Чтобы пробраться к выставочному образцу, придется встать в очередь и терпеливо дождаться, пока зрители не насмотрятся и не нафотографируются. В выставочном центре Лас-Вегаса, где на четырех этажах представлены тысячи компаний — таких как Oculus и Mercedes-Benz, Samsung и Intel, — посетителей магнитом притягивает экспозиция со скромной вывеской Ehang. На стенде выставлен необычный аппарат, похожий на большую радиоуправляемую игрушку. С той лишь разницей, что размах крыльев этой машины составляет 5,5 м, высота — около 1,5 м, а в кабине установлено… пассажирское кресло с ремнями безопасности.
Фантастическое будущее летающих автомобилей

Мы находимся на Международной выставке потребительской электроники CES. Здесь представлено самое большое в мире количество разнообразных гаджетов и прототипов. Но даже на их фоне Ehang 184 моментально захватывает внимание. Ассистенты открывают поднимающиеся вверх двери, позволяя посетителям сфотографировать салон. Позади на настенном экране анимация демонстрирует полет Ehang 184 над сопками и озером. Реальный прототип, установленный на платформе, выключен: питание на освещение салона подается от стенда. Однако несколько дней спустя в компании Ehang мне подтвердили, что выставочный образец на самом деле действующий — достаточно установить аккумулятор.

Только без рук

Один журналист уже успел окрестить Ehang 184 «идеальной безделушкой», намекая на то, что у аппарата нет коммерчески успешного будущего. Возможно, он прав, и Ehang 184 никогда не продвинется дальше выставочного подиума. Возможно, рано объявлять начало той блестящей эпохи, когда все мы пересядем на персональные дроны и сможем ежедневно добираться до работы, не тратя время на томительное ожидание в пробках. Но нельзя упускать из внимания, что в 2016 году, в момент презентации Ehang 184, многие весьма уважаемые эксперты были настроены как никогда оптимистично. «Еще пять лет назад подобных технологий на рынке не было», — комментирует Карл Дитрих, в 2006 году основавший компанию Terrafugia (о ее проекте летающего автомобиля мы писали в марте 2016 года). Что изменилось за это время? Появились более эффективные электродвигатели. Датчики, способные обнаруживать препятствия во время полета. Программное обеспечение, которому под силу выполнять роль авиадиспетчеров… Можно перечислить множество технологий, шаг за шагом приближающих нас к новой свободе передвижения. В ходе испытательных полётов V-22 Osprey погибло несколько пилотов, что ещё раз показало, как сложно создать надёжный самолёт с вертикальным взлётом и посадкой.

Еще в марте 2015 года основатель компании Tesla Илон Маск упомянул о трудностях, стоящих перед создателями летающих машин. Против них играют и переменчивая погода, и шум, и риск падения аппарата кому-нибудь на голову. «Чтобы технология стала массовой, для управления необходим автопилот», — заявил он. Однако уже вышедший в 2016 году флагманский электромобиль Tesla Model S оснащен компонентами полноценного автопилота — режимами Summon и Autopilot. Машина способна самостоятельно подать сигнал открытия гаражной двери и выехать наружу, встречая владельца. При езде в городе Autopilot сам маневрирует в потоке машин, уклоняясь от препятствий, и даже реагирует на сигналы светофоров. Водителю не требуется ни вращать рулевое колесо, ни жать на педали.

Внедрение автопилотов на автомашинах только начинается, но воздушные суда используют их уже на протяжении многих лет. Пилот авиалайнера Boeing 777 управляет им в среднем около десяти минут за рейс. Все остальное время самолет находится под контролем специального ПО и множества датчиков, которые при необходимости способны даже провести посадку.

«Люди из рук вон плохо управляют самолетами и еще хуже водят автомобили, — считает Мэри Каммингс, руководитель лаборатории по изучению автономных систем и человеческого управления в Университете Дьюка. — Чем раньше мы пересядем на автономные летающие машины, тем безопаснее станет и на дорогах, и в небе». Один из основателей Ehang Джордж Ян добавляет: «Небо — это чистый лист бумаги. Только подумайте, сколько случайностей происходит на земле: собака может выскочить прямо под колеса, другой водитель может внезапно вас подрезать… В небе эти проблемы отходят на второй план». Дрон для доставки покупок с помощью сервиса Prime Air от Amazon.

Автоматическое небо

Разработчики летающих машин активно развивают и технологии избегания препятствий (Sense and Avoid, SAA), и средства взаимодействия аппаратов друг с другом (Vehicle-to-Vehicle, V2V). По словам Джорджа Яна, когда в воздух поднимутся сотни тысяч аппаратов наподобие Ehang 184, маршрут каждого из них будет отслеживаться и контролироваться специальным программным комплексом в местном центре управления воздушным движением. «Через три-пять лет такие центры управления начнут открываться повсюду, — прогнозирует он. — Помните, как в Microsoft заявили, что мечтают о дне, когда на каждом офисном столе будет по компьютеру? Мы тоже предвидим будущее — с пассажирскими дронами, припаркованными на крышах». В самом деле, даже лучшие современные разработки вроде Terrafugia Transition или Moller Skycar остаются почти недоступными не только из-за дороговизны, но и из-за и сложности пилотирования. Автономная система, разрабатываемая Ehang, позволит обойти одно из ограничений: разрешение на управление этим аппаратом не понадобится, летать он будет полностью самостоятельно. Этому помогает и стремительный прогресс в электронике: по словам разработчика летающей машины Skycar Пола Моллера, на развитие программной и аппаратной базы его компания потратила $15 млн и несколько лет. За это время технологии шагнули так далеко вперед, что в бортовом компьютере Ehang используются те же чипы, что и в обычных смартфонах. Конструкция Ehang 184 с его восемью пропеллерами, установленными на четырех крайних точках рамы машины, должна существенно упростить пилотирование. Принцип работы здесь тот же, что и у всем привычных небольших беспилотников, способных продержаться в воздухе в течение непродолжительного времени. Для путешествий на длинные дистанции или с большой скоростью такая схема неэффективна, поэтому максимальная длительность полета, анонсированная Ehang, не превышает 23 минут.

Больше двигателей — меньше проблем

Есть и другие причины полагать, что дизайн летающих машин по типу «большого дрона» не станет оптимальным вариантом для массовых пассажирских перевозок. «У 184-го много плохо защищенных вращающихся частей, что увеличивает риски при эксплуатации вблизи стационарных объектов. Можно случайно задеть их лопастями», — комментирует специалист NASA по летательным аппаратам с вертикальным взлетом и посадкой (СВВП) Марк Мур. Сам он вовлечен в разработку экспериментального аппарата Gridlock с несколькими электродвигателями.

«Могу сказать прямо — до сих пор уровень нашего технологического развития не позволял создать адекватное средство передвижения в воздухе, — продолжает Мур. — Но уже в ближайшем будущем применение электродвигателей с автоматическим управлением откроет нам совершенно грандиозные возможности создания новых транспортных систем». Электропривод, в основе которого находятся простые, надежные, легкие, компактные и при этом недорогие моторы, напрямую соединенные с лопастями, — это будущее гражданской авиации в городской среде. Новый подход: система электродвигателей В отличие от ДВС, электромоторы обеспечивают большую эффективность независимо от габаритов. Аппарат Gridlock оснащен массивом небольших пропеллеров для стабилизации и обеспечения дополнительной тяги в случае отказа одного из них.

Топливные двигатели знаменитых конвертопланов V-22 Osprey используют гибкие валы для передачи вращения на два мощных пропеллера. Однако такое решение, подходящее для тяжелого военного СВВП, в гражданской авиации будет слишком громоздким и дорогим. К тому же для обеспечения достаточной надежности и маневренности пассажирский аппарат стоит оснастить несколькими небольшими пропеллерами, способными резко ускоряться и замедляться. Именно благодаря такой конструкции небольшие дроны обладают превосходной устойчивостью, маневренностью и при этом достаточно просты в управлении. Но прямое соединение нескольких пропеллеров с единым двигателем — с инженерной точки зрения задача невозможная.

По мнению Мура, решить эту проблему поможет использование небольших независимых электродвигателей: на каждом «крыле» можно закрепить по несколько штук. Это обеспечит безопасность эксплуатации, повысит эффективность и надежность в случае поломки одного из компонентов системы. «Можно установить восемь независимых друг от друга электромоторов, каждый из них будет вращать свой ротор, — объясняет Мур. — Это обеспечит надежную избыточность конструкции». Но Ehang 184 — лишь одна из пробных версий, а вовсе не готовый массовый продукт. «На рынке уже около десятка компаний, чьи прототипы выглядят гораздо привлекательнее, — продолжает Мур. — Все они — аппараты с вертикальным взлетом, рассчитанные на одного человека, и каждая модель в чем-то превосходит Ehang. Просто эти компании еще не успели заявить о себе». Для контроля за положением аппарата в пространстве необходимо как минимум четыре пропеллера – Ehang оснащен восемью. В такой конфигурации при отказе одного из моторов он не рухнет вниз. Только если одна из пар пропеллеров полностью повредится при столкновении, падения не избежать.

Задержка у дверей

Тем не менее будущее, в котором люди смогут передвигаться на персональных дронах, уже наступает. «Когда компания с рыночной стоимостью $240 млрд начинает лоббировать получение лицензии на полеты тысяч беспилотников, уже можно говорить о больших переменах», — рассказывает Моллер об онлайн-магазине Amazon, который недавно анонсировал услугу Prime Air. Только представьте: стоит оформить покупку на сайте, как через полчаса небольшой дрон доставит ее прямо к дому.

Аппарат, с которым Amazon связывает свое будущее, — это гибрид дрона, способного к вертикальному взлету и посадке, и обычного самолета. «Как только он разгоняется до необходимой скорости, полет переходит в обычный «самолетный» режим, — объясняет Гур Кимчи, возглавляющий подразделение Amazon Prime Air. — А для приземления активируется «режим дрона»». Беспилотник уже проходит испытания, алгоритмы систем V2V и SAA детально описаны в специализированной литературе. Но на вопрос «Когда же сервис будет запущен официально?» ответ звучит знакомый: «В ближайшие несколько лет».

Одним из препятствий остаются государственные контролирующие органы. В разговоре с Карлом Дитрихом из Terrafugia проскальзывают нотки смирения с неизбежностью ожидания: «В FAA (Федеральное управление гражданской авиацией США. — «ПМ») время течет по‑особому»… Впрочем, получить разрешение FAA — задача вовсе не безнадежная: и Дитрих, и Моллер, и многие другие производители летательных аппаратов уже не раз проходили через этот долгий процесс. Жесткость требований здесь не так велика, поскольку она тесно связана с количеством пассажиров на борту, и большим авиалайнерам приходится доказывать куда б? льшую надежность. Но это лишь малая часть требований для получения допуска к эксплуатации воздушного транспортного средства: на следующем этапе необходимо получить разрешение на управление.

Однако компактный Icon A5 калифорнийской компании Icon Aircraft готовится открыть дорогу в небо для каждого. Он попадает в категорию легкомоторных самолетов, для управления которыми в США требуется пройти обучение продолжительностью всего 20 часов, вполовину меньше минимума, необходимого для получения сертификата частного пилота. Такой уровень допуска дает право летать только в хорошую погоду. Для полетов в сложных метеоусловиях, при наличии облачности или осадков, потребуется уже 70 учебно-тренировочных часов, а чтобы быть готовым к опасным погодным условиям — более 500.

Без лицензии

«Все хорошо представляют себе опасности при управлении автомобилем, — рассуждает специалист по системам управления транспортными средствами из NASA Кен Гудрих. — В авиации угрозы более разнообразны». Даже разработка критериев, на основании которых можно будет контролировать безопасность полетов на аппаратах вроде Ehang 184, может растянуться на годы. «Насколько мне известно, первые попытки создать стандарты в этой сфере предпринимались еще 20 лет назад», — продолжает Гудрих. Стандарты безопасности, действующие в современной авиации, подразумевают наличие экипажа. У FAA нет никаких официальных требований для летательных аппаратов, на борту которых находится лишь один человек, ничего не смыслящий в пилотировании.

Отсутствие государственного контроля в этой сфере понятно: научная мысль и технический прогресс всегда идут на шаг впереди ограничений контролирующих органов. Однако если никто не станет создавать летающие автомобили, то и контролировать будет нечего. Именно поэтому решение Ehang заявить о своей разработке и представить прототип на международной выставке можно назвать эпохальным. Следом за премьерой началась бурная дискуссия, активизировалась конкуренция, зашевелились чиновники FAA…

Прошлой осенью, ясным сентябрьским днем в небе над Нью-Йорком появились два летающих автомобиля Icon A5. Водители медленно ползущих по загруженному асфальту машин невольно бросали взгляд в сторону, замечая пару белых воздушных аппаратов. Они летели вместе, не производя особого шума, в каждом сидело по два человека. Создавалось впечатление, что они, как и все вокруг, просто передвигались из пункта А в пункт Б. По шоссе тянулись все новые автомобили, GPS-навигаторы сообщали водителям, что впереди их ждет длинная пробка. А два легких самолета летели и летели. На каждой «лапе» установлено по два электромотора, вращающих верхний и нижний пропеллеры в противоположных направлениях. Их лопасти отталкивают воздух вниз для создания подъемной силы. Пара небольших пропеллеров лучше одного большого. Они обеспечивают быстрый отклик системы: их инерция намного меньше, и угол наклона лопастей можно не менять.

Как устроена система пропеллеров Ehang Аппарат с четырьмя вращающимися пропеллерами будет крайне нестабилен и летать не сможет. За счет чего же в воздух поднимаются всем привычные дроны? Секрет в том, что они оснащены системой акселерометров и датчиков уровня, данные с которых обрабатываются крошечным процессором, регулирующим скорость вращения каждого из пропеллеров. В моделях предыдущих поколений для стабилизации использовался противовес размерами 7 х 7 см. Сейчас с этим успешно справляется микросхема диаметром с монету.

Время полета: 23 минуты Электродвигатели: 8 (106 квт) Мест для пассажиров: 1 (пока) Разрешение на пилотирование: не требуется Автоматически приземляется в случае неполадок Стоимость: $200 000

Эндрю Мозмен, редактор журнала Popular Mechanics: полет на Icon A5 Фото «Мой отец был пилотом военного транспортного самолета и водил меня на базу, иногда даже давал заглянуть в кабину С-130, плотно напичканную тумблерами и переключателями. В кабине A5 все намного проще. На приборной панели расположен датчик уровня топлива, спидометр, пара других индикаторов — и всё. Ощущения, как будто находишься в водительском кресле Toyota, только вместо счетчика километров пробега — датчик высоты. «Пилоту» видна ровно та информация, которая необходима в полете. Вместе с Граучо, в прошлом пилотировавшим военные истребители, мы взлетаем с водной глади Гудзона и летим над мостом Джорджа Вашингтона, взяв курс на юг, в направлении одного из самых загруженных и самых охраняемых воздушных пространств в США. В какой-то момент он передает контроль за полетом мне — штурвал находится прямо передо мной. Кажется, что у меня все получается, но не тут-то было. Чтобы овладеть легким спортивным самолетом, необходимо несколько недель практики. Это же можно сказать и о таком предназначенном для новичков мини-аппарате, как A5. Но впервые в жизни мною вдруг овладевает чувство, что до неба совсем недалеко — рукой подать».

Статья «Фантастическое будущее летающих автомобилей» опубликована в журнале «Популярная механика» (№7, Июль 2016).