飞行汽车，并不是会飞的汽车
编辑：admin 日期：2020-10-05 14:46:56 / 人气：
历史上首次将装配线导入汽车工厂、福特汽车创始人亨利·福特曾在1940年说：“记住我的话，飞机和汽车的组合正在到来，你可以嘲笑我，但它终将到来。”
一直以来，汽车+机翼是大众对飞行汽车的经典理解，具体来说就是四个轮子的汽车和直升机的结合。
但80年过去，飞行汽车的概念无数次出现在科幻电影和人们的幻想当中，但却迟迟未能飞进现实，至少，尚未出现在人们的日常生活当中。飞机跑不快、汽车飞不起来的核心原因还是材料、能源技术的限制。
图源：CFP
近几年，被称为“飞行汽车”、“飞行出租车”的小型飞行器频频亮相各大车展、科技展。
这让飞行汽车看起来似乎走到了即将量产的关头，至少谷歌、Uber为代表的科技企业，以及波音、空客这样的制造业巨头都对此颇有信心。
但飞行汽车的概念则已经不再是会飞的汽车。从目前亮相的产品方案来看， 电驱动、垂直起降、自动驾驶已经是小型飞行器的主流路线。
从潜在的商业模式来看，这种小型载人飞行器在早期只会是不依靠人类驾驶且只能执行点对点运行的交通解决方案。
如此一来，所谓的飞行汽车不会是亨利·福特预言般的汽车+飞机的组合，而更像是一个空中的轨道交通工具。
飞行汽车如何起飞？
在飞行汽车的早期尝试中，给汽车上装机翼是一个更符合设想的方案，但纵观现阶段各公司的产品，这种方案并未得到很好的沿用。目前仅有Aeromobil和Terrafugia Transition两家公司依然在其产品中采用这样的设计。
但除此之外，主流的产品方案选择放弃了在路面行驶的能力，成为了一个小型的飞行器。
究其原因，从工程的角度理解，飞机和汽车在材料方面有着天然的矛盾。飞在空中的交通工具需要耐用且轻便的材料，每多一克的重量都是降低效率。
而路上跑的车辆对安全性的要求更高，对轻质的追求则在次要位置。包括保险杠在内的被动安全设备都会增加车辆的重量。
飞行汽车在近几年取得的发展，背后是材料、通信、电池等技术的逐渐成熟。
首先，材料技术的进步推动更轻质复合材料的出现，这对极度强调减轻负重的空中飞行器来说非常关键。
更好的通信技术，以及更加成熟的软件系统在提高电动飞行汽车的安全性的同时，也降低了飞行器系统、操控的复杂性。电池、电机和控制技术的发展也让飞行汽车在动力上有更加灵活的方案。
最终，飞行汽车在技术、成本、安全性要求的夹缝当中找到了一条细小的出路：电动垂直起降飞行器（eVTOL），这种小型飞行器驾驶简单、造价远低于传统飞机。
虽然由于电池能量密度的限制，电驱动的飞行器的单次续航里程仅为几十到数百公里之间，载客量也只有1-2人，但看着空荡荡的低空和阻塞的路面交通，载人飞行器的商业化尝试已经开始。
据不完全统计，世界范围内已有近20款飞行汽车项目正在进行当中，有的来自空客、波音这样的传统航空巨头，德国的制造商Lilium、Volocopter，同时也有一些飞行汽车初创公司，它们都计划将向市场交付的时间主要集中在了未来5年内。
日本公司SkyDrive测试载人飞行器。图源：CFP
其中来自日本的飞行器初创公司SkyDrive和来自广州的亿航智能都曾公开展示自家飞行器的载人飞行测试。
有乐观者预期，在未来的5年内，载人飞行服务将率先以共享出行的方式出现在大型城市中，在CBD或机场等交通密集区域提供点对点飞行服务，其中共享出行公司Uber计划在2023年开始提供相关服务。
国际知名投行摩根士丹利曾在去年发布报告预测，目前eVTOL飞行器在城市中提供载人运输服务还处在早期阶段，但技术的进步和资本的涌入将使这种具备自动驾驶能力的飞行汽车在2040年得到广泛运用。摩根士丹利预期届时飞行汽车将创造出一个1.5万亿美元的市场。
摩根士丹利预测2040年飞行汽车市场达到1.5万亿美元。图源：摩根士丹利
空中的“轨道交通”
虽然不少人会将其称为“飞行出租车”，但这种全新交通方式会更接近公共交通系统，而非出租车系统。一个原因在于，飞行器会遵循指挥调度平台设定，只在点对点航线上飞行。
总部位于广州的亿航智能主营业务包括了空中交通、无人机等。目前该公司的载人飞行器业务也正在发展当中。根据公司披露的消息，亿航自2017年以来已经发布了3款载人自动驾驶飞行器，且已经进行了长时间的载人飞行测试。
今年1月，亿航发布了《未来交通：城市空中交通系统白皮书》，认为城市空中交通飞行器是在城镇地区特定点对点路线上，载运乘客或货物的飞行器。理想的飞行器需要满足自动驾驶、小型的特点，且可以垂直起降(不需要跑道)。
据介绍，完整的城市空中交通系统包括了：飞行器、指挥调度平台、导航与定位系统、站点(包括停机坪、充电站等基础设施)。
对载人飞行器本身，动力层面除了需要满足载人（1-2人）的需求，还要具备充分的动力冗余系统。这样的设计也是一种安全冗余，比如单个飞行器具备多个独立的发动机和桨翼，当其中有一个发动机因异常失去动力，剩余的动力系统依然可以保证飞行器安全降落。
另外飞行器从设计之初就不存在传统飞机常见的操纵杆、脚蹬等操纵装置。有限的舱位只留给1、2个乘客。
而内置的飞控系统、中央的指挥控制系统才是飞行器的真正“驾驶员”。
与此相配套，导航与定位系统基于一般的全球导航卫星系统，可为城市空中交通系统提供的导航服务，在复杂区域甚至需要配备相应的地面设施，增强卫星系统的定位功能。
除了飞行器以外，飞行器起飞和降落都需要设置固定的站点，也是乘客乘坐飞行器的必经地点。飞行器在站点之间进行相对固定的点对点飞行。
如此一来，这种被称为空中出租车的交通工具并没有路面交通和直升机的灵活性。但常见的轨道交通的概念则更能适用于未来的飞行汽车。
首先，轨道、站台的设置固定了轨道交通的路线，解决了运行的方向控制问题，意味着在方向和速度两大要素当中，人或机器驾驶员只需要控制速度即可。
目前的轨道交通系统已经大面积配备了自动控制系统。以中国地铁为例，包括北上广深在内的多数地铁线路采用半自动运行的控制方式。驾驶员要做的最多只有手动开关门、激活自动列车操作系统（ATO），这套系统作为一种铁路自动运行装置，能自动根据讯号系统调节列车速度。
在自动化程度更高的“有人看守运行”线路上，车长或驾驶员仅负责监察，正常情况下不负责驾驶和控制列车。而新建设的如北京大兴机场线已经实现了真正的无人看守运行，车辆的控制则由控制中心完全负责。
对飞行汽车来说，自动驾驶技术的引入能极大降低使用者的门槛，同时排除人类驾驶员操作错误带来的安全风险。
但在技术之后，相关的监管因素也是挡在商用化之前的又一难题。对这一与固定翼飞机、直升机、无人机都有些相似却又完全不同的“新物种”来说，如何对其进行更好的监管，达到保证安全又能让其展现在交通运输方面的潜力，这又将开启一段的新的争论。
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