10 סיבות שבגללן מכוניות מעופפות יישארו חלום רחוק

עשרות חברות ובהן אובר, פולקסווגן, איירבאס ודיימלר מבקשות להפוך למציאות את סרטי המדע הבדיוני ולאפשר למכוניות לרחף באוויר • אלא שבדרך למטרה הזאת ניצבים מכשולים כלכליים, פיזיקליים ותכנוניים קשים, שלא לדבר על הרעש מחריש האוזניים • אם לא יימצאו לבעיות אלה פתרונות בשנים הקרובות, החזון המלהיב של עולמות הטק והתחבורה עלול להתרסק אל קרקע המציאות

המכונית המעופפת של משפחת ויזלי / צילום: יח"צ
המכונית המעופפת של משפחת ויזלי / צילום: יח"צ

השנה היא 2018, ובניגוד למציאות שהוצגה ב"בלייד ראנר" או ב"בחזרה לעתיד 2", עדיין אין לנו מכונית מעופפת. לכאורה, הגיוני שכבר תהיה לנו אחת: אם יש רחפנים שמעבירים משלוחי מזון וחבילות, למה שלא יהיו רחפנים גדולים יותר שמעבירים בני אדם ממקום למקום?

חולמים על מכונית מעופפת? תמשיכו לחלום

עשרות חברות כבר נמצאות במרוץ האווירי הזה. אובר עובדת יחד עם נאס"א על פיתוח מכונית מעופפת - או למעשה מונית מעופפת - במטרה להגיע לטיסות ניסיון ב-2020 ולטיסות מסחריות ב-2023. Kitty Hawk, הסטארט-אפ של מייסד גוגל לארי פייג', החל בשנה שעברה לערוך ניסויים בשמי ניו זילנד; Lillium הגרמנית גייסה כמשקיע את ניקלס זנסטרום, ממייסדי סקייפ; חברה גרמנית אחרת, Vahana, משתפת פעולה עם ענקית התעופה איירבאס; Terrafugia ממסצ'וסטס עובדת על הפרויקט עוד מסוף העשור הקודם; וגם חברות רכב מוכרות כפולקסווגן, דיימלר ופורשה פוזלות לתחום.

אלא שההתלהבות הרחבה מהמכוניות המעופפות עלולה להיתקל, בשנים הקרובות, בבעיה שנקראת המציאות. בעיני רוחנו אנחנו רואים את המרחב האוויר הצבעוני והסדור של "האלמנט החמישי", כאשר בפועל - אם בכלל החזון ייצא לפועל - יש סיכוי סביר ביותר שנקבל כאוס, בסגנון רון וויזלי מ"הארי פוטר" המקרטע במכונית מעופפת שאינו יודע לתפעל. נכון להיום ישנם עשרה קשיים עיקריים שמרחיקים מאיתנו את החלום המרחף: כלכליים, פיזיקליים, ביורוקרטיים וטכניים. אם לא יצליחו לפתור אותם, הדולרים הרבים שהושקעו ועוד יושקעו בפיתוח יירדו לטמיון. ואם כן? אז נצטרך לחצות את השמיים בזהירות.

המכוניות המעופפות ב"האלמנט החמישי" / צילום: יח"צ
 המכוניות המעופפות ב"האלמנט החמישי" / צילום: יח"צ

1. מי ינהג?

אנחנו מדמיינים מכוניות מעופפות קטנות וזריזות, שייראו וייסעו בדיוק כמו מכוניות רגילות - רק לגובה. בפועל, כלי הטיס שאובר ומתחרותיה מפתחות הם פשוט סוגים חדשים של מסוקים ומטוסים - אין להם גלגלים והם לא אמורים לנסוע על הכביש. טרהפוגיה היא מהבודדות שמנסות לפתח מכונית מעופפת "קלאסית", וגם כאן מדובר במכונית הכוללת חלקים של מטוס, שמוסיפים למשקלה הכולל - או אולי מוטב לומר מטוס כבד שסוחב חלקים של מכונית.

אובר, שעד כה הציגה את חזון המכוניות המעופפות המפורט ביותר, בכלל מתייחסת למוניות העתידיות שלה כאל מסוקים, ואומרת שבשלב הפיילוט ינהגו בהן טייסים מנוסים. ולא בכדי: אלו התקנות הנוגעות לכלי טיס. מרבית המדינות - ובהן ישראל - דורשות מבעלי רחפן לעבור קורס ולקבל רישיון מטיס. בספרד מטיסים מקצועיים נדרשים להחזיק ברישיון טיס, ובסין רק טייסים מוסמכים מורשים להטיס רחפנים במשקל 116 ק"ג ומעלה. יש הבדל גדול מאוד בין עצירה בצד הכביש לצורך תיקון פנצ'ר, לבין מכה קלה בכנף שמתרחשת כמה מאות מטרים מעל הקרקע. אלא אם המכוניות המעופפות יהיו אוטונומיות לחלוטין - וספק גדול אם יהיו מכוניות כאלה גם בעשור הבא - נצטרך עבורן הכשרה ורישיונות מתאימים. כלומר, אם בכלל יתאפשר להן להמריא.

 המכוניות של אובר / צילום: יחצ
  המכוניות של אובר / צילום: יחצ

2. איך ממריאים?

כל השחקניות בתחרות על פיתוח כלי תחבורה מעופף מדברות על המראה אנכית, המכונה VTOL (כלומר Vertical Take Off and Landing). האלטרנטיבה הקיימת, מסלול האצה והמראה, פשוט אינה טובה מספיק. כל שימוש במסלול האצה, קצר ככל שיהיה, ידרוש לבנות שדות תעופה קומפקטיים בפאתי הערים, שבהם מכוניות יוכלו לעלות בסערה השמימה. הדבר ייתרגם מיידית לעומסי תנועה נוספים בדרך אל מסלולי ההאצה, עומסים בכניסה למסלול ובהמתנה לתור ובניית מגדלי פיקוח. ואז מה עשינו בזה?

רק שגם המראה אנכית זה לא פתרון כל כך פשוט: זהו השלב שבו תחושת העילוי והאופוריה שבה כולנו שרויים מופרת על ידי חוקי הפיזיקה, שמטיחים אותם בחזרה אל קרקע המציאות. בהיעדר תאוצה, שמושגת על ידי נסיעה מהירה במסלול המראה, יש להפעיל הרבה יותר כוח - כלומר אנרגיה - כדי להתגבר על הכבידה ועל התנגדות האוויר. ככל שכלי התעופה כבד יותר, כך ההמראה תדרוש יותר כוח. מארק מור, לשעבר מהנדס בכיר בנאס"א שכיום מפתח את התחום באובר, מסביר כי ככלל אצבע יש להשקיע בכלי טיס כוח ששווה על הקרקע ל-2.8 קילו על כל קילו ממשקלם, אך כשמדובר בהמראה אנכית הנתון הזה עולה ל-4.5-5.5 קילוגרם.

במילים אחרות, יהיה צורך ברוטורים גדולים ואימתניים שיסתובבו מהר ויוכלו לספק לכלי הטיס כוח עילוי. מה קורה כשיש רוטורים גדולים? הם מרעישים.

3. מה עם הרעש?

רוטורים הם למעשה מאווררי ענק: הם דוחפים למטה את האוויר במטרה לייצר כוח עילוי כלפי מעלה. המכניקה הזאת יוצרת מערבולות אוויר (אפשר לראות זאת בסרטונים שבהם אנשים עולים להליקופטר, ושיערם מתבדר בפראות) וגם הרבה מאוד רעש. דמיינו את הרעש שמייצרים ארבעה מסוקים במטסי יום העצמאות, ותכפילו אותו פי מאה. ככל שיהיו יותר כלי רכב מעופפים, כך יהיה יותר רעש בכל שעות היממה.

בשנת 2014 נספרו 56 אלף טיסות מסוקים תיירותיים בניו יורק, המהוות 75% מהתעבורה המעופפת מעל העיר (האחרות הן פינויי חירום לבתי חולים, מסוקים משטרתיים ומסוקים של אנשי עסקים). כלומר, 153 טיסות תיירותיות ביום בממוצע, במשך 10 שעות ביום. הרעש היה כה בלתי נסבל עד שהתושבים התלוננו לעירייה, וזו הודיעה כי תגביל לחצי את מספר הטיסות התיירותיות. בניו יורק חיים כשמונה מיליון תושבים - בדומה למספר תושבי ישראל.

עכשיו דמיינו תרחיש שמרני מאוד שבו כל אחד מהאנשים האלה יזדקק רק פעם בשנה לשירותיה של מונית-מסוק. כלומר, כמעט 22 אלף איש יטוסו ביום ממוצע. נניח שכל מונית מעופפת תכיל עשרה אנשים (זו הערכה נדיבה: כרגע מדובר על מוניות שיטיסו ארבעה או חמישה). התוצאה: כמעט 2,200 טיסות מרעישות מדי יום, שהן בממוצע כ-90 טיסות מדי שעה, ויהיו שעות עמוסות יותר מאחרות. זוכרים את ארבעת המסוקים של יום העצמאות? עכשיו דמיינו 90 כאלו מעל הראש, או 500 בשעות העומס. וזו הערכה זהירה ביותר שמניחה נסיעה אחת בשנה במונית, ומבלי שהתייחסנו למכוניות מעופפות פרטיות.

כדי שמסוק יורשה לנחות בשדה תעופה קטן או בשכונת מגורים, הרעש שהוא מייצר צריך להיות נמוך מ-50 דציבלים כבר במרחק של 40 מטרים ממשטח הנחיתה (לשדות תעופה גדולים יש שטחים ריקים נרחבים מסביבם). כלומר, מנועי המכוניות צריכים להיות שקטים יותר משואב אבק, ולמעשה שווי ערך לציפור מצייצת. אנחנו רחוקים מאוד משם, בגלל אתגר פיזיקלי פשוט להבנה.

כשרוטור של הליקופטר מסתובב, הוא גורם לכך שלחץ האוויר מעל הלהבים ייפול בחדות והלחץ מתחתיהם יהפוך גבוה יותר. בכך הוא דוחף את המסוק כלפי מעלה. אוויר זורם מסביב ללהבים בניסיון להשוות לחצים, וכך נוצרות מערבולות. המערבולות הללו פוגשות את הלהב הבא ונוצר רטט - שאנו שומעים כקול. ככל שהלהב יסתובב לאט יותר (על ידי הפחתת סיבובי המנוע לדקה או הגדלת הזווית - הפיץ'), כך הקול יהיה פחות חזק, אבל הלהבים ייצרו פחות כוח עילוי. כדי לפתור זאת אפשר להוסיף להבים או להגדיל את מדחף הזנב - אבל זה מכביד, ומשקל הוא פרמטר בעייתי גם כך.

אובר מודעת כמובן לבעיה, ואומרת כי היא פועלת להפחתת הרעש. לפי מארק מור, המוניות שלה ישתמשו בטכנולוגיה שפותחה בנאס"א ובה 14 מנועים חשמליים ומדחפים יוצבו לאורך כנפי המטוס-מסוק - שיטה יעילה יותר בהשוואה למדחף אחד גדול הנהוג במסוקים כיום. כדי להפחית את הרעש, סיבוב הרוטורים אכן יהיה איטי יותר מהמקובל כיום והם יוטו בזווית. בשיחה עם האתר FastCompany הוא טען שכך הרעש יופחת פי 32, ויתמזג הם התנועה שבחוץ. זה קונספט מעניין, אבל הוא עדיין לא מגובה בנתונים (לפחות לא גלויים) ולא נוסה בתנאי שטח. ספק גדול אם הוא יהווה פתרון לרעש של מאות כלי טיס מדי שעה.

4. מה עם הסוללה?

טווח התעופה של המכונית המעופפת תלוי במה שיספק אנרגיה למנוע שלה: סוללות או דלק סילוני (תשכחו מבנזין רגיל). דלק נחשב יעיל יותר מבחינת ניצול וטווח נסיעה, אך מחירו הופך את העסק ללא כדאי. אם כן, נשארנו עם סוללות, מה שמחזיר אותנו לסוגיית המשקל.

הבטרייה של חברת קיטי-הוק, לדוגמה, שוקלת פי 70 יותר ממשקלו של מיכל דלק סטנדרטי, וטווח התעופה מוגבל ל-100-150 ק"מ. סוללות גדולות יותר יהיו כבדות עוד יותר, באופן שלא יאפשר לכלי הרכב להמריא.

כלי הטיס של Kitty Hawk  / צילום: יחצ
 כלי הטיס של Kitty Hawk / צילום: יחצ

בקיצור, הפיתוח תקוע בגלל סוללה עצומה בגודלה שלא ניתן להקטין בכלים הידועים לנו כיום, והתקווה היא שבשנים הקרובות טכנולוגיית הבטריות תשתפר כל כך עד שהן יהפכו דקות וקלות באופן משמעותי. גם טכנולוגיית הטעינה תצטרך להשתפר, כי הרי נדרש זמן לטעון את הבטריות בין טיסות. ישנן מספר חברות שמפתחות סוללה שנטענת תוך כדי טיסה, אך כרגע מצליחות לטעון כך רק אחוז קטן ממנה.

5. האם זה בטוח?

אחת השאלות העיקריות נוגעת לבטיחותם של האזרחים על הקרקע: אחד הדברים הבסיסיים שניוטון לימד אותנו, הוא שככל שחפץ נופל מגובה רב יותר - כך הנזק שיגרום יהיה גדול יותר. אם ייפול ראשו של אדם מחורר משרדי מגובה של סנטימטרים ספורים זה יכאב קצת, אך לא יגרום נזק. לעומת זאת, אם אותו מחורר ייפול עליו מגובה קילומטר, זאת תהיה טרגדיה משונה למדי.

"התחזוקה בכל הכלים התעופתיים היא מונעת", אומר ל"גלובס" יובל אהרוני, מנכ"ל חברת השכרת המסוקים Israel Helicopters. "לא מחכים שהפרופלור יתפרק, אלא היצרן קובע, לדוגמה, שאחרי 1,500 שעות אני מחליף פרופלור - ואני יודע שזה עולה לי 80 אלף דולר. מחלקים את מחיר הרכיב במספר השעות ואת העלות הזו מעמיסים על מחיר הטיסה. הכסף הגדול הוא בתחזוקה.

"להבדיל ממטוס שהדבר העיקרי בו הוא המנוע, במסוקים יש הרבה רכיבים נעים - פרופלור, מנוע, פרופלור בזנב. אסור לטוס אם לא מחליפים את החלקים האלה. על רחפנים אין פיקוח, אז יכול להיות שלא תחליפי את החלקים ותקחי את הסיכון שהרחפן יתרסק. אבל בכלי תעופתי שמטיס אנשים הכל הרבה יותר מוקפד. המחיר של רכיב חדש להחלפה יקר הרבה יותר מרכיב מקביל במכונית, כי סטנדרט הבדיקה, החומרים והאיכות הרבה יותר גבוהים. בדרך כלל אין הרבה יצרנים או תחרות" .

דאגה בטיחותית נוספת בישראל, וגם בארה"ב של אחרי נפילת התאומים, היא החשש מפיגועי התאבדות: השתלטות על מסוק והפלתו אל מרכזי אוכלוסייה היא עדיין סיבה לדאגה. אמצעים כמו חציצה בין הנוסעים לתא הטייס, או בידוק קפדני בכניסה, רק ייצרו סרבול נוסף.

6. עד כמה זה יקר?

תחזוקת הכלים, אם כן, יקרה להפליא ומגולמת במחיר כרטיס הטיסה. בהתחשב בכך שאובר ומתחרותיה מתכננות מוניות מעופפות שיוכלו להטיס רק ארבעה או חמישה נוסעים בכל פעם, המסקנה המתבקשת היא שהשירות לא יהיה מיועד למעמד הביניים.

אהרוני דווקא אופטימי: "שעת טיסה רגילה עולה היום בסביבות 3,000 שקל לשלושה אנשים. שעת טיסה של רכב מעופף אמנם תהיה יקרה, אבל אנחנו מדברים על נסיעות מהירות, של 20 דקות. זה יכול להיות טוב עבור פלח השוק העליון: ייתכן שאיש עסקים יגיד 'שווה לי לשלם 200 דולר כדי לחסוך זמן בבוקר'. זו מהפכה הדרגתית, שבהמשך תגיע לכולם. אני אשאיר את האוטו בחנה וסע בתל אביב, והרחפן ישים אותי על הגג של הבורסה".

התחזית של אהרוני לא מופרכת: מומביי, דלהי וקולקטה (כלכותה) הן ערים צפופות כל כך, עד שאפילו נסיעה של 15 ק"מ יכולה לארוך שעה. בבנגלור פועל ממרץ שירות מסוקים בין נמל התעופה קמפגוודה לבין האזור המכונה "אלקטרוניק סיטי", שבו מרוכזות חברות הייטק רבות. הוא מחליף נסיעה של שעתיים בטיסה בת 15 דקות, שעולה 4,130 רופי (כ-200 שקל). זה סכום עצום עבור ההודי הממוצע, שאמור להיות קהל היעד של אובר.

לדברי אובר, מטרתה היא לשמור על מחירים נמוכים גם במוניות המעופפות. עם זאת מעריכים בחברה כי שירות המסוקים יעלה 200 רופי לכל קילומטר טיסה. זהו סכום גבוה מאוד בהשוואה למחירי המטרו בערי הודו, שנעים בין 0.5 ל-4 רופי לקילומטר נסיעה. עוד לא נכנסנו לשאלה איך אובר תטען את הסוללות על בסיס תשתית החשמל הבעייתית בהודו, אך חשוב מכך: גם משיגיעו הנוסעים ליעד, יהיה מדובר במשטח נחיתה, שממנו יהיה עליהם לדאוג לאמצעי תחבורה שיוביל אותם ליעדם המדויק. אופס, אמצעי תחבורה רגילים הם בדיוק הבעיה שאנחנו מנסים לפתור.

7. איך מונעים תורי ענק?

אובר מודעת לכך שלא תוכל להטיס לקוחות מדלת אל דלת, ולכן מתכננת בערים נבחרות שדות תעופה דו-שימושיים, שיכללו משטחי נחיתה למוניות-הליקופטרים וחניונים למכוניות. החברה מקווה שהמנחתים ישרתו 4,000 איש מדי שעה.

הדמיית מנחתי מכוניות מעופפות של אובר / צילום: יחצ
 הדמיית מנחתי מכוניות מעופפות של אובר / צילום: יחצ

גם אם ראשי הערים ותושביהן יסכימו לכך (זוכרים את בעיית הרעש?), ההשלכות עלולות להיות החלפת צוואר בקבוק אחד באחר. אובר תתפוס שטחי נדל"ן עצומים במרכזי הערים או בפאתיהן, מבלי לפתור את בעיית התחבורה: אנשים יגיעו אל התחנות שלה וייסעו מהן בתחבורה ציבורית או בכלי רכב פרטיים. 4,000 איש בשעה? אלה הרבה כלי רכב.

המנחתים יוקמו על גגות שיהיו גבוהים יותר מכל גורד שחקים אחר בעיר, אז כיצד יגיעו לקוחות אל המנחתים? במעלית. המעליות שיכולות לשאת את מספר האנשים הגדול ביותר נמצאות באמפייר סטייט בילדינג, והן משנעות 90 נוסעים בכל פעם, שסובלים מהמתנה מייגעת בתורים ממושכים. למעשה, הפתרון הזה יחליף שעה של עומסי תנועה בכביש בשעה של המתנה למעלית.

8. מה הצבא יגיד?

הפנטזיה שמאחורי המכונית המעופפת היא שאנשים ייסעו-יעופו בחופשיות, ולא יהיה צורך לצפור משום שתמיד אפשר יהיה לעקוף - יש מספיק אוויר לכולם, לא?

וזאת בדיוק הבעיה: באין פיקוח, כל אחד יוכל לנסוע לכל כיוון, בנתיב הכי קצר שיש. המרחב האווירי נותן תחושה בלתי מוגבלת, ולכן, בכל תרחיש שבו הגורם האנושי יהיה מעורב, עקיפות יתבצעו מימין ומשמאל, מלמעלה ומלמטה, ובעיקר - בפראות וברגע האחרון.

בנוסף, הנתיבים האוויריים אינם פנויים בהכרח: שטחים צבאיים, אזורים מסווגים וגבולות בין מדינות עודם קיימים בחיינו, גם אם אינם נראים לעין. יהיה צורך ברגולציה ובתיאום בין שלל גורמים כדי למנוע מהמכוניות לעופף לשטחים אסורים, ובמפות עדכניות שיהבהבו כשהן יחרגו מגבולות האזור הבטוח לטיסה. בישראל, באופן ספציפי, לא חסרים אזורים המוגדרים כשטחי אש או כשטחים צבאיים סגורים.

ועוד לא הזכרנו את נמלי התעופה והטיסות המסחריות, שגם אותן צריך לקחת בחשבון. בנקודה הזו אובר עפה על עצמה מספיק כדי לדרוש שיפנו עבורה נתיב אווירי משלה, שבו כלי טיס מסחריים ואחרים לא יוכלו לטוס. זה יוכל אולי לעבוד כפתרון נקודתי בכמה ערים קטנות, אך לא כפתרון קבוע בערים גדולות וצפופות (או בין מדינות באירופה), ולא לאורך זמן. המטרה הסופית אמורה להיות מרחב אווירי שבו כולם טסים וכולם מתקשרים זה עם זה: טיסות מסחריות, רחפנים, כלי טיס צבאיים, מוניות מעופפות ועוד.

האתגר הזה מחזק את הסברה שכדי שלחזון הרכב המעופף יהיה סיכוי לצאת לפועל, הוא צריך להיות אוטונומי מהרגע הראשון - בלי שלבי ביניים דוגמת זה שאובר מתכננת, שבהם טייסים אנושיים ינווטו את המכונית. אגב, מכוניות מעופפות אוטונומיות הן גם הפתרון הסביר היחיד לבעיית הטיסה במזג אוויר גרוע. אבל רגע, גם כאן יש בעיה.

9. איך חוסמים האקרים?

המוח של כלי טיס אוטונומיים - שילוב בין רכב, מטוס ומסוק - מבוסס על שבבים ועל בינה מלאכותית, ועל היכולת לתקשר עם סביבתו כדי לבחור מסלול אופטימלי. אך במקום שבו אתם רואים בינת-על, האקרים זדוניים רואים יעד נחשק לפריצות ולחבלות. השתלטות על מכוניות מעופפות, חטיפת אנשי עסקים, תאונות אוויריות מחרידות מעל ערים הומות - כל אלו הם תרחישי אימים אפשריים.

כל עוד התחומים מופרדים - מכוניות לחוד ומטוסים לחוד - עדיין אין בעיות מיוחדות. ישנם ניסיונות, כמובן, אלא שהם ככל הנראה בשליטה. הן דנין דיפיורה, מנהלת הסייבר בחטיבת התעופה של ג'נרל אלקטריק, והן דני גלוטר, מייסד אופטימל פלוס שבודקת שבבים לכלי רכב חכמים, אמרו בראיונות ל"גלובס" שבשלב הזה הסיכוי למתקפות מוצלחות כאלה נמוך. דיפיורה אומרת כי כיום מערכות המטוס בנויות כך שלא יסמכו זו על זו. ואולם מכוניות מעופפות, שמערכותיהן יידרשו לנהל תקשורת מורכבת הרבה יותר, ייצרו כאב ראש אבטחתי גדול יותר.

10. סומכים על אובר?

אובר היא החברה היחידה עד היום שמכונית אוטונומית שלה הרגה הולכת רגל. היא גם חברה שסבלה, ועדיין סובלת, ממשבר אמון חריף על רקע התנהלותה האגרסיבית בשנים האחרונות. האם הלקוחות יסכימו להיכנס למכונית המעופפת שלה? 

רוצה להשאר מעודכן/ת בנושא גלובס טק?
✓ הרישום בוצע בהצלחה!
צרו איתנו קשר *5988