при условии, что подтвердятся заявленные ими характеристики. Импеллеры сами по себе показывают очень невысокую энергоэффективность, но я не проводил проверочные расчеты их схемы, поэтому не могу ничего утверждать. 

Из гибридов мне нравился проект Elroy Air Chaparral, но новый их прототип кажется менее толковым. Мне в принципе очень нравится, что они создают транспортную систему для перевозки небольших грузов в автоматическом режиме. Мы хотим нечто подобное сделать в России, заменив своими гибридными беспилотниками вертолеты на Севере.

С точки зрения изящества схемы очень нравится проект Dufour aEro2. Приз за оригинальность я бы дал PteroDynamics Transwing. 

Если хватит средств у разработчиков и на рынке, то скорее всего дожмут Leonardo Helicopters AW609 — сейчас идет процесс сертификации. Но это уже довольно крупный аппарат с достаточно узкой рыночной нишей.

— Давайте пофантазируем: каким будет мир в 2051 году?

Я надеюсь, что к 2051 году получится понизить стоимость вывода 1 кг груза на орбиту ниже 100 долларов в пересчете на сегодняшние цены. Такой прорыв позволит начать экспансию в околоземное пространство с долговременными орбитальными и планетарными станциями и началом полноценного освоения солнечной системы. В свою очередь это разрешит многие земные противоречия и позволит продолжится земной глобализации в позитивном ключе. Жизнь людей в 2051 году будет более однородной и скромной в плане потребления, но более разнообразной и насыщенной в плане творчества и самореализации.