Авторизация



Войти

Регестрация

Правила для прогнозирования коммерческого успеха технологии


foto

Строительство электромобилей и многоразовых ракет довольно легко. Строительство ядерного термоядерного реактора, летательных аппаратов, самозарядных автомобилей или системы Hyperloop очень сложно. В чем разница?


Ответ, одним словом, есть опыт. Различие между возможным и практическим может быть обнаружено только при попытках. Поэтому, несмотря на то, что физика предполагает, что вещь будет работать, если она даже не была продемонстрирована в лаборатории, вы можете считать эту вещь еще далекой. Если это было продемонстрировано только в прототипах, то оно еще далекое. Если версии развернуты по шкале, и большинство необходимых уточнений имеют эволюционный характер, то, возможно, он может стать доступным довольно скоро. Даже тогда, если никто не хочет использовать эту вещь, она будет томиться на складе, независимо от того, какой энтузиазм существует среди технологов, которые ее разработали.


Стоит подумать о том, что делает потенциальную технологию легкой или трудной для развития, потому что ошибка может привести к неразумным решениям. Возьмем, к примеру, Международный термоядерный экспериментальный реактор, который сейчас строится во Франции, по оценкам, в размере 22 млрд. Долл. США. Если правительства всего мира верят, что эти усилия будут автоматически приводить к успеху и, следовательно, к ближайшим коммерческим термоядерным реакторам, и если они планируют свои национальные энергетические стратегии вокруг этого предположения, их граждане могут быть очень разочарованы.


Здесь краткий список технологических проектов, которые сейчас ведутся или, по крайней мере, находятся под серьезным обсуждением. В каждом случае я укажу на функции, которые, как правило, делают технологию легкой или трудно выводимой на рынок.


foto

Не нужно много менять

Электрические автомобили - относительно легкая технология, потому что автомобили были серийно произведены более ста лет. У нас есть более чем 100-летний опыт проектирования и изготовления стеклоочистителей, тормозов, колес, шин, рулевых систем, окон, которые могут подниматься и опускаться, автокресла, шасси и многое другое. У нас есть более чем 20-летний опыт работы с цифровыми трансмиссиями.


Кроме того, у нас уже есть целая инфраструктура для вождения, включая дороги, парковочные места, стандарты безопасности, автострахование и государственное лицензирование как транспортных средств, так и водителей. Поэтому, чтобы перейти от автомобилей внутреннего сгорания к электромобилям, вам не нужно изобретать все с нуля, а затем выяснить, как развернуть его в масштабе.


Правда, для массового производства электромобилей по конкурентоспособной цене, с хорошим диапазоном и надежностью, вы должны быть очень умны - вам нужны хорошие батареи, с одной стороны, и хорошо капитализированы. Но есть многое, что вам не нужно менять. Для этой части есть много людей, которые десятилетиями работали над соответствующими компонентами и много опыта для сборки и сборки компонентов. Электрические автомобили представляют собой новую технологию, но не необоснованно тяжелую.


Подобным образом, многоразовые ракеты могут звучать революционно, но здесь снова есть много предшествующего уровня техники. Все ракеты с жидким топливом происходят от ракет V-2, которые Вернер фон Браун построил для Гитлера. В V-2 были высокопоточные турбонасосы (433 киловатт!), Которые циркулировали в топливе для охлаждения частей двигателя, и у него был свой собственный жидкий кислород, чтобы он мог летать над атмосферой. Первый полет V-2 произошел чуть более 76 лет назад. И он продолжал быть массовым, хотя и с рабским трудом.


С тех пор во всем мире было разработано более 20 различных семейств ракет с жидким топливом, причем некоторые из этих семей входят в сотни различных конфигураций. Ракеты «Союз», 52-летняя семья, все спускаются с 20 горючими камерами с жидким топливом. В семействе Delta «тяжелый» вариант Delta IV имеет три существенно одинаковых ядра бок о бок, каждый из которых является первым этапом более ранней одноядерной Delta IV.


Технология мягкой посадки на Земле с использованием двигателей с двигателем реактивного двигателя существует с 1950-х годов, когда Rolls-Royce продемонстрировала свою «летающую кровать». В следующее десятилетие появился истребитель Harrier, который также мог взлететь и приземлиться вертикально. В 1969 году пилотируемая ракета - лунный модуль - вертикально приземлился на Луне. И в 1990-х годах Макдоннелл Дуглас построил одноступенчатую экспериментальную ракету Delta Clipper или ракету DC-X, которая взлетела и приземлилась вертикально в полдюжины раз на ракете белых песков в Нью-Мексико.


Сегодняшняя многоразовая ракета Falcon от SpaceX использует решетчатые плавники для управления первой ступенькой, пока она возвращается для мягкой посадки либо на стартовой площадке, либо на спасательной барже. Теория за решетчатыми плавниками была разработана в России в 1950-х годах Сергеем Белоцерковским, а ракеты, оснащенные этими плавниками, использовались с 1970-х годов для ракет и управляемых бомб, а также для аварийной эвакуации в экипажах кораблей «Союз».


Я ни в коем случае не говорю, что разработка электрических машин или многоразовых ракет не является отважной, тяжелой и впечатляюще изобретательной работой. Однако эта работа основывается на крупных органах предшествующей работы и на существующей физической и деловой инфраструктуре, все из которых увеличивают шансы на успех. Известны решения многих, хотя и не всех, проблем, которые возникнут. И поэтому, с некоторой уверенностью, мы можем сделать оценки этих технологий технически успешными и развертываемыми в масштабе.

Однако совершенно новые идеи гораздо сложнее оценить. Когда или даже удастся ли им добиться успеха, неясно, какими бы логичными эти идеи не казались на первый взгляд.


Термоядерный реактор является примером того, что является старым и все же едва приближенным к реализации, чем было, когда оно было совершенно новым. Он находится в стадии разработки с 1950-х годов, когда мы уже знали, что устойчивый ядерный синтез «работает». Так ведь солнце светит. Сначала люди произвели короткоживущую реакцию ядерного синтеза с детонацией водородной бомбы «Айви Майк» 66 лет назад. В тот же день футуристы уверенно предсказали, что ядерный синтез можно использовать для производства электроэнергии в течение разумного периода времени, но этого еще не произошло. Я сомневаюсь, что сегодня многие люди верят в какую-то конкретную предсказанную дату для практического производства энергии синтеза.


Для устойчивого ядерного синтеза чрезвычайно горячие газы должны содержаться при чрезвычайно высоких давлениях. Никакой физический контейнер не выдерживает таких температур и давлений. Вместо этого в качестве нефизического контейнера должны использоваться сильно сильные магнитные поля. Необходимые магнитные поля оказались очень сложными для создания и контроля, и никто не уверен, что мы близки к решению всех технических проблем, даже после 50 лет работы над ними.


foto

Летающий автомобиль - это еще одна давняя мечта, которая вернулась в моду. Первоначально мечта заключалась в том, что вы едете по дороге, насколько это необходимо, чтобы найти ясное воздушное пространство, летать почти до места назначения, а затем приземляться и вернуться на дорогу к последней ноге пути. Ваш летательный аппарат позволил бы вам прыгнуть через дорожное скопление и совершить круиз на более высокой скорости при этом. Мечта так и не была реализована, но теперь десятка стартапов пекаря преследует эту идею, и число инженеров, активно работающих над ней, значительно возросло за последние десять лет.


Проблема сложная, потому что летающий автомобиль объединяет два совершенно разных инженерных режима. Нелегко спроектировать что-то, что может летать на тысячи метров над землей, а также укладываться в узкие пространственные ограничения, которые дорожная и автомобильная сеть налагает на обычные автомобили, все время отвечающие различным требованиям безопасности и эффективности полета и наземного транспорта , Оптимизация для одного режима означает уменьшение другого.


Неудивительно, что то, что сегодня стартапы называют летательным аппаратом, как правило, совсем другое: они работают с одноточечными летательными аппаратами, в основном с электрическим приводом, которые, как утверждают некоторые, могут быть пилотированы обычными людьми, без значительной подготовки. Обычно у транспортных средств нет дорожных колес, а это значит, что вам нужны другие способы добраться туда, куда припаркован ваш летающий автомобиль, а затем, как только вы приземлитесь, вам нужно добраться до конечного пункта назначения.


Хотя этот вариант на летающем автомобиле не должен ездить по дорогам, у него есть другие проблемы: транспортные средства должны как-то зарядиться или заправляться топливом. В качестве сверхлегких самолетов им не разрешается летать над структурами, что ограничивает их полезность для поездок на работу. Любительские пилоты, не имеющие тренировки, все равно должны будут соблюдать правила контроля за воздушным движением и переходить к страховым компаниям.


Ни одного публичного демонстрационного полета еще не произошло или даже не было заявлено. Правила, положения и страховка не начали обрабатываться. Пожалуйста, не задерживайте дыхание за любой вкус этой мечты о летном автомобиле, чтобы сбыться.



Препятствия ближе, чем кажется

Самостоятельный автомобиль, возможно, является самой популярной технологией прямо сейчас. Здесь трудность заключается в попытке чего-то, что не имеет реального прецедента.


foto

В прошлом году в журнале один из аспектов проблемы: неожиданные последствия, которые могут иметь автомобили, управляющие автомобилем, по отношению к человеческому поведению. Пешеходы и водители других автомобилей могут найти автономные автомобили заманчивой мишенью для антиобщественного поведения. Владельцы автомобилей с самообслуживанием могут использовать их таким образом, чтобы они никогда не использовали обычный автомобиль, возможно, поддавшись антиобщественному поведению.


Другая проблема - это то, что называют крайними случаями, которые связаны с автоматическими машинами, которые сталкиваются с ограничениями своих возможностей. Некоторые из этих ограничений заранее неизвестны. Примеры, о которых мы знаем, включают условия, при которых автомобиль должен читать и интерпретировать временные знаки, например предупреждения о дорожном строительстве; условия, когда уместно опустить букву закона.


Автомобили без водителя не просто заменят автомобили, у которых есть человеческие водители. Вместо этого мы будем устанавливать специальные полосы, даже геообъясняя самоходные автомобили на дорожки или целые дороги, чтобы защитить их от автомобилей, управляемых людьми, и наоборот. Кроме того, мы изменим нормы, где приемлемо собирать и убирать людей, парковать и многое другое.


Может показаться, что самоходные автомобили неожиданно достигли огромных успехов. Однако, если оглянуться назад, прогресс был постепенным в течение 32 лет с тех пор, как Эрнст Дикманнс и его коллеги из Университета Бундесвера в Мюнхене имели автономный фургон на общественном шоссе.


Только в прошлом году автомобили без водителя безопасности начали раскалывать общественные дороги - проект по обмену поездками Уэймо, недалеко от Феникса. И Waymo (дочерняя компания материнской компании Google, Alphabet) находится на демонстрационном этапе с этими усилиями.


Цена на датчики все еще должна идти вниз, и как будут использоваться машины, все еще необходимо разработать. Нам понадобятся изменения в правилах безопасности и в том, как мы назначаем юридическую ответственность. И чтобы законы изменились, отношения должны измениться.


Истинное доказательство самоходных автомобилей придет, когда они окончат научный эксперимент до статуса коммерческого предприятия, то есть когда производители этих автомобилей фактически начнут получать прибыль от продаж. Сначала автомобили будут работать в ограниченных географических точках и на рынках, таких как торговые центры, промышленные кампусы и другие места, где не допускаются автомобили с участием людей. Возможно, они будут ограничены определенным временем дня и определенными погодными условиями. В конечном итоге будут решены различные проблемы самозанятого автомобиля. Но все это будет развиваться медленнее, чем думают энтузиасты.



Hyperloop

Hyperloop - еще одна технология, которая сложнее, чем кажется. Идея состоит в том, чтобы построить частично эвакуированную трубку, через которую можно ускорить капсулы, заполненные людьми или грузом, либо с помощью внешнего давления воздуха, либо с помощью магнитных индукционных катушек. Эта концепция привлекла воображение многих предпринимателей и капитала от многих сторонников, и все же ничего подобного никогда не было продемонстрировано, не говоря уже о масштабах.


foto

Выяснение того, как разработать самую трубу - ультрастабильный, герметичный цилиндр, который проходит на сотни километров по очень прямой линии, - одна из проблем. Вам также необходимо спроектировать капсулы, которые будут перемещаться со скоростью звука при переноске людей. Запечатанные капсулы потребуют полностью автономной системы жизнеобеспечения. Любые станции, где капсула не останавливается, также должны быть запечатаны по мере прохождения капсулы, в то время как любая станция, в которой пассажиры будут включать или выключать, должна будет позволить им это сделать. Например, необходимо разработать аварийные процедуры, например, для извлечения пассажиров из капсулы, которая застряла в сотне километров от ближайшей станции, а затем для удаления капсулы, чтобы трубку можно было снова открыть. Вам понадобится способ общения с капсулами, который может проникнуть в то, что в противном случае может быть довольно хорошей клеткой Фарадея.


Сидения и ограничения должны быть разработаны для безопасности пассажиров и для их разумности, а также не может прийти естественным образом сесть застрявшую на сиденье в без оконной камере под жестким ускорением. Вся система должна быть защищена от землетрясений, а также более тонкое смещение трубки, поскольку тектонические пластины под ней смещаются на сантиметр или два. И не забывайте получать права на землю для маршрутов, страхование (включая выяснение того, как собственное страхование Hyperloop взаимодействует с политикой отдельных пассажиров), бизнес-модели и так далее.


Вы можете утверждать, что ни один из аспектов Hyperloop слишком сложно освоить, но вместе они представляют собой серьезную проблему. Многие новые технологии и конструкции должны разрабатываться с нуля, а затем демонстрироваться. На данный момент, они даже не были перечислены.


Тогда есть совершенно другая проблема, которая возникает после того, как все технологические проблемы были выполнены и окончательно и успешно продемонстрированы. И это психологическая проблема: будет трудная продажа, чтобы угодить пассажирам в эти без окон, высокоскоростные системы, по крайней мере, вначале. Наконец, даже безопасный и функциональный Hyperloop не может вернуть деньги, вложенные в него, намного дольше, чем ожидали его сторонники.