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飞行汽车渐行渐近?

中国能源报 2021-11-25 08:10:55

汽车腾空而起,穿梭在鳞次栉比的城市高楼中——实现这一科幻电影里上演的场景,已被不少车企提上了日程。近日,现代汽车宣布成立一家名为Supernal的新公司,主体业务是进行飞行汽车研发和制造。而前不久,小鹏汽车也在科技日上宣布,2024年量产飞行汽车,售价在100万元以内。

梦想照进现实,飞行汽车真的要来了吗?它还需要解决哪些问题?在未来城市交通体系中将扮演何种角色?

新能源汽车下一个竞争高地

飞行汽车的定义,传统上是指汽车“飞”起来的陆空两栖交通工具,其实它并非新事物。早在1917 年,美国人Curtis在纽约全美航空展上展出了铝制机身与固定翼结合的飞行汽车Autoplane,为此后的工程师研发飞行汽车埋下了“梦想的种子”。

2016年,美国优步公司发布的《快速飞入城市空中交通白皮书》首次提出“城市空中交通”概念,新定位和新技术使得飞行汽车以“电动垂直起降飞行器”的形式拓展了传统定义并进入市场视野。随后,包括腾讯在内的各大资本予以关注并投资该领域相关企业,飞行汽车走上快速发展的道路。

“2016年,全球仅有6、7种飞行汽车在研发,而截至今年上半年,已有超过200家企业或机构在研发约420种型号相关产品。”我国首位莱特兄弟奖章获得者、清华大学车辆与运载学院教授张扬军向记者介绍,目前国内外从事飞行汽车研发的机构既有波音、空客、贝尔等飞机制造商,也有以吉利、奥迪、小鹏汽车为代表的汽车制造商,以及亿航、Lilium等科创类企业。

尤其从制造角度来看,飞行汽车更接近汽车产业链,因此吸引了车企争相布局。现代汽车总裁申贾旺表示,他将亲自主导公司电动飞行出租车项目,并计划在2028年进行首次商业飞行,2030年逐步拓展运营规模并实现量产。今年初,吉利科技集团旗下太力飞车获得美国联邦航空局的适航证书。该飞行汽车采用混合动力技术,设计最大起飞重量约850kg,巡航速度达每小时167km,巡航高度达3000m,航程达670km。同时,吉利也在布局电动垂直起降形式的飞行汽车。

“飞行汽车是需求牵引。”张扬军认为,当今各大城市普遍面临交通拥堵难题,传统修高架桥、地下隧道等举措已难以有效解决拥堵的交通流,利用城市三维空间解决交通拥堵难题成为飞行汽车的历史使命。同时,“陆空一体化”将是汽车行业电动化、智能化后下一个竞争高地。

面临技术安全、认证监管等难题

尽管市场呈现出了热情,但飞行汽车想要真正行驶并非易事。 

在张扬军看来,首先要解决技术安全问题。飞行汽车以新能源为动力,伴生电安全、热安全、氢安全风险,同时低空智能驾驶的环境感知、决策与控制技术尚不成熟,近地复杂气候条件下的安全性还不能得到保证。目前,飞行汽车亟待解决平台构型、动力推进和飞控驾驶三大关键技术,使其续航能力、载荷水平能满足城市空中交通对运载工具的要求。

其次,难在认证监管。目前对飞行汽车的适航认证还没有明确的标准和规则。“关于飞行汽车新能源动力的安全性设计和适航性研究非常欠缺,要达到航规级安全性要求还需做大量工作,同时电动垂直起降飞行汽车面向城市空中交通的运行规则也是崭新的课题。”张扬军认为,适航管理要在飞行汽车有了产品和应用场景后,通过不断迭代及论证清楚后才能制定明确的标准并指导运行监管。

整体来看,飞行汽车并非单一命题,它将打破并重构交通的时空关系,在基础设施、智能化、交通等方方面面都将产生系列变革。目前世界各国还没有实现飞行汽车的常态化运营,运营商的资质及盈利模式探索、顾客接受度和配套环境的成熟还需要时间。

张扬军强调,飞行汽车应先开展示范应用,先载物后载人。当前,物流领域是飞行汽车最佳的示范应用场景,不仅有大规模应用需求,且对安全性的要求相对较低,在这一过程中积累的数据和经验将反哺技术进步。载人示范应用宜先从应急救援等特种专业领域开始,等到体系成熟后再面向大众。

2050年汽车或都能“飞行”

业内普遍认为,目前飞行汽车处于商业应用的早期阶段。“可以类比1998年特斯拉刚推出第一代电动汽车之前的阶段。”张扬军进一步表示,近年来电动汽车和智能汽车快速发展,为飞行汽车奠定一定的技术和产业链基础。未来几十年,飞行汽车将成为城市交通的重要补充。从长期趋势来看,随着汽车和航空电动化、智能化技术的跨界渗透与融合发展,立体智慧出行将成为现实,预计到2050年左右,所有汽车或都将具备“飞行”功能。

能飞但并非“满天飞”,而是基于固定航线运行城市空中公交线路,实现部分人群的快速通勤需求,以分流方式降低地面交通拥堵。同时,在一定范围内的城市间将形成跨城空中交通。届时,飞行汽车一定是无人驾驶。

张扬军建议:“飞行汽车面向城市交通,这要求其规模化量产,大幅降低应用成本。”国家层面要尽快制定顶层设计,加快政策法规和监管文件出台,明确行业发展方向、路径。同时,全行业应凝聚共识,携手解决关键技术瓶颈,加快数据迭代和验证,在确保安全的基础上创新模式。

“飞行汽车的未来可以类比数码相机之于手机。如果20年前有人问我数码相机的未来,我说将来所有手机都有数码照相功能,可能有人不信,但20年后的今天,它已经成为现实。飞行功能之于汽车也是大势所趋。” 张扬军表示,飞行汽车发展起来后,交通体系也将从二维时代迈向三维时代。