Kubota убрала из трактора водителя и дизель: зачем Японии беспилотная машина на водороде

Трактор кажется почти идеальным кандидатом для электрификации. Он работает на относительно небольшой территории, регулярно возвращается на ферму и большую часть жизни проводит вдали от автомобильных дорог. Поставить вместо дизеля батарею и электромоторы — и проблема вроде бы решена. Но есть одна неприятная деталь: сельскохозяйственная машина не просто перемещается из одной точки в другую. Она часами тянет тяжёлое оборудование, работает с гидравликой и валом отбора мощности, причём именно тогда, когда остановить работу ради многочасовой зарядки иногда просто невозможно.

Японская Kubota решила зайти с другой стороны. На Expo 2025 Osaka Kansai компания показала необычный прототип: трактор мощностью порядка 100 л.с., в котором нет ни дизельного двигателя, ни аккумуляторной батареи огромной ёмкости, ни даже кабины с водительским креслом. Машина работает на водородных топливных элементах и изначально проектировалась для автономного движения.

Внешность у машины соответствующая. Вместо привычной кабины — низкий футуристический корпус, напоминающий скорее тяжёлый сельскохозяйственный дрон. Но самое интересное скрывается внутри. Kubota пытается решить одним проектом сразу две проблемы современного сельского хозяйства: чем заменить дизель на тяжёлой технике и кто вообще будет управлять этой техникой через несколько десятилетий.

Почему трактор сложнее электромобиля

За последние годы батарейные электромобили доказали, что электрическая силовая установка вполне подходит для массового транспорта. Но перенести ту же концепцию на тяжёлую сельскохозяйственную машину значительно сложнее.

Причина заключается в характере работы. Легковой автомобиль большую часть времени использует лишь небольшую долю максимальной мощности двигателя. Трактор во время пахоты, культивации или работы с тяжёлым навесным оборудованием может часами находиться под высокой нагрузкой. Энергия требуется не только для движения самой машины: её необходимо передавать рабочему оборудованию через гидравлические системы и вал отбора мощности.

Для небольшого трактора батарея ещё может быть разумным решением. Но чем выше мощность и чем дольше должна непрерывно работать машина, тем крупнее и тяжелее становится аккумулятор.

Именно здесь Kubota видит нишу для водорода. Компания прямо объясняет выбор топливных элементов требованиями крупной сельскохозяйственной техники: ей одновременно нужны высокая мощность и продолжительное время работы. Водород рассматривается не как единственное будущее сельхозтехники — Kubota параллельно исследует батареи, биотопливо, синтетическое топливо и водородные двигатели внутреннего сгорания, — а как один из вариантов именно для энергоёмких машин.

Внутри находится маленькая электростанция

Здесь стоит исправить распространённое описание этого прототипа как «трактора с водородным двигателем». Водород непосредственно двигатель не вращает.

Машина использует сжатый водород, который хранится на борту. Он поступает в твердо-полимерный топливный элемент, где в результате электрохимической реакции вырабатывается электричество. Побочным продуктом непосредственно работы топливного элемента является вода. Полученное электричество уже питает электродвигатели.

Причём инженеры Kubota не ограничились заменой дизеля топливным элементом. Ранний прототип фактически представлял собой существующий трактор, у которого двигатель заменили электромотором, сохранив традиционную трансмиссию. Выяснилось, что подобная схема несёт слишком много энергетических потерь.

Поэтому машину переработали значительно серьёзнее. В нынешней конструкции используются два электродвигателя: один отвечает непосредственно за движение трактора, второй — за привод навесного оборудования через PTO. Отказ от необходимости пропускать всю мощность через традиционную многоступенчатую трансмиссию позволил упростить систему и независимо управлять энергией, расходуемой на движение и сельскохозяйственную работу.

И вот здесь водородный Kubota становится значительно интереснее обычного концепта с альтернативным топливом. Фактически компания использовала новую силовую установку как повод заново пересмотреть архитектуру трактора.

А затем инженеры убрали ещё одну деталь.

Водителя.

Если водитель не нужен — зачем вообще нужна кабина?

Большинство автономных тракторов остаются обычными тракторами. У них сохраняются кабина, кресло, рулевое управление и органы управления, потому что машина должна иметь возможность работать как автономно, так и под управлением человека.

Kubota пошла значительно дальше.

У представленного на Expo прототипа вообще нет места для оператора. Управление осуществляется дистанционно либо автономной системой. Это позволило отказаться от кабины как обязательного элемента конструкции.

На первый взгляд кажется, что инженеры просто убрали кресло и стеклянную коробку вокруг него. На практике последствия оказались гораздо интереснее.

Освободился значительный внутренний объём, который можно использовать для размещения топливных элементов, электромоторов, батареи-буфера, радиаторов и больших водородных резервуаров. Kubota подчёркивает, что именно отказ от места водителя позволил разместить компоненты новой силовой установки более рационально и безопасно.

Получается своеобразная цепная реакция. Автономное управление позволяет убрать кабину. Отсутствие кабины освобождает место. Освободившееся пространство позволяет разместить более крупную энергетическую систему. А большая энергетическая система делает возможной автономную тяжёлую машину, способную долго работать в поле.

Поэтому внешний вид японского «кибер-трактора» продиктован не только желанием дизайнеров сделать эффектный экспонат для Expo.

В каком-то смысле это попытка выяснить, как вообще должен выглядеть трактор, если человеку больше не нужно сидеть внутри него.

ТТХ водородного Kubota

Пока перед нами концептуальная машина, поэтому характеристики достаточно ограничены. Но основные параметры Kubota раскрыла официально.

Отдельного пояснения заслуживает автономность. В первоначальных публикациях встречалась цифра 12 часов, однако официальные материалы Kubota её не подтверждают. В последующих публикациях о проекте говорится примерно о половине дня работы на одной заправке; некоторые отраслевые источники интерпретируют это как приблизительно 5–6 часов. Поэтому говорить о 12 часах непрерывной работы пока преждевременно.

Мощность также лучше описывать аккуратно. Kubota заявляет не буквально 100-сильный двигатель, а производительность, эквивалентную трактору с дизельным двигателем мощностью 100 л.с. Это около 74–75 кВт.

Главная проблема Японии — возможно, вообще не топливо

На этом месте история могла бы превратиться в очередной рассказ о декарбонизации, но тогда мы пропустим половину смысла проекта.

Kubota прямо называет второй причиной разработки дефицит рабочей силы и старение населения, занятого в сельском хозяйстве. Причём компания рассматривает эти проблемы как глобальные, хотя для Японии они особенно актуальны.

Современное сельское хозяйство постепенно сталкивается с довольно необычной ситуацией. Производительность одной машины постоянно увеличивается, но найти человека, который будет этой машиной управлять, становится всё сложнее. И тогда автоматизация начинает решать не только вопрос стоимости труда.

Она позволяет вообще выполнить работу, для которой может не оказаться достаточного количества операторов.

Отсюда и радикальный подход Kubota. Если через двадцать лет значительная часть тракторов будет большую часть времени работать самостоятельно, зачем продолжать проектировать всю машину вокруг человека?

Руль занимает место.

Кресло занимает место.

Кабина увеличивает высоту.

Климатическая установка потребляет энергию.

Необходимы шумоизоляция, амортизация рабочего места, приборная панель, органы управления и системы безопасности оператора.

Для машины без человека всё это становится лишним.

И тогда автономизация способна изменить сельскохозяйственную технику гораздо сильнее, чем просто добавление автопилота к существующему трактору.

Но почему именно водород?

Вот здесь концепция Kubota сталкивается с главным вопросом.

Водород обладает привлекательным преимуществом перед аккумуляторами для тяжёлой техники: можно хранить значительный запас энергии без необходимости устанавливать гигантскую батарею, а заправка потенциально занимает значительно меньше времени, чем зарядка крупного аккумулятора.

Но есть обратная сторона.

Водород необходимо произвести.

Сжать.

Доставить.

Хранить.

Создать безопасную систему заправки.

И всё это должно появиться не возле крупных автомагистралей или промышленных предприятий, а рядом с сельскохозяйственными полями.

Kubota прекрасно понимает проблему. Компания прямо указывает, что будущие испытания должны определить не только возможности самого трактора, но и способы организации водородного снабжения сельского хозяйства.

И это, возможно, самый важный эксперимент всего проекта.

Построить один водородный трактор относительно просто.

Заставить его ежедневно работать на ферме значительно сложнее.

Если фермеру ради одной машины потребуется построить дорогостоящую водородную заправочную инфраструктуру, преимущества топливных элементов могут быстро исчезнуть. Но если водород уже производится или используется в сельскохозяйственном регионе — например, для другой техники, энергетики или промышленности, — экономика начинает выглядеть иначе.

Именно поэтому Kubota пока не говорит о скором массовом производстве.

В продажу завтра он не поступит

В исходной новости есть ещё одно важное преувеличение: утверждение, что после испытаний Kubota собиралась запустить машину в продажу.

Официально компания говорит значительно осторожнее.

Представленный на Expo 2025 трактор — концептуальный прототип. После выставки Kubota перешла к демонстрационным испытаниям в реальных японских полях. Компания намерена проверить продвинутое автономное управление, пригодность водородной системы для реальных сельскохозяйственных работ и, что особенно важно, варианты организации снабжения водородом.

О конкретной дате начала серийного производства или продаж производитель пока не объявлял.

И это вполне логично. Главные вопросы здесь находятся уже не на выставочном стенде.

Как машина поведёт себя в грязи?

Как топливные элементы переносят постоянную пыль и вибрации?

Как изменится эффективность зимой?

Насколько быстро можно заправить трактор непосредственно на ферме?

Сколько будет стоить килограмм водорода?

Какова стоимость всей силовой установки по сравнению с дизелем?

Насколько надёжно автономное управление среди людей, животных и другой сельхозтехники?

И только после ответа на эти вопросы можно будет понять, является ли перед нами реальный наследник дизельного трактора или чрезвычайно эффектный технологический эксперимент.

Возможно, главный прорыв здесь вообще не водород

Водород неизбежно привлекает к себе больше всего внимания. Но если посмотреть на проект Kubota шире, наиболее важной его особенностью может оказаться совсем не топливный элемент.

Перед нами трактор, который больше не проектируется вокруг водителя.

И это потенциально гораздо более фундаментальное изменение.

Первые автомобили выглядели как кареты без лошадей. Первые тракторы во многом напоминали стационарные двигатели, которым приделали колёса. Первые автономные машины тоже пока преимущественно остаются обычной техникой, в которую добавили камеры, компьютеры и автопилот.

Но когда человек окончательно исчезает из кабины, сама кабина становится ненужной.

А вместе с ней можно пересмотреть компоновку всей машины.

Именно это Kubota фактически и сделала. Инженеры получили свободное пространство для водородных баков, топливных элементов, батареи, радиаторов и двух электродвигателей, одновременно избавившись от необходимости обеспечивать комфорт находящегося внутри человека.

Поэтому странный японский трактор с Expo 2025 интересен не потому, что он похож на машину из фантастического фильма. И даже не потому, что вместо дизеля использует водород.

Он показывает гораздо более интересное направление развития сельскохозяйственной техники.

В течение ста лет трактор проектировали вокруг одного обязательного элемента — человека за рулём.

Теперь этот элемент впервые можно полностью убрать.

А если водителю больше не нужно находиться внутри машины, следующий трактор может уже вообще не быть похож на трактор в привычном нам понимании.