Как технологии изменят транспорт

Беспилотные автомобили, суб-орбитальные путешествия, вакуумные дороги: индустрия транспорта в ближайшем будущем готова к переменам как ни одна другая области. Какие специалисты будут ей нужны?
Михаил Мин
19 февраля 2016

Машины, поезда, самолеты, корабли — всё, что сегодня человек использует для перемещения из точки А в точку Б, совсем скоро изменится до неузнаваемости. Индустрия личного и общественного транспорта стоит на пороге тектонических сдвигов, и даже слово «революция» не вполне отражает суть того, что будет происходить в ближайше 20 лет. Беспилотные автомобили, суб-орбитальные путешествия, вакуумные дороги ждут путешественника завтрашнего дня так же, как и специалистов, которые смогут превратить большие идеи в работающую инфраструктуру. Для тех, кто хочет участвовать в создании будущего, есть несколько карьерных путей, но транспорт среди них — самый верный.

До начала XIX века человек передвигался медленно, с помощью лошадиной силы или ветра, и рисковал попасть в неприятности из-за погоды и других обстоятельств. Изобретение рельсов, поездов и парового двигателя сильно «ускорило» человечество, превратив дороги в артерии нового индустриального общества. Путешествия перестали быть прерогативой только самых отчаянных и терпеливых. Расстояние между городами, странами, континентами не уменьшилось, но сильно сократилось. К началу XX века человек научился развивать скорость до 200 км/ч. Спустя полвека она увеличилась еще в 200 раз. В 1963 году космический аппарат Аполлон-10 с экипажем на борту достиг скорости 39,8 тыс. км/ч. И хотя это экстремальные и экстраординарные цифры даже для сегодняшнего дня, они служат прекрасной иллюстрацией того, как при помощи технологий тело человека может и хочет двигаться очень быстро.

Впрочем, скорость — не единственный важный знаменатель в уравнении. Безопасность любят все, и никто не хочет рисковать жизнью из-за пустяков. Комфорт тоже заметно отличает современный транспорт, скажем, от конного экипажа. Экономичность ценится не меньше денег, потраченных на топливо, а плачевное состояние экологии заставляет людей задуматься о том, что выбрасывают в атмосферу их выхлопные трубы. Неважно, на суше, в воде или в воздухе, формула идеального транспорта зависит от суммы всех слагаемых.

Беспилотные такси, разработанные для экогорода Масдар, ОАЭ.

Управление: без человека и без аварий

По статистике Всемирной организации здравоохранения ежегодно более миллиона человек гибнет в автокатастрофах. За 12 месяцев дороги и машины уносят больше жизней, чем все военные конфликты XXI века вместе взятые. Основная проблема — сам человек. Невнимательность, превышение скорости, беспечность, пьянство, неопытность — вот топ-5 причин, которые приводят к авариям. Чудовищные по своему масштабу цифры растут из года в год, и никакие правила, социальная реклама и прочие предосторожности не помогают по-настоящему решить проблему. Кроме одного, самого радикального решения.

Вероятно, мысль о беспилотном управлении возникла вместе с первым автомобилем. Непосредственные эксперименты в этой области начались еще в 1920-х годах, а неуклюжие прототипы появились на американских выставках народного хозяйства уже в 1930-х. С тех пор работа над системами автономного вождения не прекращалась. В их эволюционной цепи можно найти много интересных изобретений: автоматическую коробку передач, круиз-контроль, спутниковую навигацию. Объем присутствия технологии рос, как снежный ком, пока инновационная лавина не сошла со своей вершины в конце концов, накрыв индустрию с головой. Произошло это в течение последних лет, когда выяснилось, что беспилотные автомобили не только реальны, но и уже передвигаются по дорогам наравне с обычными машинами.

Больше всего шуму наделали две компании: Google и Tesla. Первая сейчас разрабатывает полностью автономные системы, которые в ближайшем будущем будут готовы заменить человека. Вторая создает продвинутый автопилот, позволяющий водителю во время движения по автостраде заниматься своими делами. Машины Tesla, хотя и весьма дорогие, можно купить уже сейчас. Они работают одинаково хорошо и в Калифорнии, и на Третьем транспортном кольце. Беспилотные системы Google существуют пока лишь в режиме тестирования, но уже проходят полевые испытания на дорогах Калифорнии, пугая местных жителей пустотой вместо водителя. Как это работает? Никто не объяснит лучше руководителя проекта — Криса Армсана.

Кроме сокращения числа дорожно-транспортных происшествий и экономии времени, беспилотные автомобили повысят пропускную способность дорог благодаря централизованному управлению транспортным потоком. По этой же причине они приведут к значительной экономии на топливе и состоянии дорог, снизят цену грузоперевозок, сделают более безопасным перемещение в зонах военных конфликтов и природных или техногенных катастроф. Всё это настолько очевидно, что сразу после успехов компаний из Кремниевой долины в гонку за беспилотным будущим включились все крупные игроки автомобильной индустрии.

Для того чтобы автономные машины на дорогах стали реальностью, не хватает еще нескольких небольших шагов. Из самых крупных проблем пока выделяется вождение в плохих погодных условиях: автоматические сенсоры всё еще плохо работают под снегом и дождем. Преодоление всех остальных препятствий уже зависит не от технологий, поскольку этиа барьеры лежат в юридической и морально-этической плоскости. Кто будет нести ответственность за ущерб, если беспилотный автомобиль всё-таки попадет в аварию? Сколько уволенных грузчиков и таксистов будут недовольны нововведениям? Как решить «проблему вагонетки» при неизбежном столкновении? Вышеперечисленные вопросы, как и отладка инфраструктуры новых дорог, где будут присутствовать автономные и управляемые машины одновременно, требуют совершенно других подоходов, но это уже не так сложно придумать, как заставить автомобиль двигаться самостоятельно.

Владимир Пирожков
Владимир ПИРОЖКОВ,
глава центра промышленного дизайна и инноваций «АСТРАРОССА Дизайн»

«Будущее транспорта будет определять персонализация, „пикселизация“ передвижения в пространстве. По сути, это будет 3D-транспорт. Он освободится от дороги так же, как мобильный телефон от провода, и станет бездорожным. Средства, которые вкладываются в строительство дорог, будут частично переправлены на создание инфраструктуры „объемного“ транспорта. Разумеется, тяжести будут передвигаться по плоскости, но человек станет передвигаться в пространстве. Сначала на доступных видах топлива (бензин, дизель, электричество), затем — за счет новых принципов движения: они уже на подходе.

Мы стоим на границе перехода к следующему варианту технологического уклада. Сейчас изменения в технологиях часто бывают стремительными и весьма неожиданными. Интересно будет посмотреть, как Россия отреагирует на радикальные изменения парадигмы передвижения и насколько жители страны окажутся готовы к резкой модернизации инфраструктуры, диспетчеризации. Хотя, конечно, всё это в любом случае неизбежно».

Автотранспорт: миниатюрность и экологичность

Второй большой прорыв в автомобилестроении касается топлива и экологии. Еще не все поняли, что мощные, большие и дорогие машины — это, как и кареты, приметы прошлого. Альтернативные источники энергии и эффективный дизайн — вот панацея против проблем, связанных с плачевной экологической ситуацией в любом крупном мегаполисе. И хотя сегодня та же Tesla производит впечатляющее электрокары, а Toyota делает доступные гибридные автомобили, эволюция личных транспортных средств на этом явно не заканчивается. Концепция смарт-каров нового поколения давно бередит фантазии посетителей крупных автосалонов. Например, модель General Motors EN-V — компактная капсула, которая передвигается с помощью электроэнергии и больше похожа на игрушку. Подобные разработки есть у большинства автоконцернов, потому что даже они понимают, что рано или поздно количество автомобилей превысит доступное место не только на дорогах, но и на стоянках. От миниатюризации транспорта и его чистоты будет зависеть многое. Как это будет выглядеть в реальности, можно посмотреть на примере экспериментального города Масдар в ОАЭ, построенного и использованием зеленых технологий и принципов устойчивого развития.

Будущее индустрии зависит не только от развития автомобильной промышленности. Удобный общественный транспорт представляется сегодня не менее актуальным, а чаще всего и более экономичным, безопасным. Если электрокары пока только входят в моду, электродвигатели давно заняли важное место в системе общественного транспорта, который во всем мире старается быть «зеленым». Пока Google бьется над беспилотной системой, она уже в полной мере работает в подземельях метро Копенгагена, Барселоны, Парижа, Сан-Паулу, Токио и многих других крупных городов. Поезда без водителей прекрасно перемещаются по закрытым туннелям, где нет ни лишних препятствий, ни плохой дороги, ни умозримой «проблемы вагонетки».

«Шанхайский маглев»: поезд на магнитной подушке.

Железные дороги: маглевы и вакуум

Удивительно, но поезда, почему-то прочно ассоциирующиеся с со славным индустриальным прошлым, всегда нахоятся в авангарде технологических революций. Сегодня это один из самых быстрых и безопасных способов передвижения. Поезда первой в мире коммерческой железнодорожной линии на магнитном подвесе «Шанхайский маглев» (от англ. magnetic levitation — «магнитная левитация») способны развивать скорость до 430 км/ч. Между Наполи и Миланом курсируют составы AGV со скоростью 350 км/ч. И хотя максимальная конструкторская скорость российского «Сапсана» не превышает 300 км/ч, это тоже довольно быстро в сравнении с машинами.

В будущем поездов четче всего просматриваются два магистральных пути: развитие технологий магнитного подвеса по примеру «Шанхайского маглева» и совсем фантастический, но не менее реальный — наподобие предложенной Элоном Маском концепции Hyperloop. Идея вакуумного поезда пришел в голову изобретателю в 2012 году и вскоре была представлена общественности в виде бумажной альфа-версии проекта, размещенной в свободном доступе, так как сам Маск не собирается участвовать в ее реализации. Предполагается, что новое транспортное средство будет заметно быстрее любого поезда и самолета и сможет развивать скорость до 1220 км/ч.

Концепция вакуумного поезда была впервые предложена русским инженером Борисом Вайнбергом в 1914 году, но с тех пор так и оставалась лишь красивой идеей. Этот способ перемещения предполагает движение состава в режиме магнитной или пневматичской левитации внутри труб, из которых выкачан воздух. В теории лишенный трения путь позволяет развивать скорость в районе 5000 км/ч, но даже ⅕ от этого числа хватит для настоящей революции в индустрии. Пока все предыдущие попытки создать вакуумный поезд упирались в дороговизну туннелей, но похоже совсем скоро это ограничение потеряет актуальность. Первые полевые испытания технологии Hyperloop назначены на лето 2016 года. Создание системы происходит в режиме конкурсов, в которых участвуют инженерные команды со всего света. Помимо Hyperloop, существуют и другие пневматические, магнитные системы транспортного сообщения. Среди многообещающих проектов можно выделить маглев SkyTran Дугласа Малевицки, который совсем скоро запустится в Тель-Авиве при поддержке NASA.

Ультрасовременный дирижабль Dragon Dream.

Авиасообщение: орбитальный туризм и новые дирижабли

Пока наземный транспорт только прибавляет в скорости, авиасообщение остается самым быстрым способом перемещения на планете. Но отсутствие конкуренции не самым лучшим образом сказывается на авиаперевозках. Главные тренды в индустрии не менялись десятилетиями — больше места и меньше топлива. Сверхзвуковые самолеты типа «Конкорд», производства 1963 года, до сих пор держат рекорд скорости массовых трансатлантических перелетов на отметке 2180 км/ч, и при этом выведены из эксплуатации из-за дороговизны и небезопасности. Новые модели коммерческих самолетов меняются косметически, но не поражают воображение смелыми идеями.

На этом фоне интереснее всего выглядят проекты компании Ричарда Брэнсона Virgin Galactiс. В частности, самолет SpaceShipTwo, предназначенный для суб-орбитальных туристических путешествий. Его небольшая вместимость: шесть человек, — компенсируется высотой полета, возможностью несколько минут находится в невесомости и почувствовать себя космонавтом. В одном ряду со SpaceShipTwo можно поставить новое поколение дирижаблей, созданных с применением ультрасовременных технологий. Фантастический Dragon Dream сочетает в себе возможности вертолета, турбовинтового самолета и дирижабля, и, хотя его скорость не превышает 200 км/ч, этого будет достаточно для грузовых перевозок и неспешных путешествий в труднодоступные места, где нет ни аэродромов, ни другой транспортной инфраструктуры.

«Солнечный корабль» PlanetSolar в кругосветном плавании..

Водный транспорт: солнце и скорость

Много интересных новинок сегодня появляется в области водного транспорта. Энергия солнца и электродвигатели постепенно приходят на смену дизельным системам и на воде. По всему миру создаются яхты, лайнеры, грузовые корабли, которые снижают нагрузку на экологию, используя возобновляемые источники энергии. Судно на солнечных батареях PlanetSolar завершило кругосветное путешествие еще в 2012 году. В 2016 в Индии запустят паромы, питающиеся от солнца. Эффект суперкавитация, режим движения судна в водной среде, при котором вокруг образуется полость, заполненная водяным паром, уже используется при разработке экспериментальных судов и позволяет, снизив сопротивление поверхности, развить невероятную для воды скорость.

Маловероятно, что к 2030 году мы будем передвигаться на летающих машинах и проводить выходные на Луне. Эволюция транспортных систем происходит в несколько другом, но не менее интересном ключе. Будет большой ошибкой считать, что Россия останется в стороне от вышеперечисленных нововведений. Наша страна хоть и не является лидером в области наукоемких индустрий, но подхватывает инновации со скоростью света. Отличным примером этого тезиса служит IT-индустрия и распространение компьютерных технологий. Новые инфраструктурные проекты в области бесплотных систем или сверхскоростных поездов будет не менее востребованы здесь, потребуя огромного количества новых специалистов, способных не только строить, но контролировать чудеса науки.

Транспортники будущего

Дизайнер транспортных узлов нового поколения

специалист, разрабатывающий схемы пересечения различных транспортных систем.

Диспетчер беспилотных сетей

регулировщик автоматизированных дорожных потоков.

Инженер по безопасности инфраструктуры

профессионал, ответственный за наблюдение за внешними угрозами транспортной системе.

Оператор-логист

специалист, управляющий автоматизированными грузовыми перевозками.

Аналитик дорожных данных

профессионал в области больших данных, который занимается отладкой сложных дорожных систем.

Проектировщик вакуумных линий

специалист инженерного профиля, задействованный в создании линий вакуумных поездов.

Техник скоростных железнодорожных систем

профессионал, обслуживающий маглев-линии.

Пилот дирижабля

управляющий высокотехнологичными дирижаблями, транспортирующим грузы в труднодоступные места.

Образование

Санкт-Петербургский политехнический университет

www.spbstu.ru

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

www.bmstu.ru

Московский государственный машиностроительный университет

www.mami.ru

Московский авиационный институт

www.mai.ru

Дальневосточный государственный университет путей сообщения

www.dvgups.ru

Московский государственный университет путей сообщения

www.miit.ru

Сибирский федеральный университет

www.sfu-kras.ru

Московский государственный технологический университет

www.stankin.ru

Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова

www.istu.ru

Московский автомобильно-дорожный институт

www.madi.ru

Михаил Мин
19 февраля 2016
 

Обсуждение материала

Оставить комментарий

Cпецпроекты