Bildunterschrift Hauptfoto: Volocopter 2X takes flight at Gimpo Airport during MOLIT K-UAM Event, Republic of Korea ©MOLIT

Вэнс Хильдерман,

авиационный эксперт, автор и генеральный директор AFuzion

Летающие автомобили когда-то были областью фантастических романов. Но теперь они реальны: разработано более 200 различных моделей и летают десятки реальных прототипов. За исключением того, что это не столько летающий автомобиль, сколько настоящий самолет: если быть точным, электрический самолет с вертикальным взлетом и посадкой (СВВП или англоязычная аббревиатура VTOL — vertical take-off and landing ).

Конечно, у нас уже есть вертолеты, которые технически квалифицируются как СВВП, но они шумные и загрязняют окружающую среду. Сегодня, с экологически чистыми электрическими батареями, производители авионики выходят за рамки возможного, разрабатывая небольшие энергоэффективные транспортные средства вместимостью от одного до четырех пассажиров, которые могут взлетать и приземляться вертикально без длинной взлетно-посадочной полосы. Короче говоря, производители разрабатывают «воздушное такси», которое теоретически однажды сможет заменить ваш автомобиль.

И так же, как производители автомобилей изучают возможности электромобилей, которые уже несколько лет доступны на рынке, растущий интерес к VTOL также сосредоточен на VTOL с электрическим приводом или eVTOL. Развитие eVTOL, так сказать, является основным приоритетом в будущем авионики, и многие эксперты считают, что полномасштабное производство транспортных средств доступно уже в перспективе пары лет. Но поскольку у eVTOL совершенно другие нормативные ожидания и требования безопасности по сравнению с традиционными самолетами, путь этот не слишком гладок. Тем не менее, учитывая, что концепция eVTOL известна на рынке с 2008 года, инновации, появившиеся менее чем за 15 лет, ошеломляют. Вот краткая информация о eVTOL и о том, куда движется эта удивительная технология.

Почему eVTOL?

Чего производители самолетов надеются достичь с помощью eVTOL? Итак, первая цель — сократить выбросы углекислого газа. Количество выбросов CO2 от коммерческих самолетов увеличилось более чем на 30% в период с 2013 по 2018 год. Всего за пять лет. Таким образом, авиация является одной из главных задач по сокращению выбросов углерода в целом. Вторая цель – достижение городской воздушной мобильности (UAM). Городская воздушная мобильность означает использование высокоавтоматизированных маловысотных eVTOL для ускорения городских поездок и облегчения нагрузки на дороги. Третья цель — сделать авиацию более финансово доступной для обычного человека. Вместо того, чтобы платить сотни или тысячи долларов за коммерческий рейс, люди теоретически могли бы использовать воздушное такси eVTOL, чтобы совершить перелет на пару сотен миль в соседний штат или даже добраться до работы всего за 3 доллара за милю. Хотя этот вариант примерно в два раза дороже обычного Uber, он, безусловно, будет намного быстрее. Пока одни считают такой высокоскоростной полет на короткие расстояния несбыточной мечтой, другие говорят, что он может стать возможным всего через несколько лет.

Последние инновации

С таким количеством веских причин для использования eVTOL, а также с учетом того, что электромобили были коммерчески доступны с 1997 года, вы можете подумать, что производство eVTOL в коммерческих масштабах к настоящему времени будет широко распространено. И это правда, что беспилотные eVTOL уже довольно давно коммерчески доступны в виде дронов. Только в 2015 году Федеральное управление гражданской авиации США выдало около 3000 разрешений на использование дронов. Но до сих пор не было серийных пассажирских самолетов eVTOL из-за проблем с авиационной сертификацией: когда дело доходит до пилотируемых eVTOL, то есть аэротакси, проблемы безопасности препятствуют их широкому развитию и внедрению. Однако это не означает, что в пилотируемых eVTOL не было никаких разработок. В 2017 году Airbus представил конструкцию eVTOL на Парижском авиасалоне, и в том же году Boeing представил еще одну инновационную модель eVTOL. В 2020 году на сцену вышла Joby Aviation, которая вскоре стала ведущим разработчиком eVTOL. В том же году Tetra Aviation получила награду за дизайн одноместного eVTOL.

Тем не менее, многие из наиболее важных достижений в области финансирования и исследований eVTOL произошли в 2021 и 2022 годах.

События 2021 года

В 2021 году были достигнуты значительные успехи как в производственных, так и в нормативных аспектах разработки eVTOL. Что касается производства, то в середине 2021 года Joby Aviation получила финансирование в размере 2 миллиардов долларов на разработку прототипа электрического воздушного такси с дистанционным управлением. Этот прототип имел запас хода более 150 миль на одном заряде и мог вместить до пяти пассажиров. В ноябре 2021 года компания Volocopter в Южной Корее произвела летающее такси, которое совершило первый в стране полет eVTOL с экипажем. Другой крупный стартап в области авионики, Kittyhawk, объявил о планах по созданию полностью автоматизированного прототипа eVTOL. Что касается изменений в области регулирования, Федеральное управление гражданской авиации США первоначально объявило о намерении основывать свои правила eVTOL на нормативных требованиях для небольших самолетов авиации общего назначения. А вот планы по усилению автоматизации eVTOL плюс отличия в аппаратуре для вертикального взлета и посадки по сравнению со стандартными самолетами означают, что правил Федерального управления гражданской авиации для eVTOL может быть недостаточно.

Между тем, Агентство по авиационной безопасности Европейского Союза (EASA) приступило к разработке отдельного набора стандартов и правил, специфичных для самолетов eVTOL. Эта мера является шагом в правильном направлении и крайне необходима, поскольку правила являются основным фактором, сдерживающим производство самолетов eVTOL в коммерческих масштабах. Федеральное управление гражданской авиации приняло это к сведению и также принимает специальные рекомендации по сертификации eVTOL. В сентябре была создана многообещающая инициатива, известная как Комитет G-35, чтобы помочь разработать стандарты, специфичные для eVTOL, в надежде, что эти стандарты могут стать основой любых будущих правил для этих самолетов. Представители Федерального управления гражданской авиации, Агентства по авиационной безопасности Европейского Союза , крупных производителей авионики, ученые и многие другие сотрудничают в беспрецедентной совместной работе по систематизации квалификаций для различных технологий, задействованных в разработке eVTOL, включая стандарты дистанционного пилотирования и автономных летательных аппаратов.

События 2022 года

В начале 2022 года Jetson Aero вошла в историю, выпустив первый коммерчески доступный одноместный СВВП: Jetson One. Этот eVTOL позволил избежать многих головных болей, связанных с соблюдением нормативных требований авиационных агентств США и Евросюза, потому что 88-килограммовый персональный летательный аппарат слишком легкий, чтобы считаться самолетом. Несмотря на это, небольшой персональный «летательный аппарат» может летать на высоте до 5000 футов и путешествовать до 20 минут без подзарядки. Хотя вы можете заказать его сейчас, вам, возможно, придется подождать некоторое время, чтобы получить свой личный летательный аппарат, поскольку все доступные Jetson One были предварительно заказаны на 2022 и 2023 годы.

Мы, безусловно, увидим еще много важных событий в течение оставшейся части года, поскольку не проходит и недели, чтобы конкурент eVTOL не сделал новых объявлений о предстоящих разработках. Жесткая конкуренция является одним из важнейших факторов, стимулирующих инновации в любом технологическом развитии, и конкурс презентуемых eVTOL уже идет полным ходом. Kittyhawk, Boeing, Lilium, Volocopter, Archer Aviation, Beta Technologies, Vertical Aerospace и многие другие обладают достаточным финансированием и технологическими возможностями, чтобы довести разработку eVTOL до совершества. Есть еще несколько более сдержанных, но еще лучше финансируемых транснациональных корпораций, которые более скрытны в своем прогрессе, но связаны с крупными промышленными производителями, обладающими проверенными возможностями массового производства.

Что касается регулирования, Joby уже начала процесс сертификации в Федеральном управлении гражданской авиации США для конструкции eVTOL. В результате эксперты считают, что первый пилотируемый eVTOL, сертифицированный федеральной организацией, выйдет где-то в 2023 году. Сертификация автономных и беспилотных eVTOL займет на десятилетие больше времени из-за уникальных проблем безопасности беспилотных летательных аппаратов.

Что в России?

В конце января 2021 года российский стартап Hover начал испытания летающего такси в Москве, на малой арене в «Лужниках». По словам гендиректора компании-разработчика Александра Атаманова, первое такое такси пролетит над российскими улицами в 2025 году.

Аппарат может перевозить двух человек и разгоняться до 200 км/ч, на это скорости ховербайк пролетит 100 км без подзарядки, это примерно полчаса в воздухе. Грузоподъемность пассажирского дрона составляет 300 кг, он может подниматься на 150 м над землей.

Пока что для пилотируемых аппаратов в России нет регламента учета и регистрации, и хотя законодательство движется в эту сторону. Так, рабочая группа «Аэронет» и правительство РФ подготовили изменения в законодательство, которые позволят беспилотникам участвовать в авиаработах, получать сертификаты, аналогичные авиакомпаниям, перевозить грузы, багаж, почту , а в перспективе — людей. Изменения находятся на рассмотрении в Минтрансе, предполагается, что необходимые акты появятся у разработчиков в течение двух лет.

По информации пресс-службы Национальной технологической инициативы (Hover — член ассоциации «Аэронет» НТИ) проект оценили в $30 млн. Названы имена инвесторов — предприниматель Исмаил Ахметов, сооснователь QIWI Сергей Солонин, фонд Starta Ventures, бизнес-ангелы Николай Белых, Евгений Медведников, Максим Коробов. С 2016 года на создание аппарата Hover привлекла $3 млн.

Фото: «Ховер»

Проблемы авионики eVTOL

Честно говоря, есть некоторые уникальные проблемы при сертификации самолетов eVTOL, особенно в категории полностью автоматизированных. Во-первых, многие люди чувствуют себя очень некомфортно и не уверены в безопасности беспилотных eVTOL. Основная проблема заключается в конструкции оборудования eVTOL по сравнению со стандартными самолетами. Если стандартный самолет теряет мощность в полете, есть вероятность, что пилот или хорошо запрограммированная автоматизированная система смогут перевести самолет в режим планирования и вывести его в безопасное место, поскольку большие крылья могут создавать некоторую подъемную силу, даже если двигатель не работает. При этом большинство eVTOL полагаются на небольшие пропеллеры, которые не могут создать достаточную подъемную силу, чтобы перевести транспортное средство в режим планирования в случае отказа двигателя; это то, что обычные вертолеты могут выполнять с помощью «автоповорота».

Вторая проблема — стоимость. Несмотря на оптимистичный прогноз производителей о том, что путешествие с помощью eVTOL может стоить всего 3 доллара за милю, отраслевые аналитики считают, что затраты будут в два-пять раз выше этой суммы. Стоимость самого самолета, вероятно, также будет препятствовать широкому распространению в течение некоторого времени. Например, Jetson One стоит 92 000 долларов и исключительно ограничен по полезной нагрузке, дальности полета и возможностям. Если производители не смогут радикально упростить свои процессы и начать полномасштабное производство, затраты, вероятно, останутся высокими.

Кроме того, расходы на сертификацию еще больше повышают цену. Рассмотрим DO-178C, чрезвычайно жесткий стандарт программного обеспечения для критически важных систем в авиации. DO-178C увеличивает затраты на разработку программного обеспечения до 40%. Затраты могут быть еще выше в автономных eVTOL, которые должны будут полностью полагаться на программное обеспечение для безопасного полета. Третья проблема заключается в том, что Федеральное авиационное агентство США хочет использовать существующие стандарты вместо разработки новых, специфичных для eVTOL. Правила для eVTOL должны будут учитывать управление батареями и безопасность, управление воздушным движением, наземную инфраструктуру для зарядки батарей и посадки, а также многие другие факторы, которые упрощают текущие стандарты.

Таким образом, самолеты eVTOL не достигнут полного коммерческого уровня производства, пока не будет создана надлежащая система сертификации и соответствия нормативным требованиям.

Окончательные прогнозы

Уже есть самолеты eVTOL, которые полностью функциональны. Ведущие компании, такие как Volocopter, Airbus и Joby, успешно протестировали и продемонстрировали возможности eVTOL. Различные эксперты в области авионики признают инновации и возможности этой технологии, а лидеры отрасли уже провели многие тысячи часов испытательных полетов. Итак, как далеко может зайти eVTOL в ближайшие пару десятилетий?

Вот наши мысли: что касается автономных eVTOL, то малогрузные eVTOL без пассажиров уже стали реальностью. Их называют дронами. Но автономные беспилотные летательные аппараты большей дальности и с большей полезной нагрузкой все еще остаются выходом из положения, как и автоматизированные пассажирские eVTOL.

Уже в следующем году мы можем увидеть несколько сертифицированных самолетов eVTOL, вмещающих от одного до четырех человек, но полномасштабное производство, вероятно, займет два-три года. Коммерческим пассажирским самолетам eVTOL может потребоваться от пяти до восьми лет, чтобы подняться в небо, и до десяти лет, чтобы более 150 пассажирских электрических самолетов достигли отметки в 500 миль. И многие эксперты согласны с тем, что производство полностью электрических систем авионики, вероятно, займет пару десятилетий, прежде чем оно достигнет таких же масштабов, как производство самолетов на углеродном топливе.

Что касается автоматизации, проблемы с сертификацией и безопасностью могут препятствовать полностью автономным пассажирским eVTOL занять центральное место примерно в ближайшие 20 лет.

В конце концов, развитие авионики непредсказуемо. Беспрецедентная скорость развития eVTOL поразила многих экспертов и опровергла многие ранние прогнозы. Таким образом, на самом деле нет уверенности в том, как далеко может продвинуться разработка eVTOL в ближайшие годы. Что мы знаем точно, так это то, что в сфере eVTOL будет больше инноваций, и ожидание того стоит.

Для информации:

На сегодня отрасль eVTOL получила более 4600 заказов. Более 1940 заказов поступило от компаний из США, 1000 единиц заказаны Канадой. Более 600 машин предназначены для Европы и более 370 — для Азии.

Чуть более 1200 единиц заказали авиакомпании, около 1000 самолетов заказали для нужд медицины, на лизингодателей приходится более 700 заказов, на операторов вертолетов — более 500. eVTOL закупили также организации из сферы деловой авиации, автомобилестроения, гидроавиации и доставки посылок. Первые поставки попадут к будущим владельцам в 2024 году.

Объем глобального рынка eVTOL к 2025 году достигнет примерно $8,5 млрд, и ожидается, что к 2030 году он вырастет до $30,8 млрд.

В мире существует более 400 различных концепций eVTOL от более чем 240 компаний и стартапов, поэтому многие все еще ждут своих первых заказов.

Переведено и подготовлено Genvostok.media