Когда автомобилестроители перейдут на летательные аппараты?
Индивидуальное транспортное средство для перемещения по воздуху в условиях города даже сейчас представляется явлением из области фантастики. Однако движение в этом направлении продолжается. И в него включены компании-лидеры.
Мечты о летающем автомобиле посещают, наверное, каждого водителя, оказавшегося в глухом заторе на городской улице. Но вслед за желанием вознестись над транспортным потоком немедленно в дело вступает логика: а что будет, если на самом деле все взлетят? Проблемы останутся теми же: регулирование транспортных потоков, пробки, нарушители правил дорожного... простите, воздушного движения.
Пока автомобили массово не «встали на крыло», но в них широко используются методы проектирования и испытаний, а также технологии, применяемые и в авиации.
Не отрываясь от земли
От того, насколько обтекаемым получится кузов новой модели, зависят скоростные характеристики, расход топлива и удобство эксплуатации. Но главное - на высоких скоростях аэродинамика существенно влияет на управляемость. Как?
- Крылу самолета, чтобы оторваться от земли, нужно создать подъемную силу за счет разницы давления над его плоскостью и под ней.
- Спортивному автомобилю, чтобы сохранять выдающуюся управляемость на высокой скорости, нужно с подъемной силой бороться. То есть создавать прижимную силу, надежно «приклеивающую» автомобиль к поверхности дороги.
При проектировании Porsche 718 Cayman GT4 инженеры компании использовали ценный автоспортивный опыт, полученный по результатам эксплуатации модели прошлого поколения. В результате специалистам удалось открыть путь к максимальным скоростям. Свыше 300 км/ч!
За счет аэродинамических элементов создается на 50% большая прижимная сила, допускающая прохождение поворотов на большей скорости.
Но аэродинамическое сопротивление остается практически неизменным. При этом каждый из тщательно проработанных аэродинамических элементов вносит вклад в общий результат.
С формой аэродинамических элементов инженеры непрерывно экспериментируют. Выразительная внешность полностью электрического болида Porsche 99X Electric для участия в соревнованиях Formula E формируется так называемым Х-образным крылом вместо классического заднего антикрыла. При этом, в отличие от гоночных автомобилей других серий, колесные ниши 99X Electric закрыты в направлении движения. Это сделано для улучшения обтекаемости и повышения безопасности - чтобы затруднить при столкновении подбрасывание автомобиля вверх.
Удачная композиция
Серийный Porsche Taycan Turbo S с пиковой мощностью силовой установки 761 л. с. способен ускориться до «сотни» за 2,8 с. При этом запаса хода эффективной 800-вольтовой батареи вполне хватает для повседневной эксплуатации и долгих путешествий. При этом новизна Taycan не исчерпывается новой платформой, высокоэффективной батареей и «виртуальной» панелью приборов, сменившей традиционную для Porsche комбинацию приборов с крупным циферблатом тахометра в центре.
Для изготовления многих деталей Taycan применяются технологии, используемые и в современном самолетостроении.
Речь прежде всего идет об алюминии и композитных материалах. В силовой структуре Porsche Taycan используются высокопрочные и при этом легкие алюминиевые профили сотовой структуры, отлитые из алюминия по высокопрочному «трафарету».
Композиты позволяют снизить массу силовых элементов кузова при обеспечении необходимой прочности. В Porsche композиты применяются, в частности, в конструкции передних стоек кузова.
Вот как это делается. Внешняя оболочка из высокопрочной стали заполняется термообработанными стекловолокнистыми плитами с пластиковым каркасом, армированным коротким стекловолокном. Как результат - стойка становится более легкой по сравнению с цельностальной, но способна надежно защитить пассажиров при деформации кузова.
И все же взлетим?
Окончательная трансформация дорожных автомобилей в персональные летательные аппараты пока выглядит делом отдаленного будущего ( если вообще такой переход состоится). Но никто не мешает расширить доступные для людей возможности. Работа над такими транспортными средствами, которые смогут дополнить привычные нам автомобили, ведется уже сейчас. Если затея удастся, то мы увидим принципиально новую транспортную систему.
В 2019 году компания Porsche решила объединить усилия в этом направлении с американской самолетостроительной корпорацией Boeing - весьма логично! На начальном этапе компании планируют оценить перспективы возможного развития транспортных средств для городской аэромобильности премиум-класса.
Впрочем, компания Porsche, на весь мир известная мощными и динамичными автомобилями и многочисленными спортивными победами, в авиационном мире далеко не новичок.
Сегодня Boeing, Porsche и дочерняя компания американской корпорации Aurora Flight Sciences разрабатывают концепт полностью электрического летательного аппарата с вертикальным взлетом и посадкой. А еще партнерство предполагает изучение различных аспектов аэромобильности для городов - включая и рыночные перспективы. Оценкой этих условий займется специальная рабочая группа. Инженеры обеих фирм сосредоточатся на постройке и испытании перспективного транспортного средства.
Новые решения в области перевозок пассажиров в крупных городах, как ожидается, будут востребованы уже в ближайшие годы. Согласно исследованию Porsche Consulting, увеличение темпов роста рынка городской аэромобильности ожидается после 2025 года.
В мировом масштабе разработка компактных летательных аппаратов с вертикальным взлетом и посадкой - модный современный тренд. В базе данных некоммерческой организации Vertical Flight Society, обеспечивающей содействие развитию подобного транспорта, содержатся сведения о более чем 200 проектов крупных компаний, стартапов и отдельных изобретателей.
Для использования в условиях крупного города непригодны привычные самолеты и вертолеты, которые требуют использования взлетно-посадочных полос или специально оборудованных площадок, а кроме того, издают много шума. Компании, ведущие разработки в области новой аэромобильности, отдают предпочтение мультикоптерам с несколькими винтами для снижения уровня шума и конвертопланам - летательным аппаратам с поворотными двигателями.
Сотрудничество Boeing и Porsche предполагает помимо оценки рыночных перспектив также разработку возможных сценариев использования индивидуального воздушного транспорта - а вариантов возможного использования таких машин может быть множество.
