Топ-100
Сделать домашней страницей Добавить в избранное



Главная Обзоры СМИ Статьи


Почему вертолеты не стали общедоступным транспортом? И станут ли им аэротакси?


9 октября 2019 года Марат Кузаев, ТАСС


На 2019 год выпало сразу две памятные даты, связанные с вертолетами: 110 лет со дня рождения знаменитого советского конструктора Михаила Миля и 80 лет с испытаний первого в мире одномоторного аппарата VS-300, созданного эмигрировавшим в США Игорем Сикорским. Миль шутил, что Россия как будто специально создана для вертолетов, а Сикорский мечтал, что они станут летающими автомобилями. Почему эта мечта не сбылась и осуществится ли она?

"Согласно современным представлениям о воздухоплавании, для взлета и посадки судов почти всегда требуется большое поле. Как правило, человек не может взлететь рядом с домом и добраться до пункта назначения, как на автомобиле. Но мечты прошлого и обнадеживающие прогнозы на будущее рисуют другой летательный аппарат, способный безопасно подниматься в ограниченном пространстве между домов и деревьев или с маленьких платформ на крышах. Такой аппарат откроет многие возможности и может стать крайне ценным средством передвижения как для обычного человека, так и для государственных организаций", — рассуждал Сикорский в январе 1941 года, выступая с докладом об испытаниях VS-300. Он оказался прав лишь отчасти.

По всему миру находится в эксплуатации примерно 32 тыс. вертолетов (без учета военных машин). Для сравнения: в одном только Евросоюзе в 2017 году было 268 млн пассажирских и 40,2 млн коммерческих автомобилей. Разница — почти тысячекратная. С помощью вертолетов тушат лесные пожары, патрулируют улицы и побережье, проводят поисковые и спасательные операции, выполняют сельскохозяйственные работы и съемку местности, возят грузы. Но как пассажирский транспорт их используют разве что работники нефтяных и газовых компаний, фирм, занимающихся морскими ветрогенераторами, высокопоставленные менеджеры, чиновники и просто богатые люди.

"Когда Миль говорил, что Россия специально сделана для вертолетов, он имел в виду наши просторы, труднодоступные точки, куда можно летать только вертолетом, но, к сожалению, это и сейчас не реализовано", — рассуждает доцент кафедры "Проектирование вертолетов" Московского авиационного института (МАИ) Борис Артамонов. Впрочем, в других странах вертолеты тоже так и не стали значительной частью транспортной системы, как прогнозировали с 1950-х годов.

Что не так с вертолетами

Главное преимущество вертолетов — способность взлетать и садиться вертикально, а когда надо — зависать в воздухе. Но конструкция, которая позволяет это сделать, создает много трудностей в полете. Причина в винте: вращающиеся лопасти и удерживают машину в воздухе, служа крылом, и обеспечивают ее перемещение в пространстве.

Чтобы вертолет летел горизонтально, пилоты наклоняют его или винт вперед. Чем выше скорость, тем сильнее должен быть наклон — и тем тяжелее удержать аппарат в воздухе: подъемная сила уменьшается. Вдобавок в таком положении растет сопротивление, следовательно, и расход горючего. "Аэродинамика винта существенно сложнее, чем аэродинамика самолета. На порядок или даже несколько порядков", — говорит Борис Артамонов.

Вертолеты сравнительно медленные — редкая модель способна лететь с горизонтальной скоростью 350–400 км/ч (крейсерская скорость пассажирских самолетов — 800–900 км/ч). Если лететь еще быстрее, концы лопастей преодолеют звуковой барьер. "Работать на таких винтах — это неразумно, потому что сопротивление большое, нагрузки большие, это все передается на систему управления", — объясняет Борис Артамонов. Сопротивление можно снизить, утончив лопасти на концах, но полностью проблему этим не решить.

Другое препятствие — с увеличением скорости нарастает маховое движение лопастей. Из-за этого машина теряет устойчивость и управляемость, которые и так оставляют желать лучшего. "Без автопилота управлять вертолетом практически невозможно", — говорит Борис Артамонов. Чтобы винт не взмахивал, его крепят к втулке жестко, но тогда лопасти испытывают огромное напряжение. Эту проблему конструкторы пытаются решить с помощью композиционных материалов, но, опять же, пока это удалось не в полной мере.

Проблемы возникают на любой скорости полета. Какой бы она ни была, вертолет испытывает циклические нагрузки, из-за которых узлы машины быстро изнашиваются. "На самолете вы поднялись и летите. Ну, попадаются зоны турбулентности. Мы же проектируем вертолеты не только под статическую, но и под динамическую нагрузку", — рассказывает Борис Артамонов. По его словам, первые лопасти служили всего 100–200 часов, а сейчас ресурс достигает 2–3 тыс. часов.

Но пусть современным вертолетам реже нужна замена деталей, пользоваться ими все равно дорого. "Перевозить вертолетами людей или грузы не так выгодно, как самолетами. У них слишком маленькая вместимость, чтобы конкурировать на больших расстояниях. Другая причина — расход горючего: "тяжелые" вертолеты с 20 пассажирами на борту способны пролететь лишь около 500 морских миль (чуть менее 1 тыс. км — прим. ТАСС). По сравнению с самолетами они играют незначительную роль", — объясняет в письме аналитик консалтинговой компании International Bureau of Aviation Алистер Фэллон. Пассажирам вдобавок приходится мириться с шумом и тряской, которые тоже пока не получается снизить до комфортного уровня.

Все это запирает вертолеты в нишах, где им просто нет замены.

Как еще приспособить винты для полетов

Совершенствовать конструкцию вертолетов — это один путь. Другой — изменить их настолько, что получатся летательные аппараты другого класса. Еще в 1950-х годах британская компания Fairey Aviation создала аппарат под названием Rotodyne. Сверху у него располагался несущий винт, как у вертолета, а по бокам — короткие крылья с дополнительными пропеллерами, как у самолета. Подобные машины называются винтокрылами и были изобретены еще 100 лет назад. По идее, они способны развить большую скорость по сравнению с вертолетами, не теряя устойчивости.

Rotodyne задумывался как лайнер с вертикальным взлетом и для гражданских, и для военных нужд, но дальше прототипа дело не пошло. По рассказам очевидцев, машина шумела так, что людям было трудно разговаривать даже в 3 км от нее.

Впрочем, идею не забросили. В Airbus разрабатывают экспериментальный аппарат RACER, напоминающий Rotodyne, только меньшего размера и с двойными узкими крыльями, сходящимися на концах. На высоких скоростях крылья будут создавать подъемную силу, снимая часть нагрузки с несущего винта, а дополнительные пропеллеры позволят разогнать машину так, чтобы края лопастей не преодолевали звуковой барьер. Но пока это все теория: тестовые полеты RACER запланированы на 2020 год.

Другой родственник вертолетов — конвертоплан, еще больше напоминающий самолет. У таких машин винты установлены только на крыльях: располагаясь параллельно земле, они позволяют подниматься и опускаться вертикально, а в полете поворачиваются вперед. "Схема интересная, но в ней и проблем много. На винты ложится огромная нагрузка, если откажет силовая установка, то машина не сядет в режиме авторотации (когда лопасти вращаются сами по себе подобно семенам клена — прим. ТАСС), в пылевых условиях было несколько аварий, потому что летчики теряют ориентацию, не видя землю", — объясняет Борис Артамонов. Вдобавок, даже если наклоняется только винт, а не двигатель или крыло целиком, конструкция с поворотным механизмом сложнее и дороже, чем у обыкновенных самолетов.

В мире существует всего несколько моделей конвертопланов, большинство из них — экспериментальные. Чуть ли не единственный серийный аппарат — американский военный V-22 Osprey и его модификации.

Правда, NASA, Leonardo, Karem Aircraft разрабатывают новые демонстраторы и даже серийные модели, которые покажут, стоит ли игра свеч. По словам Алистера Фэллона, в этой области лидирует Leonardo: ее гражданский конвертоплан AW609 должен быть готов самое позднее в начале 2020 года, производитель уже договорился о поставке двух аппаратов для Era Group. Их будут использовать для поисково-спасательных операций, транспортировки к прибрежным объектам, перевозки VIP-пассажиров и пациентов — иными словами, так же, как вертолеты.

Революционны ли коптеры

Но ни о вертолетах, ни о винтокрылах, ни о конвертопланах не говорят столько, сколько о летательных аппаратах с четырьмя и более винтами, пилотируемых и беспилотных. Хотя схема была известна давно, такие машины — прежде всего жужжащие над головой квадрокоптеры — получили распространение только в последние годы. "Считаю, причина в том, что на них можно реализовать электропривод винтов, появились шаговые двигатели, которые вращаются с приемлемыми оборотами, лопасти из композиционных материалов, электронные системы управления. Все это соединилось и дало толчок", — объясняет Борис Артамонов.

Но одно дело — сконструировать квадрокоптер, помещающийся в рюкзак, другое — машину, которая способна поднять в воздух тяжелые грузы и пассажиров. Чем больше винтов, тем сложнее контролировать аппарат, ведь у каждого из них необходимо по отдельности регулировать скорость вращения и угол атаки (в простых аппаратах винты не поворачиваются, но от этого управлять ими даже труднее), не говоря уже о других параметрах полета. Человеку такое не под силу, поэтому требуется автоматика, в идеале — такая, чтобы летать вообще без летчика.

Технологии автопилотирования значительно усовершенствовались. В марте 2019 года корреспондент сайта Wired полетал на опытном вертолете компании Sikorsky с системой Matrix. Эта система позволяет выбрать на экране планшета место назначения, желаемую скорость, высоту и, нажав всего одну кнопку, отправиться в путь. "Kaman Aerospace испытала свой вертолет K-Max в беспилотном режиме со сбросом груза, но тесты проходили в безлюдном месте, где нет дорог", — рассказывает Алистер Фэллон. Корреспондент Wired тоже летал за городом. Не подведут ли эти системы, когда вокруг много помех, — это еще вопрос.

Впрочем, Борис Артамонов напомнил, что в августе 2019 года на праздновании юбилея ВДНХ рой квадрокоптеров рисовал в небе разные фигуры, выстраиваясь впритирку друг к другу, как по линейке. Это шоу не доказало, что сотни или даже тысячи аэромобилей спокойно поделят небо, хотя выглядело обнадеживающе.

Кроме автоматизации инженерам предстоит разобраться еще с одной проблемой. В коптерах используются электрические двигатели, более надежные и простые в управлении, чем двигатели внутреннего сгорания. Питаются они от аккумуляторов, а емкости батарей на сегодняшний день хватает в лучшем случае на десятки минут полета. Аккумулятор можно установить и побольше, но тогда и масса летательного аппарата увеличится, а значит, ему потребуется больше энергии — получается замкнутый круг. Вдобавок перезарядка занимает больше времени, чем дозаправка, а время — деньги. "Когда сталкиваешься с этими вещами, ясно, что создать "чисто электрический" аппарат грузоподъемностью в тонну практически невозможно. Легче — можно, но тогда полет будет 10–20 минут. Далеко ли вы улетите?" — рассуждает Борис Артамонов.

"Если рынок не просядет и условия в мировой экономике позволят дальше инвестировать в аппараты с вертикальным взлетом и посадкой, то есть все шансы, что новые способы передвижения по воздуху станут реальностью", — считает Алистер Фэллон. Но планы производителей смелее, чем прогноз аналитика. Например, Uber уже в следующем году собирается испытать свое аэротакси (что-то среднее между конвертопланом и коптером), а в 2023-м — начать его коммерческую эксплуатацию. Уложиться в сроки компании будет трудно, и дело не только в технологиях.

Что не во власти инженеров

"Воздушное пространство ограничено. Не просто так борются с квадрокоптерами: возможны столкновения, аварии, не говоря уже о проблемах режимности и секретности. Над столицей если кто-то и летает, то вдоль русла Москвы-реки либо за окружной дорогой. Вы даже не полетите к себе на дачу, потому что у нас везде разрешительный принцип: вы должны запрашивать диспетчера", — объясняет Борис Артамонов.

В Китае, как сообщает агентство Reuters, регулирование воздушного пространства ослабили, но в крупных городах и поблизости от них все равно так просто не полетаешь. Европейское агентство авиационной безопасности (EASA) летом 2019 года утвердило основные требования к легким аппаратам с электродвигателем, которые взлетают и садятся вертикально, но полные спецификации еще не готовы. К тому же EASA отвечает только за машины, а лицензированием летчиков и контролем воздушного пространства занимаются органы Европейского союза и стран-членов. В США все эти полномочия — у Федерального управления гражданской авиации, но оно еще не определилось с нормативами для инновационного транспорта.

Для того чтобы многовинтовые аппараты — и вертолеты — стали массовыми, также нужна новая инфраструктура, прежде всего посадочные площадки в удобных местах. "Вы их не видите, но на современных домах есть такие площадки", — говорит Борис Артамонов. Вот только проектировали их для экстренных случаев, а не сотен или даже тысяч полетов в день. Хватит ли всем места — хороший вопрос, но также не ясно, согласятся ли люди терпеть шум и завихрения воздуха, создаваемые винтами (вездесущий предприниматель Илон Маск считает, что нет, не станут, поэтому следует развивать подземный транспорт).

"Для военных, правоохранительных органов и органов безопасности, поисковых и спасательных служб, медиков, в операциях по оказанию гуманитарной помощи, для перевозки VIP-пассажиров и некоторых других нужд вертолеты всегда будут незаменимы", — считает Алистер Фэллон. Если инженерам удастся устранить недостатки многовинтовых аппаратов с электродвигателями, то эти машины составят вертолетам конкуренцию. Соперничать с другими видами транспорта будет труднее. "Стоимость тонны-километра в любом случае будет выше у вертолета, чем у самолета. На квадрокоптерах точно так же, но экономику еще не считали. Но при этом вы имеете вертикальный взлет и посадку, за это надо платить", — говорит Борис Артамонов.

Возможно, летательные аппараты с электродвигателями сначала будут востребованы вообще не как транспорт в привычном смысле. "Мы с дипломником делаем проект — квадрокоптер-пожарник. Он поднимается и выстреливает ракету, пробивает стекло, и внутри распыляется огнегасящий порошок. Этому квадрокоптеру не нужен большой запас энергии. Он опускается, можно заменить аккумулятор. Или поднимается второй. Фактически это гранатомет, подвешенный к вертолету", — рассказывает Борис Артамонов. А вертолеты так и останутся в своих нишах, где им нет альтернативы.



комментарии (0):










Материалы рубрики

Олег Корякин
Российская газета
Су-35 против F-15EX: российский истребитель сравнили с американским
Роман Азанов
ТАСС
"Помню запах, взлет и цвета…" Астронавт NASA Анна Фишер — почему женщины летают к звездам
Александр Буланов
Известия
Просто в космос: в России создадут ракету для бюджетных запусков
Владимир Добрынин
Известия
Пальцем в небо: почему военный Airbus "теряет высоту"
Мария Кокорева
РБК
Utair рассчитывает подняться на Boeing MAX
Анастасия Николаева
Интерфакс
Для местных авиалиний
Владислав Трифонов
КоммерсантЪ
В связи с открывшейся госизменой
Дмитрий Литовкин
ТАСС
Без авианосцев, но с пилотами.



Татьяна Байкова, Эльнар Байназаров
Известия
Плати, но не сейчас: Тегеран не компенсировал Киеву сбитый Boeing
Антон Лавров
Известия
Воздушный гамбит: США жертвуют самолетами, чтобы получить преимущество
Герман Костринский
КоммерсантЪ
AirBridge продлевает карантин
Владислав Скобелев, Александра Посыпкина
РБК
Бывшая «дочка» «Ростеха» протестирует почтовые беспилотники на Урале
Владислав Викторов
КоммерсантЪ-FM
Шереметьево смотрит в частную сторону

Вести.ru
Отлетались: 12 авиакомпаний, которые прекратили работу за последний год
Оксана Сотник
РБК
"Ростех" прокомментировал иск из-за разработанных в Казани самолетов
Наталья Пономарева
Интерфакс
"Дочка" у "дочки"
Антон Лавров, Роман Крецул
Известия
Одним Махом: Россия разрабатывает оружие против гиперзвуковых ракет
Алексей Рамм, Богдан Степовой
Известия
Звания — сила: летчикам-испытателям добавят звезд на погонах
Алексей Песков
Военно-промышленный курьер
В тундру со своим аэродромом
Арсений Гришин
Военно-промышленный курьер
F-5Е побеждал МиГ-23 в мелочах
Владлена Клюшина
Красная звезда
Породнённый с небом
Роман Азанов
ТАСС
Какую российскую авиатехнику покупают страны Азиатско-Тихоокеанского региона
Арсений Гришин
Военно-промышленный курьер
Борьба за дрон
Павел Брунтальский
Военно-промышленный курьер
Геройские Илы Керченского пролива
Мария Кокорева
РБК
Власти предложили выплатить компаниям 1,6 млрд рублей за отмену полетов в Китай
Герман Костринский
КоммерсантЪ
"Аэрофлот" повез против рынка. Пассажиропоток крупнейшей компании упал на фоне общего роста
Наталья Скорлыгина, Герман Костринский
КоммерсантЪ
Россия подтянула контейнеры
Антон Лавров, Роман Крецул
Известия
Пятое поколение выбивают: вертолеты Ми-28НМ превратят в истребители
Алексей Рамм, Богдан Степовой
Известия
Помеха сверху: в армии созданы отряды по борьбе с дронами
Юрий Авдеев
Красная звезда
Инновации для авиации
Роман Азанов, Артур Шайхутдинов
ТАСС
Что оружейная выставка Defexpo India 2020 принесла России
Ярослава Костенко
Известия
Приняли внутрь: отдых в России дорожает перед праздниками
Инна Сидоркова
РБК
Прокуратура уличила куратора приемки элементов С-400 в поездке в Париж
Мария Старикова, Герман Костринский
КоммерсантЪ
Пассажиры наши меньшие
Иван Якунин
КоммерсантЪ-FM
Мошенники обосновались между терминалами аэропорта
Александр Волобуев, Ирина Цырулева
Известия
Сборы не утихнут: ФАС хочет снять регулирование тарифов в аэропортах
Юрий Авдеев
Красная звезда
Создаётся новое поколение тренажёров
Максим Климов
Военно-промышленный курьер
"Кузнецову" многая лета
Герман Костринский
КоммерсантЪ
Электронная коммерция раздувает Жуковский

ТАСС
Крупнейшая оборонная выставка Индии DefExpo 2020 открывается в штате Уттар-Прадеш
Наталья Башлыкова, Александр Волобуев
Известия
Взлетно-полосатые: котам предлагают покупать места в самолетах
Булат Баширов
КоммерсантЪ-Уфа
Высокая культура убытка. "Аэрофлот" предъявил аэропорту Уфы претензии за инцидент 2017 года
Арсений Гришин
Военно-промышленный курьер
Трофейный Су-24
Герман Костринский
КоммерсантЪ
ТВС-2МС полетят над дорогами Магадана
Н.Портякова, П. Панов, А. Лавров, Е. Сидоренко, Я. Костенко
Известия
Китайский грузовой: россиян эвакуируют из Уханя транспортными самолетами
Е. Черненко, В. Мишина, Г. Костринский, А. Черных
КоммерсантЪ
Коронавирусу заказан воздушный путь
Тимур Латыпов
БИЗНЕС Online
«Завод – умница!»: как взлетел первый Ту-160М
Роман Азанов
ТАСС
Як-130 вне конкуренции. Кто чемпион среди учебно-боевых самолетов мира?
Андрей Коц
РИА Новости
Кость в горле. Почему американцы надолго запомнили советский МиГ-17
Дмитрий Литовкин
ТАСС
Зачем Варшаве американские F-35?

 

 

 

 

Реклама от YouDo
 
РЕКЛАМА ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ АККРЕДИТАЦИЯ ПРЕСС-СЛУЖБ

ЭКСПОРТ НОВОСТЕЙ/RSS


© Aviation Explorer