Влітку минулого року кілька днів в топі новинних стрічок висіло повідомлення про те, що російській компанії Hoversurf вдалося вперше в світі підняти в повітря електричний квадрокоптер з людиною на борту, тим самим здійснивши давню мрію екстремалів побудувати літаючий мотоцикл. Новина супроводжували фотографії та відео літаючого мотоцикла на тлі тенісного корту в «Сколково».
Офіс компанії ОКБ «АТМ вантажні дрони», якій належить бренд Hoversurf, знаходиться на 2-й Магістральної вулиці. Він нагадує мікс з кібер і стімпанк. На стінах висять скетчі власних літаючих мотоциклів, дронів-таксі, літаючих автомобілів і фантазій дизайнерів з усього світу на цю ж тему, включаючи літаючі мотоцикли з гіпердрайву. У кутку стоїть напіврозібраний прототип моноколеса, виконаний в стімпанковской манері. А через півгодини після початку нашої бесіди в офіс заїхав і сам його конструктор Макс на черговому своєму колесі. Виглядає він так колоритно, що, сміючись розповідають його колеги, часто лякає навколишніх бабусь. Але про моноколесах в наступний раз, зараз у нас не менш цікава тема - літаючі мотоцикли.
Верхи на мрії
Головний інвестор, натхненник, мотор і ідеолог компанії - Олександр Атаманов. У Олександра три вищі освіти, одна - технічне, Санкт-Петербурзький державний університет телекомунікацій ім. проф. М. А. Бонч-Бруєвича, друге - юридичне, Державна академія фахівців інвестиційної сфери (ГАСІС), і третє - менеджмент, магістратура в ВШЕ за програмою «менеджмент інновацій». У секторі високих технологій він людина невипадкова, за свої попередні проекти став лауреатом державної премії в області інновацій. Так що Ховербайк - це не перший його досвід в інноваційній сфері, а скоріше мрія. «Мої ранні проекти перетворилися в бізнеси, що дозволило отримувати постійний дохід і фінансувати свою мрію», - розповідає Олександр. На гроші від попередніх проектів він і запустив новий напрямок, набравши в компанію кращих фахівців з МАІ, МГТУ ім. Баумана, МФТІ, а також з США, Латвії, України, Китаю.
Scorpion-1 Перший Ховербайк компанії Hoversurf, який своїм польотом влітку минулого року наробив стільки шуму в пресі.
Проект спочатку замислівала Олександром як некомерційний і покликаний був в першу чергу надихнути людей. «Ми уявляли собі наступну картину: йде по вулиці молодий хлопець, а над ним проноситься літаючий мотоцикл. Вау! Круто! Я теж хочу! - загоряється Атаманов. - На цій хвилі у нас і сформувалася перша команда ентузіастів, і ми почали проект. В якийсь момент хлопці відчули, що пішли зрушення на ринку: Intel проінвестував в німецький проект E-Volo (великий електрокоптер), на CES вистрілив китайський E-Hang, забрав Гран-прі і отримав купу грошей, Uber випустив звіт спільно з Airbus , де вони прогнозують вже через три роки літаючі міські таксі, сам Airbus засвітив тему вантажних безпілотників, Google почав дослідження в цій області. І ми подумали, чому б ні, раз у нас вже є технології і літаючі прототипи. Давайте спакуємо все це в класичний інноваційний стартап і займемося важкими безпілотниками для перевезення вантажів і людей. Отримали інвестиції, і зараз компанія активно розвивається ».
Сказано зроблено
Компанія стартувала в 2014 році, а в 2016-м влітку апарат вперше злетів разом з людиною. Цю презентацію проводили в Сколково, в рамках Startup Village 2016. Новина мала найбільший охоплення аудиторії за всю історію Сколково, при цьому Hoversurf не є сколковского резидентом. Хлопці вирішили зупинитися на квадрокоптерной схемою. Перший квадрокоптер з бензиновими приводами на всі чотири пропелера піднявся в далекому 1930 році. Система була складна в управлінні, і з винаходом автомата перекосу про неї, здавалося, всі забули. Але в 2008 році китайська компанія DJI по суті створила новий ринок дронів-коптеров - електричні двигуни та електронні польотні контролери вирішили проблему стабілізації і управління. Після цього коптери стрімко завоювали ринок іграшок, а потім - аерозйомки, моніторингу та військової розвідки. Це не звичний літаючий апарат, а скоріше літаючий комп'ютер. Ідеальна платформа для безпілотних польотів. Причому з більшим ККД, так як немає важких деталей типу автомата перекосу, хвостів, гігантських лопатей. Словом, це новий вид транспорту XXI століття. Залишився останній крок - створити великі коптери для перевезення людей і вантажів.
Безпека
Перше питання, що приходить в голову при погляді на Ховербайк Scorpion-1, - як у нього з безпекою? Чи можлива авторотація, як у сучасних вертольотів? «Для квадрокоптера це, на жаль, не реалізовується, і система безпеки у нас інша», - видно, що це питання Олександру задають найчастіше. Літаючий мотоцикл Scorpion-1 - транспорт для екстремалів. У нього програмно обмежена висота польоту - не вище 5 м. Крім того, пілот обов'язково знаходиться в найдосконалішою на даний момент захист. В цьому випадку при падінні з п'ятиметрової висоти він не отримає важких травм.
Всі існуючі прототипи Ховербайк вільно розміщуються в кузові пікапа Volkswagen Amarok і легко проходять в стандартний дверний отвір. Перевірено на практиці при затягуванні в редакційну фотостудію на шостому поверсі.
Для більш вантажопідйомних і менш екстремальних дронів є два шляхи. Перший, за яким йдуть E-Hang і E-Volo, - збільшення кількості рушіїв. У цього рішення є купа недоліків. Наприклад, величезні габарити, збільшення числа пропелерів призводить до зменшення ККД системи в цілому. «Двигун і пропелер, я точно можу сказати, - найнадійніші деталі в коптере, - продовжує Олександр Атаманов. - А найслабші - електроніка і ПО. І саме там приховано максимальну кількість ризиків і відмов ». Тому системи безпеки повинні бути автономними від систем польоту, і збільшення кількості пропелерів проблеми не вирішує. Отаманів робить ставку на вистрілює парашути, які дозволяють спустити транспортний засіб на землю без пошкоджень. Для того щоб політ квадрокоптера був безпечним, компанією Hoversurf розроблена електронна система X-BI, що запобігає аварії при руйнуванні одного пропелера або поломки мотора на низьких висотах (нижче зони парашутування). При активації система плавно саджає дрон на землю, проте управління при цьому втрачається. Крім X-BI розроблена зв'язок «дрон-пілот» для виключення безконтрольних дій і позаштатних ситуацій, пов'язаних зі зміщенням пілота з основної позиції або втратою управління. Системи сонара і комп'ютерного зору допомагають уникати зіткнень з іншими об'єктами, в тому числі дублюючи барометр основного комп'ютера для утримання безпечної висоти.
З безпекою пов'язаний і матеріал гвинтів. Коли починали проект, хлопці прогнали на випробувальному стенді всі доступні гвинти - німецькі, чеські, американські, китайські, а це дуже дороге задоволення. У підсумку вони самі розробили необхідну нам форму гвинтів, які, до речі, виробляються в Росії. Спочатку їх робили з вуглепластика, але зараз перейшли на російську березу. Композитний пропелер дуже міцний, і при попаданні людини під нього працює як ножі м'ясорубки. А березовий при контакті з захистом розлітається на друзки і більш безпечний для пілота.
літаючий комп'ютер
А чому пілот сидить зверху? «Для класичних авіаконструкторів винесення центру ваги вгору - це нонсенс, - відповідає Атаманов. - Але наш апарат набагато стійкіше мотоцикла. Комп'ютер тисячу разів в секунду відпрацьовує положення Ховербайк. Для такого коптера центр ваги взагалі не важливий - ви можете на нього стовп поставити, і він буде триматися. Цим комп'ютер відрізняється від пілота, для якого тримати баланс - величезна робота ». Традиційно квадрокоптера відносяться до IT-проектів, що показує, що найголовніше ноу-хау лежить саме в галузі програмного забезпечення. І програмування Ховербайк становить близько 60% всіх робіт.
Для збільшення тривалості польоту Hoversurf працює над гібридною установкою FPE на базі лінійного генератора, який не містить жодного підшипника, шатуна або коленвала і тому легше класичного ДВС. Кілька світових інститутів і компаній вже представили свої прототипи лінійних двигунів. Завдяки появі мікрокомп'ютерів вдалося впровадити в його концепцію обмотки генератора для створення компактного і легкого пристрою з високим ККД. Застосування FPE-генератора дозволяє збільшити час польоту з 27 хвилин на акумуляторах до двох годин. А робота на звичайному паливі дає можливість використовувати існуючу інфраструктуру АЗС для дозаправки. При цьому гібридна схема в платформах взаємозамінна: можна використовувати або гібрид, або виключно АКБ - в залежності від завдань.
В політ
Але чи можна прямо зараз сісти на Scorpion-1, Scorpion-2 або новий Scorpion-3 і полетіти? «Технічних перешкод немає, - каже Атаманов. - Головна проблема в законодавстві, яке поки ніяк не регулює цю область. Друге - інфраструктура, посадочні місця і траси. Але всі ці питання можна вирішити. Тому пройде зовсім небагато часу, ви навіть не уявляєте, наскільки мало, і ми все почнемо не їздити, а літати. У прямому сенсі цього слова ».
Ілюстрації надані Hoversurf
Стаття «Літаючий мотоцикл» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №3, Лютий 2017 ).
Чи можлива авторотація, як у сучасних вертольотів?