Будущее быстрее, чем вы думаете - [5]

Однако мы забежали вперед. Все, что вам предстоит прочесть в этой книге, как раз и посвящено этим могущественным силам и их быстрому революционному воздействию на устоявшийся порядок вещей. Но прежде чем углубиться в эту захватывающую тему, изучим конвергенцию под более удобной и простой лупой и вернемся к нашему вопросу о летающих автомобилях: почему они «выстрелили» именно сейчас?

В поисках ответа вникнем в три базовых требования, которым должны удовлетворять eVTOL, чтобы попасть в парк компании Uber: безопасность, шум и цена. Ближе всего к концепции аэромобиля подошли вертолеты, существующие уже 80 лет — с тех пор, как Игорь Сикорский в 1939 г. построил первую в миру подобную машину. И все же вертолеты и рядом не лежали с требованиями Uber. Помимо дороговизны и производимого ими адского шума, они имеют дурную привычку падать на землю. Тогда почему и Bell, и Uber, и Airbus, и Embraer — на этом список далеко не исчерпывается — вздумали сегодня выводить на рынок летающие авто?

И снова ответим одним словом: конвергенция.

Вертолеты так шумны и опасны, потому что оснащены одним-единственным гигантским несущим винтом, за счет которого и осуществляется подъем. Окружная скорость несущего винта производит ту правильную частоту вращения, которая порождает настырный «дыр-дыр-дыр», сводящий с ума всякого, у кого есть слух. А опасны вертолеты, потому что если несущий винт забарахлит, гравитация, сами понимаете, тут же сделает свое черное дело.

А теперь представьте, что вместо одного главного несущего винта поверх корпуса летательный аппарат оснащен некоторым количеством винтов поменьше — как если вдоль нижней плоскости крыла разместить ряд маленьких вентиляторов, — и все вместе они создают достаточную подъемную силу, но при этом куда меньше шума. А теперь представьте, что эта мультироторная конструкция вдруг выйдет из строя. И ничего — она мягко приземлится, даже если у нее разом откажет пара роторов. Добавьте к этой конструкции крыло, позволяющее развивать скорость 240 км в час и больше. Все это, конечно, замечательные идеи. Жаль только, что бензиновые двигатели из-за колоссального показателя их весовой удельной мощности ничего подобного добиться не позволяют.

Представляем вам понятие распределенной электрической тяги (distributed electric propulsion, DEP[23]).

Вспыхнувший в последнее десятилетие спрос на коммерческие и военные дроны побудил робототехников (а дроны — те же роботы, только летающие) придумать электромагнитный двигатель нового типа: предельно легкий, практически бесшумный и способный перемещать тяжелые грузы. При его проектировании конструкторы опирались на триаду конвергентных технологий: во-первых, прогресс в машинном обучении позволил им проводить сложнейшее имитационное моделирование полетов[24]; во-вторых, прорывные достижения в материаловедении позволили создать компоненты достаточно легкие, но при этом достаточно долговечные, что придает им как применимость в конструировании летательных аппаратов, так и надежность; и, наконец, в-третьих, новые производственные технологии — а именно 3D-печать — позволили производить как двигатели, так и несущие винты любого размера. И, кстати, о производительности: КПД этих электродвигателей — 95%[25] по сравнению с 28% у бензинового двигателя. Каково?

Но полеты на DEP, распределенной электрической тяге, — совсем другой коленкор. Регулировать действие дюжины двигателей каждые несколько микросекунд выше человеческих возможностей. DEP-системы снабжены электродистанционным управлением; проще говоря, ими управляет компьютер. А что обеспечивает подобный уровень контроля? Правильно, еще один рой слетевшихся в одну точку конвергентных технологий.

Во-первых, благодаря революции в области искусственного интеллекта мы получили огромные возможности, способные анализировать колоссальные массивы данных, за какие-то микросекунды понимать их смысл и в реальном времени управлять множеством электродвигателей летательного аппарата и, соответственно, устройствами и механизмами самолета. Во-вторых, для усвоения огромного массива данных глаза и уши пилота следует заменить сенсорами, которые способны одновременно и мгновенно обрабатывать гигабайты информации. А для этого необходимы GPS (глобальная система навигации), лидар[26], радар, продвинутые видеокамеры и великое множество акселерометров (датчиков ускорения). Многое из перечисленного — плоды десятилетия смартфонных войн.

Наконец, нужны аккумуляторы. Они должны быть достаточно емкими, чтобы пересилить у людей боязнь дальних поездок — или страх, что во время перелета аппарат разрядится, — и с достаточной мощью, или «плотностью мощности», как говорят инженеры, чтобы оторвать от земли аппарат вместе с пилотом и четырьмя пассажирами. Для такого взлета[27] на каждый килограмм веса требуется как минимум 350 кВт∙ч электроэнергии. Это до недавних пор было недостижимо. Но тут очень вовремя подоспел взрывной прогресс в таких сферах, как солнечная энергия и электромобили, обостривший потребность в усовершенствованных системах аккумулирования энергии. И родилось следующее поколение литий-ионных аккумуляторов, увеличивающих радиус передвижения электромобилей, а в качестве приятного бонуса — достаточная мощность, чтобы поднять в воздух аэромобиль.