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飛行汽車:上天容易,想要“落地”有點難19 Oct 2020

  像鳥一樣自由飛翔,是人類自古以來的夢想。早在300多年前,清代小說家李汝珍撰寫的《鏡花緣》中就有了最早關于飛車的描寫。200多年前,法國小說家儒勒·凡爾納所著的科幻小說《世界主宰者》中也出現了飛車的影子。

  而文字之外,人們讓汽車飛起來的探索也從未停止。在10月5日落幕的北京汽車展上,小鵬匯天就發布了首款超低空飛行汽車“小鵬匯天旅航者T1”。

  從個人小範圍實踐到資本關注熱點

  “過去100多年的飛行汽車實踐探索,主要發生在美國,人們通過汽車與飛機的結合,設計出同時具備地面行駛和空中飛行功能的飛行汽車。”我國首位萊特兄弟獎章獲得者、清華大學車輛與運載學院教授、汽車安全與節能國家重點實驗室常務副主任張揚軍告訴科技日報記者。

  作為面向城市空中交通和未來出行的新型交通工具,飛行汽車正日益受到航空和汽車領域的重視。如今,它已經由最初個人夢想家的小範圍實踐,發展為資本市場關注的熱點。

  波音、空客、貝爾、巴西航空、中航工業等傳統航空企業巨頭,均已布局電動飛行汽車的研發。“吉利、豐田、現代、奧迪、奔馳、特斯拉、通用等傳統汽車企業,也紛紛加入了飛行汽車研發的行列。”張揚軍說。

  羅蘭貝格(Roland Berger)公司在2018年11月發布的《城市空中交通——一種新型交通方式的興起》研究報告中預測,到2025年,將有3000架飛行汽車投入使用,隨後其數量將呈指數增長;預測到2050年,全球範圍內將有近10萬架飛行汽車用作空中出租車、機場班車和城際航班。摩根士丹利(Morgan Stanley)公司也發布藍皮書稱,2040年全球城市空中交通的産業規模將達到1.5萬億美元。

  現在的飛行汽車長啥樣

  近年來,隨著城市空中交通概念的興起,現代飛行汽車概念由傳統概念的陸空兩棲車輛拓展為電動垂直起降飛行器。

  以“小鵬匯天旅航者T1”為例,該飛行汽車的外觀以銀色為主,形似蜘蛛,頗有點“鋼鐵俠”的味道。整個飛行器由下方的一個座位和上方的8軸螺旋槳組成,電池主要位于頂部,支持5—25米超低空飛行,單車位停放,可垂直起降。據透露,其價格或與一輛豪華車相仿。

  除了“小鵬匯天旅航者T1”外,“中國億航公司研發的飛行汽車Ehang216和美國喬比飛機公司研發的飛行汽車Joby S4,也是採取多旋翼電動垂直起降,它們是新興科技公司研發的具有代表性的飛行汽車。Ehang216有8組旋翼,最大起飛重量可達600千克,額定載荷達220千克即可搭乘2人,巡航速度可達100公裏/時以上,並可持續飛行20分鍾以上。Joby S4最大起飛重量達1815千克,最大有效載荷約為450千克即可搭乘4人,巡航速度320公裏/時,航程240公裏。”張揚軍說。

  真正飛入生活還面臨多重瓶頸和阻礙

  隨著飛行汽車在車展上亮相,讓很多人不禁高呼:“告別擁堵,我要飛得更高!”但是實際上,與堵在高速路上的噩夢說再見的動人時刻,未必很快到來。

  張揚軍指出,飛行汽車的發展目前還處于從研究探索走向商業化應用的早期階段。言外之意,以飛行汽車為載體的城市空中交通,將顛覆人們傳統的出行方式。但要實現這一美好願景,還面臨著許多瓶頸和障礙。

  張揚軍說,第一是規則問題。其中涉及城市空域管理,包括“航線”的制定、行駛的規則、事故責任的劃分、空中執法手段等。目前為止全球沒有任何針對飛行汽車認證和空中交通管理的清晰、統一的標準及規章體系。

  第二是市場問題。例如,飛行汽車採用電動化分布式推進,實際運行噪聲遠比直升機小,但城市空中交通的運行頻次較現有直升機城市運行要密集很多,對城市人類生活到底會産生多大影響,公衆能否接受都尚未可知。此外,城市空中交通的基礎設施、運營模式、經濟成本,以及用戶體驗等也都未見雛形。

  第三是技術問題。“飛行汽車性能主要涉及車體結構、飛控駕駛和動力推進三大技術領域。由于動力推進技術有其自身特有的專業技術門檻和難度,所以有關飛行汽車性能的技術研究,無論是讓汽車飛起來的早期探索,還是現在面向城市空中交通的研發實踐,都主要集中在車體結構和飛控駕駛這兩大技術領域,而對于動力推進,更多的是對已有的技術和産品進行選型、系統集成和應用,專門針對飛行汽車動力推進的研究相對較少。動力推進的瓶頸會導致飛行汽車的有效載荷低、航程短,是當前飛行汽車性能研發面臨的最主要問題和挑戰。”張揚軍說。

  不僅是交通工具還能用于消防救援

  雖然飛行汽車作為交通工具真正走入人們生活還長路漫漫,但是我們也許會更早見到它在消防和應急救援等領域大顯身手。

  張揚軍說,目前高層建築的消防救援和森林防火是消防系統的主要痛點。這兩個問題無法得到根本解決的關鍵在于沒有有效裝備,而飛行汽車的出現給上述問題的解決提供了新思路。飛行汽車可以非常快地(大概1分鍾)飛抵百米高度,且其載荷能力強,可實現大流量噴水,非常適合高層建築消防救援與森林防火應用。

  “目前中國有超過10萬輛救護車,但主要部署在城鎮地區,而中國超過40%的人口生活在農村,考慮到農村人口大多生活在山區、海島、高原等地,不易獲得急救服務,因此飛行汽車對于這些人來說就成為了一種非常有效的救援方式。”張揚軍說,而且在城市地面交通擁堵的情況下,飛行汽車快速移動的特性,也使得它成為了城市人口快速救援的有益補充。

  此外,飛行汽車的發展還會帶來一系列連鎖反應。“比如飛行汽車的電動化牽引,將增強電動汽車和電動航空的自主創新和産品升級;而飛行汽車關鍵技術瓶頸的突破,不僅可為發展城市空中交通奠定技術和平臺基礎,還將有效促進動力電池、燃料電池、新型輕量化材料和智能駕駛等産業鏈的技術突破與創新,增強新一輪科技革命和産業變革引領能力,對我國實現交通強國目標特別是發展電動航空戰略新興産業具有重要的戰略意義。”張揚軍說。

 

  新聞來源:科技日報          作者:馬愛平