The Economist: Невероятный летательный объект

12:33 2016-07-03 44 аппарат вертолет дрон пассажирский ротор

Рейтинг 4/5, всего 4 голосов

Управлять вертолетом — дело непростое. Левой рукой надо регулировать подъем и спуск, правой — джойстик продольно-поперечного управления (тогда вертолет двигается вперед, назад и вбок). Обе ноги давят на педали ножного управления (так устремляется нос вертолета). Сначала больше смахивает на какой-то невозможный танец. Но долгие тренировки и тщательная координация помогут освоить это искусство. Управлять же дроном сравнительно легко. А некоторым беспилотниками — вообще с минимальным или нулевым опытом с помощью приложения для смартфона. Это натолкнуло изобретателей на размышления о том, как создать дроны, достаточно просты в управлении и достаточно большие для перевозки людей.

Один из пассажирских дронов, который проходит сейчас полетные испытания, — Volocopter VC200 (на фото). Через 18 роторов он кажется несколько неуклюжим, но производитель — немецкая компания e-volo из города Карлсруэ — утверждает, что аппарат устойчивее обычный вертолет. Он точно проще в управлении: управлять им можно одной рукой. Движение джойстика возвращает Volocopter слева или справа; нажимая кнопку «вверх» или «вниз», пилот поднимает или опускает его. Для посадки нужно нажать и держать кнопку «вниз», пока аппарат не будет стоять безопасно на земле.

Volocopter и похожие летательные аппараты напичканы сенсорами: гороскопами, акселерометрами и магнотометрами, подключенными к бортовой компьютерной системы. Это в значительной степени обеспечивает автономность полета. Пилот (или, точнее, оператор) подает только основные команды, а аппарат сам осуществляет все необходимые маневры, сохраняет равновесие во время зависания, автоматически удерживая позицию и приспосабливаясь к изменению условий, как внезапный порыв бокового ветра.

Технологию уже так усовершенствованы, что пассажирские беспилотники можно поднимать в воздух, если они будут отвечать тем же требованиям безопасности, что и другие легкие летательные аппараты, и руководить ими подготовленные пилоты. Небольшая машинка по цене, близкой к стоимости автомобиля класса «люкс» (и в разы дешевле новый вертолет), может оказаться чрезвычайно популярной в рекреационной и спортивной авиации.

Смотрите также: Транспорт будущего: разработчики напечатали на 3D-принтере необычный автобус

Следующий шаг — убедить государственных авоарегуляторов, что высокий уровень автоматизации аппаратов делает их безопасными и надежными в управлении даже для тех, кто имеет минимальную подготовку. Не исключено, что для того понадобится не один год, но это возможно. В прошлом авиационные службы работали с компаниями и авоалюбителями над разработкой специальных учебных программ для других новых типов летательных аппаратов, например, моторных дельтапланов и сверхлегких самолетов.

Кто-то идет еще дальше и предполагает, что пассажирские дроны можно будет использовать как автономное воздушное такси. Как сейчас авто вызывают через Uber можно будет заказать и беспилотный вертолет, который моментально доставит вас в нужное место. Здесь, правда, возникает множество каверзных вопросов, связанных со страхованием, инфраструктурой и правовым регулированием, поэтому такие услуги станут реальностью нескоро. Но движение в этом направлении уже начался.

Рынок пассажирских дронов может быть огромным. Кроме военного и коммерческого применения, не исключено, широко использовать для досуга

Беспилотные дроны могут летать уже по имеющимся на сегодняшний день правилам. На прошлой неделе Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) окончательно сформулировало правила для гражданских дронов весом менее 25 кг. Они должны постоянно оставаться в поле зрения, не подниматься выше чем 122 м и не приближаться к людям. Чтобы использовать их в коммерческих целях, оператор должен пройти сертифицированный курс подготовки. Для некоторых полетов, как доставка товаров или корреспонденции, будут действовать исключения из правила о поле зрения. А вот более тяжелые дроны придется регистрировать как обычные воздушные судна, на них будут распространяться более жесткие правила.

Ну, полетели!

Привлекательными дроны делает простота управления. В отличие от большинства вертолетов, дроны зависают на нескольких роторах. Много беспилотников сконструированы по принципу квадрокоптера с четырьмя роторами на размещенных под прямым углом друг к другу лучах. Каждый ротор непосредственно приводится в действие электрическим двигателем. Два ротора вращаются по часовой стрелке, два — против. Это компенсирует перекос от крутящего момента, возникающего в вертолете с одним ротором (без хвостового винта, который выравнивает крутящий момент, вертолет беспомощно будет крутиться вокруг своей оси). Более того, если вертолета нужно изменять наклон лопастей (угол, под которым они разрезают воздух) для маневрирования, роторы дрона имеют неизменный наклон. Зато дрон маневрирует благодаря изменению скорости одного ротора или больше командой компьютера. В такой конструкции меньше движущихся деталей, они проще устроены, чем у вертолета. Следовательно дроны легче и дешевле производить и обслуживать, а еще они потенциально надежнее.

Китайский производитель дронов Ehang (город Гуанчжоу) разрабатывает одноместный беспилотник на базе конструкции квадрокоптера, но с модификацией. Модель Ehang 184 имеет восемь роторов, по два на каждом углу, но один ротор направлен вверх, а другой вниз, и каждый приводится в действие собственным двигателем. Это дает дополнительную безопасность: если один двигатель или ротор вдруг откажет, аппарат сможет продолжать полет. Основатель компании Хуачжи Ху планирует начать летные испытания модели 184 в штате Невада уже в этом году, чтобы получить от FAA сертификат годности к полетам.

Конечный замысел разработчиков Ehang заключается в разработке беспилотника, в котором пассажиру нужно будет лишь ввести пункт назначения на экране управления модели 184, пристегнуться, а дальше дрон сам на автопилоте осуществит весь полет. Конструкция аппарата рассчитана на скорость до 100 км/ч и продолжительность полета между зарядками батарей до 23 мин. Учитывая нынешний уровень технологии и конструкции батарей пассажирские дроны не могут превзойти традиционные вертолеты ни по продолжительности полета, ни по грузоподъемности. Но батареи совершенствуются. И даже крупные аэрокосмические компании типа Airbus считают, что в будущем пассажирские авиаперевозки будут осуществляться с помощью электрических и гибридных двигателей.

Чип-помощник

18 роторами, которые поднимают в воздух Volocopter, концепция дрона может не ограничиваться. Немецкий производитель беспилотников Ascending Technologies, приобретенный в этом году гигантским производителем компьютерных чипов — компанией Intel, оборудовал e-volo электронными системами контроля роторов (этот летательный аппарат имеет более 100 микрочипов для управления). Что больше роторов, то большая грузоподъемность и высокий запас надежности в случае отказа одного из винтов. А на случай крупной аварии есть еще и парашют, который аккуратно спустит на землю весь дрон с пассажирами просто в креслах.

Читайте также: На «ты» с терабайтами

В этом году VC200 уже получил разрешение на полеты от соответствующих немецких служб. Он весит 450 кг и (в нынешней комплектации) может лететь 30 мин. После окончания серии полетных испытаний VC200 в 2017-м должен пройти полную сертификацию в категории «ультралегких» летательных аппаратов. Компания выбрала такой путь, чтобы быстрее поднять VC200 в воздух и получить ценный практический опыт полетов, пока другие будут спорить о выделении пассажирских дронов в новый класс воздушных судов.

Кроме рекреации дроны могут использовать и с другой целью. Например, они будут нужны спасательным службам: парамедик прилетит непосредственно на место несчастного случая, не дожидаясь профессионального пилота на вертолете, рассказывает директор e-volo Флориан Ройтер. Компания также планирует выпускать четырехместный вариант VC400, оснащен бензиновыми системами, что обеспечит большую дальность полета. По словам Ройтера, конечная цель разработчиков — Volocopter для челночных перевозок в местах скопления транспорта, например крупных городах. Когда будет больше опыта в управлении такими полетами, регулятивные органы будут решать, можно ли осуществлять пассажирские перевозки полностью в автономном режиме.

В британской Malloy Aeronautics совсем другой подход: компания разрабатывает дрон, на котором можно сидеть, как на мотоцикле. Она уже выпустила третью версию модели Hoverbike, которая изначально имела два ротора, спереди и сзади, а теперь четыре, по паре спереди и сзади. Каждый из них расположен под незначительным углом и накладывается на соседний. Пока Malloy Aeronautics проводит летные испытания без пассажиров, чтобы до того, как оборудовать пассажирскую версию сиденьем и рулем, полностью разработать программное обеспечение и системы. Впрочем, компания уже провела испытания мини-прототипа (в треть настоящей величины) с дистанционным управлением и пилотом-манекеном.

Читайте также :В Израиле заработает первое в мире «воздушное такси»

Hoverbike задуман как простой и надежный воздушное транспортное средство. Благодаря длинной форме его будет легче транспортировать в машинах или других воздушных суднах и он сможет летать и садиться в тяжелых условиях, например на горных склонах, рассказывает директор Malloy Грант Стэплтон. Над концептом Hoverbike компания работает вместе с Научно-исследовательской лабораторией Сухопутных войск США. В нем будут основные элементы управления. Например, ручка газа для правой руки (как у мотоцикла) с рулем, с помощью которого можно будет отдавать другие команды.

Рынок пассажирских дронов может быть огромным. Кроме военного и коммерческого применения, не исключено, широко использовать для досуга. Также они открывают новые возможности для смешанных пилотируемых и беспилотных полетов. Степлтон уже знает, для чего ему Hoverbike: взлететь на гору, приземлиться там и съехать на сноуборде вниз, а Hoverbike запрограммировать так, чтобы он уже ждал у подножия, готов к следующему полету.

© 2011 The Economist Newspaper Limited. All rights reserved

Перевод осуществлен с оригинала «украинской неделей», оригинал статьи опубликован на ww.economist.com