Летающий автомобиль или пригодный для движения самолет — это тип транспортного средства, которое может функционировать как дорожное транспортное средство и как самолет. В данном случае это включает в себя транспортные средства, которые ездят по дороге как мотоциклы. Термин «летающий автомобиль» также иногда используется для обозначения ховеркаров и/или персональных воздушных транспортных средств VTOL . С начала 20-го века было построено множество прототипов с использованием различных летательных технологий. Большинство из них были разработаны для взлета и посадки традиционным способом с использованием взлетно-посадочной полосы. Хотя проекты VTOL растут, ни один из них пока не был построен в количестве, превышающем несколько экземпляров.
Их появление часто предсказывают футурологи , и было выдвинуто множество концепт-дизайнов. Их неспособность стать практической реальностью привела к появлению крылатой фразы «Где моя летающая машина?», как парадигмы неспособности предсказанных технологий появиться. Летающие машины также являются популярной темой в фэнтези и научно-фантастических рассказах.
В 1901 году немецкий иммигрант в США Гюстав Уайтхед якобы управлял самолетом с двигателем, который, как было описано, мог самостоятельно передвигаться по дорогам к месту проведения летного эксперимента. [1] [ проверка не удалась ] [2] [ необходим более надежный источник ] [3] [ ненадежный источник? ] Историки сходятся во мнении, что самолет Уайтхеда № 21 не смог достичь устойчивого полета с двигателем. [4] [5] [6]
Авиаконструктор Гленн Кертисс построил свой Autoplane в 1917 году. Он имел толкающий винт для полета, со съемными летательными поверхностями, включая крыло триплана, переднее оперение и два хвостовых оперения. Он мог прыгать, но не летать. [7]
В 1935 году Константинос Влахос построил прототип «трифибийного» транспортного средства с круглым крылом, но он загорелся после того, как двигатель взорвался во время его демонстрации в Вашингтоне, округ Колумбия . Влахос был тяжело ранен и провел несколько месяцев в больнице. [8] [9] Машина наиболее примечательна кинохроникой, запечатлевшей инцидент. [10]
Autogiro Company of America AC-35 был прототипом дорожного автожира , поднятым в воздух 26 марта 1936 года летчиком-испытателем Джеймсом Г. Рэем. Первоначально прямая тяга обеспечивалась двумя вращающимися в противоположных направлениях винтами, позже замененными одним винтом. 26 октября 1936 года самолет был преобразован в дорожное исполнение. [11] Рэй подъехал на нем к главному входу в здание Commerce Building в Вашингтоне, округ Колумбия , где его принял Джон Х. Гейсс, руководитель отделения аэронавтики. Хотя он был успешно испытан, в производство он не пошел.
Первый самолет с фиксированным крылом, пригодный для полетов, был построен Уолдо Уотерманом . Уотерман был связан с Гленном Кёртиссом , когда он был пионером в области самолетов-амфибий на острове Норт-Айленд в заливе Сан-Диего в 1910-х годах. 21 февраля 1937 года Arrowbile Уотермана впервые поднялся в воздух. [12] [13] Arrowbile был развитием бесхвостого самолета Уотермана, Whatsit . [14] Он имел размах крыльев 38 футов (12 м) и длину 20 футов 6 дюймов (6,25 м). На земле и в воздухе он был оснащен двигателем Studebaker . Он мог летать со скоростью 112 миль в час (180 км/ч) и ехать со скоростью 56 миль в час (90 км/ч).
В 1942 году британская армия построила Hafner Rotabuggy , экспериментальный дорожный автожир, который был разработан с целью десантирования внедорожных транспортных средств. В разработанном виде Rotabuggy достигал скорости полета 70 миль в час (113 км/ч). Однако появление планеров, которые могли перевозить транспортные средства (таких как Waco Hadrian и Airspeed Horsa ), привело к отмене проекта. [15]
Хотя несколько моделей (например, ConVairCar) летали, ни одна из них не имела коммерческого успеха, а те, что летали, не так широко известны широкой публике. Самым успешным примером, поскольку было сделано несколько моделей, а одна все еще летает, является Taylor Aerocar 1949 года .
В 1946 году Fulton FA-2 Airphibian был американским летающим автомобилем, разработанным Робертом Эдисоном Фултоном-младшим . Это был автомобиль с алюминиевым кузовом, построенный с независимой подвеской, колесами самолетного размера и шестицилиндровым двигателем мощностью 165 л. с. Крылья из ткани легко крепились к фюзеляжу, превращая автомобиль в самолет. Было построено четыре прототипа. Чарльз Линдберг летал на нем в 1950 году, и, хотя он не имел коммерческого успеха (финансовые затраты на сертификацию летной годности вынудили его отказаться от контроля над компанией, которая так и не развила его дальше), сейчас он находится в Смитсоновском институте .
Aerocar , разработанный и построенный Молтом Тейлором , совершил успешный полет в декабре 1949 года, а в последующие годы версии прошли ряд дорожных и летных испытаний. Чак Берри представил концепцию в своей песне 1956 года « You Can't Catch Me » , а в декабре 1956 года Управление гражданской авиации одобрило проект для массового производства, но, несмотря на широкую огласку и улучшенную версию, выпущенную в 1989 году, Тейлору не удалось запустить летающую машину в производство. Всего было построено шесть Aerocar. Он считается одним из первых практически летающих автомобилей. [16]
Одним из примечательных проектов был Mizar Генри Смолински , созданный путем соединения задней части Cessna Skymaster с Ford Pinto , но он развалился во время испытательных полетов, в результате чего погибли Смолински и пилот.
Проект Prodigal [17] был концепцией британской армии в конце 1950-х — начале 1960-х годов для «прыгающего джипа» для преодоления препятствий на поле боя [18] [19] с участниками: BAC [20] Boulton Paul , Bristol Siddeley , Folland , Handley Page [21] [22] Saunders Roe , [23] Short Brothers [24] Vickers-Armstrongs и Westland . [25]
Moller начал разрабатывать VTOL-аппарат в конце 1960-х годов, но ни один аппарат Moller никогда не достигал свободного полета вне эффекта земли. Moller Skycar M400 [26] [27] был проектом персонального VTOL- аппарата (вертикальный взлет и посадка), который приводился в движение четырьмя парами тандемных роторных двигателей Ванкеля . Предлагаемая модель Autovolantor имела полностью электрическую версию, работающую от батарей Altairnano . [28] Компания бездействовала с 2015 года.
В середине 1980-х годов бывший инженер Boeing Фред Баркер основал Flight Innovations Inc. и начал разработку Sky Commuter, небольшого самолета вертикального взлета и посадки с вентиляторами в канале. Это был компактный, 14-футовый (4,3 м) двухместный самолет, изготовленный в основном из композитных материалов. [29] В 2008 году оставшийся прототип был продан за £86k на eBay . [30]
В 2009 году Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) инициировало программу Transformer стоимостью 65 миллионов долларов для разработки четырехместного управляемого самолета к 2015 году. [31] Аппарат должен был иметь возможность вертикального взлета и посадки и дальность полета 280 миль (450 км). Контракты были заключены с корпорациями AAI и Lockheed Martin . [32] Программа была отменена в 2013 году.
Parajet Skycar использует парамотор для движения и паракрыло для подъема. Основной корпус состоит из модифицированного багги для езды по песку. Он имеет максимальную скорость 80 миль в час (130 км/ч) и максимальную дальность полета 180 миль (290 км) в полете. На земле он имеет максимальную скорость 112 миль в час (180 км/ч) и максимальную дальность полета 249 миль (401 км). Parajet летал и ездил на своем прототипе из Лондона в Тимбукту в январе 2009 года.
Maverick Flying Dune Buggy был разработан Центром технологий и образования коренных народов Флориды как внедорожное транспортное средство, которое могло бы раскрывать усовершенствованный парашют и затем перемещаться по воздуху по непроходимой местности, когда дороги больше не использовались. 1100-фунтовый (500 кг) автомобиль «Maverick» оснащен двигателем мощностью 128 л. с. (95 кВт), который также может приводить в движение пятилопастной толкающий винт . Первоначально он был задуман для оказания помощи отдаленным общинам в тропических лесах Амазонки , но также будет продаваться для визуального осмотра трубопроводов и других подобных мероприятий в безлюдных районах или на сложной местности. [33]
Самолет Plane Driven PD-1 Roadable Glastar — это модификация Glastar Sportsman GS-2, призванная сделать его практичным для движения по дороге. Подход новаторский, поскольку он использует в основном стандартный самолет с модифицированным шасси «гондолой», которое несет двигатель для движения по дороге. Крылья складываются по бокам, а основные шасси и гондола двигателя сдвигаются назад в конфигурации движения, чтобы компенсировать смещение центра тяжести назад при сложенных крыльях и обеспечить дополнительную устойчивость для движения по дороге. [34] [35]
Super Sky Cycle — американский самодельный дорожный автожир, разработанный и произведенный The Butterfly Aircraft LLC . [36] Это зарегистрированный мотоцикл . [37] На фестивале Pioneers Festival 2014 года в Вене (Австрия) компания AeroMobil представила версию 3.0 своего летающего автомобиля. Прототип был задуман как транспортное средство, которое можно преобразовать из автомобиля в самолет. Разработка версии 2.5, подтверждающей концепцию, заняла 20 лет, и первый полет состоялся в 2013 году. Генеральный директор Юрай Вакулик сказал, что компания планирует вывести летающие автомобили на рынок: «план состоит в том, что в 2017 году мы сможем объявить о... первом летающем родстере». [38] В 2016 году компания AeroMobil провела испытательный полет прототипа, который получил словацкую сертификацию сверхлегкого самолета . Когда конечный продукт будет доступен или сколько он будет стоить, пока не уточняется. [39] В 2018 году компания представила концепцию, напоминающую летающий спорткар с возможностью вертикального взлета и посадки. [ 40] Aeromobil 2.5 имеет складные крылья и двигатель Rotax 912. Он может развивать скорость до 200 километров в час (124 мили в час) и имеет дальность полета 690 километров (430 миль), а первый полет состоялся в 2013 году. [41] [42] 29 октября 2014 года словацкий стартап AeroMobil sro представил AeroMobil 3.0 [39] на Венском фестивале пионеров. [43]
Klein Vision в Словакии разработали прототип AirCar , который ездит как спортивный автомобиль и для полета имеет толкающий винт с двумя хвостовыми балками и складными крыльями. В июне 2021 года прототип выполнил 35-минутный полет между аэропортами. [44] [45] Он был сертифицирован как самолет в январе 2022 года. [46]
Terrafugia Transition — это пригодный для эксплуатации на дорогах самолет, который предполагается классифицировать как персональное воздушное транспортное средство . Он может складывать крылья за 30 секунд и приводить в движение передние колеса, что позволяет ему работать как в качестве традиционного дорожного транспортного средства, так и в качестве самолета гражданской авиации с дальностью полета 500 миль (800 км). Эксплуатационный прототип был представлен в Ошкоше в 2008 году [47] , а его первый полет состоялся 05.03.2009. [48] Он будет перевозить двух человек и багаж, а его двигатель Rotax 912S работает на премиальном неэтилированном бензине. [49] Он был одобрен FAA в июне 2010 года. [50]
Готовый к производству одномоторный, пригодный для использования на дорогах автожир PAL-V Liberty , или гирокоптер , дебютировал на Женевском автосалоне в марте 2018 года, затем стал первым летающим автомобилем в производстве и был намечен к запуску в 2020 году [51] , а полное производство запланировано на 2021 год в Гуджарате, Индия [52] . PAL -V ONE представляет собой гибрид гирокоптера с наклонным трехколесным мотоциклом. Он имеет два сиденья и сертифицированный для полетов бензиновый двигатель мощностью 160 кВт. Он развивает максимальную скорость 180 км/ч (112 миль/ч) на земле и в воздухе и весит 910 кг (2010 фунтов) максимум. [53] [54]
15 апреля 2021 года в Лос-Альтосе, штат Калифорния , открылся первый в мире салон летающих автомобилей для потребителей. [55] Однако на данный момент сертифицированных летающих автомобилей в производстве нет.
В 2023 году Doroni Aerospace получила официальный сертификат летной годности FAA . Он оснащен десятью независимыми двигательными установками. Компания заявила о максимальной скорости 140 миль в час и дальности полета 60 миль. Он включает в себя два электродвигателя с запатентованными воздуховодными винтами. Машина имеет длину 23 фута и ширину 14 футов. [56]
Летающий автомобиль должен быть способен безопасно и надежно работать как на дорогах общего пользования, так и в воздухе. Текущие типы требуют ручного управления как водителем, так и пилотом. Для массового внедрения он также должен быть экологически чистым, иметь возможность летать без полностью квалифицированного пилота за штурвалом и иметь доступную стоимость покупки и эксплуатации. [57]
Конфигурации конструкции сильно различаются: от модифицированных дорожных транспортных средств, таких как AVE Mizar, с одной стороны, до модифицированных самолетов, таких как Plane Driven PD-1 , с другой. Большинство из них — это специальные конструкции летающих автомобилей. В то время как колесное движение необходимо на дороге, в воздухе подъемная сила может быть создана фиксированными крыльями, роторами вертолета или прямой мощностью двигателя . Проект Alef Model A предлагает необычную конфигурацию, в которой корпус автомобиля полый, а боковины — это плиты; в воздухе он катится вбок, так что плиты становятся крылом биплана. Кабина остается в вертикальном положении. [58]
Как и в других самолетах, подъемная сила в полете обеспечивается фиксированным крылом , вращающимся ротором или прямой подъемной силой . Как силовой ротор вертолета , так и прямой подъем обеспечивают возможность вертикального взлета и посадки , в то время как фиксированное крыло и ротор автожира взлетают обычным способом с взлетно-посадочной полосы.
Самый простой и ранний подход заключался в том, чтобы взять управляемый автомобиль и прикрепить к нему съемные летательные поверхности и пропеллер. Однако на дороге такая конструкция должна была либо буксировать свои съемные части на отдельном прицепе, либо оставлять их позади и возвращаться к ним, прежде чем снова взлететь.
Другие конструкции самолетов с фиксированным крылом, например, Terrafugia Transition , оснащены складными крыльями, которые автомобиль перемещает по дороге.
Вертикальный взлет и посадка (VTOL) привлекательны, так как они позволяют избежать необходимости во взлетно-посадочной полосе и значительно увеличивают эксплуатационную гибкость. Типичные конструкции включают винтокрылые аппараты и конфигурации подъемной силы с канальным вентилятором . [59] Большинство концепций дизайна имеют присущие им проблемы.
К винтокрылым машинам относятся вертолеты с приводными роторами и автожиры со свободно вращающимися роторами. Для использования на дороге ротор должен быть, как и у многих морских вертолетов, либо двухлопастным, либо складным. Квадрокоптеру требуется только простая система управления без хвоста. Автожир использует отдельную систему тяги для наращивания скорости полета, вращения ротора и создания подъемной силы. Однако некоторые автожиры имеют роторы, которые можно раскручивать на земле, а затем отсоединять, что позволяет самолету стартовать вертикально. PAL-V Liberty является примером типа автожира.
Самолеты с кольцевым вентилятором, такие как Moller Skycar, имеют тенденцию легко терять устойчивость и не способны летать со скоростью более 30–40 узлов . [60]
Летающий автомобиль предъявляет особые требования к силовой передаче транспортного средства. Для заданного общего веса авиационный двигатель должен выдавать большую мощность, чем его типичный дорожный эквивалент. Однако на дороге транспортное средство должно хорошо управляться и не быть слишком мощным. Мощность также должна распределяться между воздушными и дорожными приводными механизмами. Поэтому некоторые конструкции имеют несколько двигателей, причем дорожный двигатель дополняется или даже заменяется дополнительными летными двигателями.
Как и в случае с другими транспортными средствами, питание традиционно обеспечивалось двигателями внутреннего сгорания , но электроэнергия переживает бурное развитие. Она все чаще используется на дорожных транспортных средствах, но вес батарей в настоящее время делает ее непригодной для самолетов. Однако ее низкая экологическая сигнатура делает ее привлекательной для коротких поездок и плотной городской среды, предусмотренной для летающего автомобиля.
На дороге большинство летающих автомобилей приводят в движение колеса обычным способом. Некоторые используют пропеллер самолета, как это делают аэроглиссеры , но это неэффективно.
В воздухе летающий автомобиль обычно получает прямую тягу от одного или нескольких пропеллеров или воздуховодов. Некоторые имеют приводной вертолетный ротор . Реактивные двигатели не используются из-за опасности на земле, создаваемой горячим, высокоскоростным выхлопным потоком.
Для безопасной эксплуатации летающий автомобиль должен быть сертифицирован независимо как дорожное транспортное средство и как воздушное судно соответствующими органами. Лицо, управляющее транспортным средством, также должно иметь лицензию водителя и пилота, а транспортное средство должно обслуживаться в соответствии с обоими режимами.
С точки зрения механики требования к движению настолько сложны, что необходимо использовать любую возможность, чтобы свести вес к минимуму. Поэтому типичный планер самолета легкий и его легко повредить. С другой стороны, дорожное транспортное средство должно выдерживать значительные ударные нагрузки от случайных инцидентов в неподвижном состоянии, а также удары на низкой и высокой скорости, и высокая прочность, которая для этого требуется, может значительно увеличить вес. Практичный летающий автомобиль должен быть как достаточно прочным, чтобы соответствовать стандартам безопасности дорожного движения, так и достаточно легким, чтобы летать. Любой пропеллер или лопасть ротора также создают опасность для прохожих, когда они находятся на земле, особенно если они вращаются; они должны быть постоянно закрыты или сложены при посадке.
Для широкого внедрения, как это предполагается в ближайшем будущем, не каждый водитель сможет получить квалификацию пилота, а строгое техническое обслуживание, которое в настоящее время требуется для самолетов, будет неэкономичным. Летающие автомобили должны будут стать в значительной степени автономными и высоконадежными. Плотность трафика потребует автоматизированных систем маршрутизации и предотвращения столкновений. Чтобы управлять неизбежными периодическими отказами и аварийными посадками, необходимо будет иметь достаточное количество обозначенных посадочных площадок в застроенных районах. Кроме того, плохие погодные условия могут сделать полеты на судне небезопасными. [61]
Режимы регулирования разрабатываются в ожидании значительного увеличения количества автономных летающих автомобилей и персональных воздушных транспортных средств в ближайшем будущем, и соблюдение этих режимов будет необходимо для обеспечения безопасности полетов. [ необходима цитата ] [ где? ]
Для простого летающего автомобиля требуется, чтобы человек за штурвалом был как квалифицированным водителем, так и пилотом самолета. Это непрактично для большинства людей, поэтому более широкое внедрение потребует компьютерных систем для де-навыков пилотирования. Эти навыки включают маневрирование самолета, навигацию и аварийные процедуры, все в потенциально переполненном воздушном пространстве. Бортовая система управления также должна будет взаимодействовать с другими системами, такими как управление воздушным движением и мониторинг риска столкновений. Практичный летающий автомобиль, возможно, должен быть способен на полную автономность , в которой люди присутствуют только в качестве пассажиров.
Летающий автомобиль, пригодный для широкого использования, должен работать приемлемо в густонаселенной городской среде. Подъемные и двигательные системы должны быть достаточно тихими, чтобы не вызывать неудобств, и не должны создавать чрезмерного загрязнения. Например, должны соблюдаться стандарты выбросов загрязняющих веществ для дорожных транспортных средств.
Очевидные экологические преимущества электроэнергии являются мощным стимулом для ее развития.
Потребности в том, чтобы двигательная система была одновременно небольшой и мощной, конструкция транспортного средства одновременно легкой и прочной, а системы управления были полностью интегрированными и автономными, в настоящее время могут быть удовлетворены только с использованием передовых и дорогих технологий, если вообще могут быть удовлетворены. Это может оказаться существенным препятствием для широкого внедрения. [62]
Летающие автомобили используются на относительно коротких расстояниях с высокой частотой. Они летают на более низких скоростях и высотах, чем обычные пассажирские самолеты. Однако оптимальная топливная эффективность для самолетов достигается на более высоких скоростях и высотах, поэтому энергоэффективность летающего автомобиля будет ниже, чем у обычного самолета. [63] Аналогичным образом, дорожные характеристики летающего автомобиля ухудшаются из-за требований полета и необходимости возить с собой различные дополнительные детали, поэтому он также менее экономичен, чем обычный автомобиль.
В апреле 2012 года была создана Международная ассоциация летающих автомобилей, которая должна стать «центральным ресурсным центром для информации и коммуникации между индустрией летающих автомобилей, новостными сетями, правительствами и теми, кто ищет дополнительную информацию по всему миру». [64] Поскольку летающим автомобилям нужны практические правила, которые в основном рассматриваются на региональном уровне, было также создано несколько региональных ассоциаций, при этом Европейская ассоциация летающих автомобилей (EFCA) представляет эти национальные ассоциации-члены на общеевропейском уровне (51 независимая страна, включая государства-члены Европейского союза , кандидатов на вступление и Россию, Швейцарию, Турцию, Украину). [65] Ассоциации также организуют гоночные соревнования для дорожных самолетов в Европе, European Roadable Aircraft Prix (ERAP), в основном для повышения осведомленности об этом типе самолетов среди более широкой аудитории. [66]
Летающий автомобиль был и остается распространенной чертой представлений о будущем , как предсказанном, так и воображаемом. [7]
Летающие автомобили разрабатывались с первых дней автотранспорта и авиации, и многие футурологи предсказывали их скорое появление. Авиастроитель Гленн Кертисс представил свой нелетающий Autoplane в 1917 году. В 1940 году производитель автомобилей Генри Форд предсказал, что: «Запомните мое слово: грядет комбинация самолета и автомобиля. Вы можете улыбаться, но она грядет». [77]
С 1945 года промышленный дизайнер Норман Бел Геддес продвигал свою концепцию обтекаемого летающего автомобиля со складными крыльями. [78] В конце 1950-х годов студия Advanced Design компании Ford опубликовала модель концепт-кара в масштабе 3/8, Volante Tri-Athodyne. Она имела три воздуховода, каждый со своим двигателем, которые поднимали ее над землей и перемещали по воздуху. Форд признал, что «день, когда в каждом гараже будет аэромобиль, еще не наступил», также предположив, что «Volante указывает одно направление, в котором будет развиваться стиль такого транспортного средства». [70] [71]
Несмотря на столетие ожиданий, ни один летающий автомобиль пока не доказал свою практическую ценность, и они остаются экспериментальной диковинкой. Эта долгосрочная неспособность оказать какое-либо влияние на общество привела к появлению мема «Где мой летающий автомобиль?»
Вот мы, меньше месяца до наступления нового тысячелетия, и я хочу узнать, что случилось с летающими автомобилями? Мы собираемся стать американцами 21-го века. Люди предсказывали, какими мы будем, более 100 лет, и наши атрибуты не совсем соответствуют ожиданиям. ... Наша неспособность производить летающие автомобили кажется особым предательством, поскольку это было так важно для нашего имиджа.
— Гейл Коллинз, (1999) [79]
Это новое тысячелетие отстой! Оно точно такое же, как и старое тысячелетие! Знаете почему? Никаких летающих машин!
— Льюис Блэк , (2018) [80]
Вопрос «Где мой летающий автомобиль?» стал символом более масштабной неспособности многих современных технологий соответствовать футуристическим представлениям, которые продвигались в предыдущие десятилетия. [81] [82]
Летающий автомобиль был изображен во многих произведениях фэнтези и научной фантастики. [83] Вот некоторые известные примеры:
Constantinos Vlachos Popular Science.
хотя в пресс-китах к фильму говорилось, что спиннер приводился в движение тремя двигателями: «обычным внутренним сгоранием, реактивным и антигравитационным».