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

Евгений Гайва, Наталия Ячменникова
Российская газета
Полеты налегке и наяву
Виктор Литовкин
ТАСС
Создатель Су-27 Михаил Симонов: авиаконструктор, опережавший время
Александр Гасюк
Российская газета
Приказано выжить

РИА Новости
Заключен контракт на создание самолета для замены Ан-2
Герман Костринский
КоммерсантЪ
Воспарение легких
Наталья Шатова
Национальная служба новостей (НСН)
Повышение "Победой" цен на 40% пассажиров не испугает
Сергей Титов
КоммерсантЪ-Самара
Беспилотники летят на Восточный
Николай Сергеев
КоммерсантЪ
С инструктора взыскали самолет



Сергей Птичкин
Российская газета
Вертолеты ходят парой
Роман Крецул, Алексей Рамм
Известия
Небесные дела: тяжелые беспилотники приравняют к обычным самолетам
Наталия Анисимова, Мария Кокорева
РБК
Путин поручил компенсировать авиакомпаниям расходы на топливо
Герман Костринский
КоммерсантЪ
Местная авиация крупнеет на субсидиях
Мария Кокорева
РБК
Россия и Саудовская Аравия направят более $600 млн на авиационный лизинг
Алексей Нечаев
Взгляд
Российские вертолеты лишают советской идеи

ТАСС
Хабаровский аэропорт приступил к переводу рейсов в новый терминал внутренних авиалиний
Алексей Заквасин
RT
«Спрос достаточно большой»: на что способна новейшая российская система обнаружения беспилотников
Антон Лавров
Известия
Перспективная оборона: на что пойдет военный бюджет после 2020 года
Алексей Поплавский
Газета.ru
«Авиакомпании банкротятся»: Зеленский хочет вернуть рейсы в Россию
Владислав Крылов, Ольга Коленцова
Известия
Победивший пустоту: умер космонавт Алексей Леонов
Ирина Лобанова
Московский Комсомолец
Строителям Воронежа задерживают взлет
Роман Азанов, Дмитрий Федюшко
ТАСС
Под единым винтом. Зачем объединяются "Миль" и "Камов"
Герман Костринский
КоммерсантЪ
Аэропортам разрешают инфраструктурный сбор
Герман Костринский
КоммерсантЪ
Lufthansa осталась в Домодедово
Влада Шипилова
КоммерсантЪ - Уфа
ТЭК и надо
Анастасия Николаева
Интерфакс
Сроки не определены
Владислав Трифонов
КоммерсантЪ
Борцы с коррупцией "Энергии" раскаялись на МКС
Герман Костринский
КоммерсантЪ
Договор дороже неба
Кристина Сизова
Газета.ru
Новый покупатель: Мьянму заинтересовали Су-57
Марат Кузаев
ТАСС
Почему вертолеты не стали общедоступным транспортом? И станут ли им аэротакси?
Алексей Коваленок, Анна Иванова
РБК
В профсоюзе прокомментировали перенос производства Су-34 из Новосибирска
Герман Костринский, Елизавета Макарова
КоммерсантЪ
Аэропорты подняли шум из-за границы
Алексей Рамм, Богдан Степовой
Известия
В стае с дронами: самолёты и БПЛА вместе проследят за субмаринами
Ольга Агеева, Мария Кокорева, Иван Ткачёв
РБК
Авиакомпанию iFly заподозрили в уклонении от таможенных платежей
Татьяна Гришина, Герман Костринский
КоммерсантЪ
Страховщики отделяют винты от крыльев
Мария Шевченко
ТАСС
Небесная неотложка. Как в Кировской области возродили санавиацию и как она работает
Александр Волобуев
Известия
Бюджет платит дважды: авиакомпании просят у государства 30 миллиардов
Ксения Чемоданова
Газета.ru
Трамп не сдается без Boeing: США пополнят бюджет за счет Airbus
Ольга Самофалова
Взгляд
МС-21 вредят на этапе испытаний
Герман Костринский
КоммерсантЪ
Компенсации повисли в воздухе
Алексей Забродин, Татьяна Байкова
Известия
Тбилиссимо: Грузия ждёт возобновления авиасообщения с РФ в скором времени
Михаил Калмацкий, Александр Волобуев
Известия
Перелетные тонны: госконтроль за качеством авиатоплива усилят

ТАСС
Нулевой НДС на авиаперелеты в России повысит рентабельность, но не снизит цены
Вячеслав Гордеев
Московский Комсомолец
Глава ШПЛС осудил анонимную забастовку бортпроводников: раздрай в профсоюзах «Аэрофлота» ​
Дмитрий Хазанов
ТАСС
Ил-2: как "летающий танк" стал самым массовым военным самолетом
Алексей Рамм, Богдан Степовой
Известия
Дрон — в строй: "Орлан-30" найдет цели для артиллерии
Алексей Рамм, Алексей Козаченко, Богдан Степовой
Известия
"Прометеи" просят огня: системы С-500 испытали в Сирии
Герман Костринский
КоммерсантЪ
"Ростех" рисует авиалинии
Наталья Башлыкова, Александр Волобуев
Известия
Летать не вредно: на исследование авиапромышленности потратят 117 млн
Максим Бут
Экономика сегодня
Индия переняла успешную тактику Турции в противостоянии США по российским С-400
Юлия Тишина
КоммерсантЪ
"Эфир" испарился из нацпрограммы

 

 

 

 

Реклама от YouDo
 
РЕКЛАМА ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ АККРЕДИТАЦИЯ ПРЕСС-СЛУЖБ

ЭКСПОРТ НОВОСТЕЙ/RSS


© Aviation Explorer