美国BETA公司的eVTOL飞机(Alia-250)
3月19日,我的一位教授朋友在朋友圈发帖,说他购买了人生第一台车,而这台车居然是飞行汽车。
他的购车合同显示,他购买了一辆EAGLE-212基础版飞行汽车。据他介绍,这是广东海鸥飞行汽车集团的首单销售合同,也是国内第一个飞行汽车的个人合同。
出于好奇,我特意去浏览了海鸥飞行汽车集团的官网(http://seagull-flyingcar.com)。这家公司技术力量雄厚,拥有以创始人颜军院士领衔的3名院士为核心的研发团队,发展愿景是提供交通运输革命性变革的飞行汽车技术产品,向市场提供“能跑-会飞”的飞行汽车,向地方政府提供飞行监控指挥服务系统等。
就在我朋友发这个朋友圈的前几天,日本共同社3月14日报道,日本丸红公司在大阪的一个公园进行了飞行汽车测试。这是日本首次由飞行员坐在驾驶舱操纵“飞行汽车”。2025年,日本将在大阪举办世界博览会,这项测试是为会议期间的空中出租车服务做前期准备。
新闻里还提到,日本视飞行汽车为未来产业,并制定了非常详细的路线图,计划在2025年世博会期间开设定期航班,2030年扩大航线,2035年实现机体的大型化和多样化。
同样是在日本,2月17日,搭乘两人的飞行汽车,在大分市进行了首次地面操控(前面那则新闻是驾驶员操作)的室外载人试飞。而这一飞行器,是由中国企业亿航智能(Nasdaq: EH)制造的载人级自动驾驶飞行器EH216。
这次载人飞行是日本交通部首次批准的成功案例,耗时3分半钟,总共飞行了400米。飞行汽车以每小时36公里的速度,在离地面约30米的高度盘旋。
我试着用“无人飞机”作为关键词搜索,发现在过去的三个月内,还有其他国家也有类似的首次试飞成功的新闻。
2月14日,美国航空航天制造商BETA Technologies和美国航空服务公司Blade Air Mobility合作,完成了其电动垂直起降空中出租车的首次纽约市试飞。
美国BETA公司的eVTOL飞机(Alia-250)
2月22日,总部位于澳大利亚新南威尔士州的AMSL Aero宣布,已成功完成其名为Vertiia 的电动飞机的首次试飞。
忽如一夜春风来,千树万树梨花开。为什么飞行汽车正在成为各国发展的热点产业?我想先和澎湃科技“未来可期”专栏的读者朋友,一起讨论一下什么是飞行汽车,以及它是如何发展而来的。
不知道你有没有看过科幻电影《银翼杀手》?在这部电影中,无人飞行汽车被称为“飞行汽车(Spinner)”,是一种具有垂直起降能力的飞行交通工具。这些巨大而平稳的黑色飞行器内部装饰简洁,科技感强烈,具有高度自动化和智能化的特点,可以在高楼之间、城市之上穿梭飞行,极大地提升了城市交通运行效率和承载能力。
如果这些飞行汽车从电影屏幕走向现实社会,它们的正式名称叫做电动垂直起降飞行器(Electric Vertical Take-off and Landing,eVTOL),分为无人驾驶和有人驾驶两种模式。目前,国外对无人驾驶eVTOL的态度相对谨慎;全球主流的飞行汽车公司,如美国的Joby和Archer、德国的Lilium,都采用了有人驾驶模式。这样做的好处是,可以更快获得适航当局的认证,投入商业化运营。
大多数eVTOL仅仅是可以载人的飞行器,并不具备陆行功能。准确地说,这类飞行汽车都不能被定义为能飞的汽车,他们甚至连轮子也没有。
作为面向未来立体智能交通的运载工具,eVTOL技术路线要解决的三大技术难题是:智能无人驾驶、垂直起降技术和电动动力系统。
无人驾驶系统除了能够提高飞行汽车的安全性,最大的益处在于有效减少成本。飞行员是通航商业化运营的重要成本之一,以直升机为例,一般要配备1-2个飞行员,而每个飞行员的年度人力成本至少需要60万元。
如果实现了无人驾驶,在降低人力成本之外,还可以多出来一个位置用于载客。受电池容量限制,飞行汽车载客数通常在2-6人之间,多出一个载客容量,能让飞行汽车在经济上更具可行性。
垂直起降技术是实现飞行汽车的必要技术之一,是汽车“飞”起来的核心,也是有别于传统汽车的主要特征。它最大的优势在于空间灵活性,不需要长跑道,就能使飞行汽车在城市中进行垂直起降,实现更加灵活的行驶方式。在紧急情况下,飞行汽车还可以组建空中应急救援系统,帮助消防和医疗救援力量快速到达高楼顶楼,实施灭火和人员救助。这也许可以成为摩天都市消防、医疗隐患的新解,以往这些领域的作业大都由直升机完成。
相比传统的汽车需要消耗大量的燃油,电动动力系统则能够提供更加环保和高效的动力。飞行汽车将是新一代信息技术重要的应用场景,也是新能源汽车和新能源航空跨界融合的结合点。为此,超前规划布局发展飞行汽车,有利于提前掌控立体智慧交通未来产业发展主动权,引领带动新能源汽车、新能源航空和新一代信息技术等相关战略新兴产业发展。
在eVTOL技术路线之外,还有一种技术路线是混合型的汽车/固定翼飞机类型(我在这篇文章里将更多聚焦于eVTOL技术路线,而非混合型技术路线)。它们既可以在地面上行驶,然后在需要时起飞并进行短程飞行。这种技术的主要挑战在于如何实现车辆和飞行系统之间的无缝集成。
飞行汽车作为一种新兴的交通工具,它的商业机会在哪里?换句话说,为什么这么多国内外企业都愿意投资研发载人飞行器,跻身城市空中交通行业?
数据显示,截至2022年,全球已经有超过300家企业或机构,在研发约600多种型号的飞行汽车产品。罗兰·贝格公司的研究报告预测,到2025年,全球将有3000架飞行汽车用作空中出租车、机场班车和城际航班服务,到2050年,全球95个主要城市将有近10万辆飞行汽车投入使用,应用场景包括低空交通运输、景区观光旅游、消防应急救援等。
而摩根士丹利则预测,到2040年,全球城市空中交通市场规模将达到1万亿美元,最终将达到9万亿美元的市场规模。
随着城市化进程的加速和人口的不断增加,城市空中交通行业的未来前景非常广阔。借助飞行汽车,企业可以组建城市空中交通网络,提供低空中短途交通运输解决方案,未来市民可以打“飞的”出门。
在早期,这些飞行会以单一示范线路的形式存在,类似公交线路。例如,巴黎市政府计划在2024年奥运会前,开通两条专门的航线运送乘客。其中一条将连接巴黎戴高乐机场和勒布尔热机场,另一条将位于法国首都巴黎西南的两个郊区之间。
在真正投入规模使用后,人们可以在App上像打车一样“叫飞机”,飞行汽车就会飞到乘客身边。在登车后,飞行汽车可根据乘客设定的飞行路线直接抵达目的地。
如果是无人驾驶的eVTOL飞行汽车,还可以由地面人员集群控制。你可以把它看成是空中的地铁线路,地面控制中心下达指令,就可以同时调度多辆飞行汽车。
在这一点上,中国民航局对无人驾驶航空器的态度较为开明。早在2018年,经中国民航局批准,亿航智能成为中国首家载人级自动驾驶飞行器适航审定试点单位。2021年4月,中国民航局正式受理了亿航无人驾驶航空器的适航申请,完成了审定工作组的组建。2022年2月,中国民航局正式颁布《EH216-S型无人驾驶航空器系统专用条件》。
2023年1月24日,交通运输部、科学技术部联合发布《交通领域科技创新中长期发展规划纲要(2021-2035年)》,其中特别提到:“部署飞行汽车研发,突破飞行器与汽车融合、飞行与地面行驶自由切换等技术。”
作为航空电动化的产物,飞行汽车是否能够真正成为继民航班机、民用直升机之后的下一代大众空中交通工具?其实,还是有一些质疑的声音。
最重要的一条,现有的法律法规和政策尚未完全跟上技术发展的步伐,现阶段还没有专门的法规来管理“天空之路”。例如,飞行汽车既具有汽车的特征,也具有飞行器的特点。目前的法律尚未明确飞行汽车的定义和分类,这给监管带来了挑战。
飞行汽车的生产涉及汽车和航空领域的技术和标准。目前尚无统一的法律法规对飞行汽车的生产和认证进行规定,这也需要制定相应的政策和技术标准。
飞行汽车的飞行需要在空域中进行,目前尚无明确的法规规定飞行汽车的飞行许可和管理。政府需要制定新的航空法规,以确保飞行汽车的安全飞行。还有就是驾驶员资格,飞行汽车驾驶员是拿汽车驾驶执照还是飞行员执照,也需要相应的培训和资格认证标准。
清华大学车辆与运载学院教授张扬军表示,飞行汽车主要面临载荷航程、适航安全和飞控驾驶等技术瓶颈。如果要走向实用化,必须突破载荷小、航程短等瓶颈。
特斯拉CEO马斯克多次表达对飞行汽车的不屑,他认为飞行汽车就是被放大了1000倍而且噪音更大的无人机,存在着更多的技术挑战和风险。在他看来,“开发飞行汽车本质上是一个错误。汽车是为了轻量化设计的,而你只是在这个东西上添加了一堆东西让它能够飞行。然后你还有噪音,还要担心如果空中出了什么问题怎么办?”他认为,未来的交通方式应该是一种新的高速地面交通工具(VHST:Very High Speed Transit System),如特斯拉的超级高速地面交通系统Hyperloop。
美国交通规划专家布鲁斯·沙勒(Bruce Schaller)在接受采访时也表示:飞行汽车在城市交通中的应用有很多限制。比如城市中的空间和安全问题可能会限制其飞行高度和速度,而且需要建立适当的飞行场和起降点,这将给城市带来更大的建设成本和占地面积。
当然,除了上述这些专家学者的忧虑,“飞行的士”时代要真正来临,不光只是需要飞行汽车,还需要高速稳定的空天地一体化网络连接和定位系统、低成本可靠的视觉传感器和激光雷达、安全稳定的自动飞行算法、以及高效实时的指挥调度平台。
不过我还是对飞行汽车充满希望,曾几何时,在飞机刚刚问世时人们不也是充满怀疑吗?美国太空总署航空研究所所长帕里莫·克帕德卡曾说过,“走一英里路只能让你走到一英里之外,但飞行一英里就能把你带到任何地方。”未来,随着飞行汽车价格降低,技术进步和规模效应的实现,高效的空中城市交通网络将极大地释放路网资源,减少市民的出行时间,提高城市的物流效率和应急救援能力。
(作者胡逸,一个喜欢畅想未来的大数据工作者。“未来可期”是胡逸在澎湃科技开设的独家专栏。)