Чем отличаются двигатели электромобилей и eVTOL: разница в стоимости, массе и безопасности

Электромобили, будь то легковые автомобили или электрические летательные аппараты с вертикальным взлетом и посадкой (eVTOL), построены на основе схожих электродвигателей. Однако существуют важные различия, включая стоимость компонентов, массу и резервирование.

Джон Вагнер пять лет проработал старшим директором по разработке аккумуляторных батарей в компании Tesla, прежде чем в 2017 году присоединился к калифорнийской компании Joby Aviation, занимающейся разработкой eVTOL. В интервью IEEE Spectrum он рассказал о различиях в инженерных решениях для автомобилей и самолетов.

Джон Вагнер

Джон Вагнер возглавляет отдел силовых агрегатов и электроники в компании Joby Aviation.

Чем отличаются двигатели eVTOL от автомобильных двигателей?

Джон Вагнер: В целом, в наземном транспорте акцент делается на соотношении стоимости и массы. Готовы ли вы потратить больше на комплектующие, чтобы сэкономить определенное количество массы? Компромиссы заканчиваются на наземном транспортном средстве, и в определенный момент стоимость становится доминирующим фактором, тогда как в авиации компромисс между стоимостью и массой гораздо глубже. Поэтому для определенных решений производители eVTOL готовы потратить больше денег, чтобы добиться либо меньшего веса, либо большей эффективности.

Другое ключевое различие связано с безопасностью. По сути, мы имеем дело с одними и теми же технологиями двигателей для наземного транспорта и авиации, поэтому режимы отказов схожи. Но, конечно, в авиации существует стремление к обеспечению безопасного полета и посадки, и это определяет, что делается при проектировании для предотвращения отказов в случае их возникновения. Во многих случаях в наземном транспорте предотвращением отказа является безопасная остановка на обочине. В авиации же предотвращением является резервирование, поскольку возможности остановиться нет.

Предусмотрена ли система резервирования в электродвигателях?

Вагнер: Как правило, резервирование в системах привода электромобилей не предусмотрено исключительно с целью обеспечения резервирования. Сейчас существуют автомобили с полным приводом — то есть один двигатель спереди, другой сзади — поэтому резервирование обеспечивается в качестве дополнительной функции. Но изначально резервирование не планировалось.

Чем производство eVTOL компанией Joby отличается от производства электромобилей?

Вагнер: Наиболее эффективный способ организации масштабных инженерных работ в зрелой отрасли, такой как автомобилестроение, — это разбить систему на части, которые можно передать на аутсорсинг поставщикам, способным качественно выполнить каждую из них. Недостаток заключается в том, что при разбиении проблемы на три части возникают граничные условия взаимодействия между ними, что всегда приводит к неэффективности. Нам удалось разработать высокоинтегрированные решения, избежав при этом таких производственных издержек.

Есть ли какие-нибудь материалы, которые вас особенно заинтересовали?

Вагнер: Пермендур [сплав кобальта и железа] обычно стоит примерно в 10 раз дороже традиционной автомобильной стали. Это существенная разница, и из-за этой стоимости его часто не используют в наземном транспорте. Он обеспечивает небольшое улучшение характеристик, но достаточное, чтобы представлять интерес для авиации.

Приживутся ли электрические самолеты так же, как наземные электромобили?

Вагнер: Я всегда хотел мыслить прогрессивно в отношении силовых агрегатов. Однако за эти годы я усвоил одну вещь: разработка силовых агрегатов требует изрядной доли терпения. Разработка совершенно нового типа силового агрегата — это масштабное начинание, но я уверен, что авиационная промышленность возьмется за него. Мы, безусловно, занимаемся этим здесь, в Joby, и, я уверен, со временем это расширится.

Данная статья опубликована в печатном номере за май 2026 года под заголовком «Джон Вагнер».