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飞行汽车把路架到天上

来源:经济参考报
2021-09-16 08:45:30
咪乐|直播|app|官网ios (作者是四川大学国际关系学院副院长、教授)

  原标题:飞行汽车把路架到天上

  编者按:

  作为一种颇具发展潜力的新型城市交通工具,飞行汽车被认为是航空与汽车技术跨界融合的重要发展趋势,在最近十年得到了快速发展,相关企业均在抓紧布局展开技术研究和实验。不过,飞行汽车至今仍然没有切切实实地应用到生活中。即便今后飞行汽车服务真正上线了,能否获得消费者认可与全面普及,还需等待市场检验。

  国内外玩家抢先布局飞行汽车

  尽管市场看起来仍然还很遥远,但在全球范围内,飞行汽车项目还是得到了越来越多投资者的关注,尤其是在传统的航空和汽车领域,作为一种颇具发展潜力的新型城市交通工具,飞行汽车被认为是航空与汽车技术跨界融合的重要发展趋势。

  飞行汽车新项目不断

  近来,多个飞行出租车项目的高调亮相引发业界关注。

  据路透社报道,德国初创企业沃洛科普特(Volocopter)公司6月21日在法国首次试飞了其生产的电动空中出租车。报道称,这架看起来像微型直升飞机的电动飞行器,在布尔歇机场的一场表演活动中进行了飞行,在飞行三分钟后垂直降落。

  沃洛科普特公司在一份声明中说,这架飞行器的最高时速为30公里,飞行高度距地面约30米,飞行距离500米。该公司表示,飞行器能搭载两人,并设置有行李舱。不过,当日的飞行中没有搭载乘客。

  沃洛科普特公司从2011年起就开始研发垂直起降飞行器,2017年已经在迪拜进行了世界首次电动垂直起降飞行器的试飞。

  无独有偶,另一家名为Archer Aviation的公司也于6月10日亮相了其生产的电动飞行出租车“Maker”,并采用虚拟现实等技术模拟了飞行。该飞行器可以搭载4名乘客,飞行速度为每小时150英里(约合240公里),飞行距离约为60英里(约合100公里)。

  Archer Aviation公司联合创始人兼联合首席执行官(CEO)布雷特·阿德科克表示,公司最终的目标是创造一种大众交通工具。该公司预计,电动飞行出租车“Maker”的起步价为每人每英里3至4美元。以纽约市为例,从约翰·肯尼迪国际机场飞往曼哈顿的距离约为17英里,如果搭乘该公司的飞行出租车,每名乘客将需要支付50至70美元,耗时约为5至7分钟,而乘坐汽车则需要约60至90分钟。

  事实上,作为新兴技术,飞行汽车最近十年得到了快速发展,相关企业均在抓紧布局,进行技术研究和实验。

  成立于2018年的SkyDrive公司,在成立后的第二年(即2019年)就开始对飞行汽车进行验证试验,并在2020年8月的飞行实验中成功实现4分钟载人飞行。资料显示,该公司的飞行汽车重400公斤,有8台双重反转式电机螺旋桨,最高时速为40公里至50公里。

  而垂直起降飞行器企业英国垂直航空航天公司发布的VA-X4型号飞行器,飞行里程约为120英里,可以搭载4名乘客和一名飞行员。

  据了解,飞行汽车有三大特点:一是由电驱动,与发动机驱动相比,具有更环保、零件少、易管理、成本低和噪音小等优势;二是最终发展方向为自动驾驶,不需要专业的驾驶员进行操作,应用更加便捷;三是垂直起降,不需要跑道等特定的基础设施,应用场景十分广泛。

  正因为如此,业内分析人士十分看好飞行汽车市场。

  沃洛科普特公司首席执行官弗洛里安·罗伊特说,城市移动交通工具市场巨大,“规模将超过10万亿美元”,2035年之前,“公司将会服务于一个具有3000亿美元机遇的市场”。

  市场咨询机构也对这一市场充满信心。罗兰贝格咨询公司早在2018年就预测说,到2025年将有3000架飞行汽车投入使用,随后其数量会呈指数级增长,到2050年全球范围内将有近10万架飞行汽车用作空中出租车、机场班车和城际航班服务。而摩根士丹利新发布的蓝皮书也估算,2040年全球城市空中交通的产业规模将达到1.5万亿美元。

  航空企业频频投资

  与传统的直升机相比,这些电动飞行器不仅更加安静和环保,还为旅行者避开堵塞的交通或在城市之间穿梭提供了另一种选择。

  基于此,航空业对电动飞行器的兴趣日益浓厚。有分析指出,目前,飞行汽车已经由最初的小范围实践,发展为资本市场和新兴科技公司关注的热点。与此同时,飞行汽车初创企业的快速发展也给航空企业带来了挑战,并引起多方关注。

  目前,波音、空客、巴西航空和中航工业等众多传统航空企业均已在电动飞行汽车领域布局。其中,促使航空公司关注飞行汽车技术的一个重要原因就是减排承诺。当下,航空企业正面临日益增大的环保压力,需要减少温室气体排放并提高其ESG(即环境、社会和治理)评价。

  英国垂直航空航天公司表示,电动垂直起降飞行器有助于帮助航空业实现减排目标,其所需的能源往往可以由清洁的方式获得。

  爱尔兰飞机租赁公司阿沃伦(Avolon)近日宣称,已投资20亿美元购入1000架英国垂直航空航天公司生产的电动垂直起降飞行器。该公司表示,虽然目前尚未决定将如何配置这些飞行器,但它们将标志着公司“空中舰队”的组成正发生变革。与飞机租赁公司长期以来习惯的传统飞机投资相比,这些飞行器产品的开发周期更短。

  阿沃伦首席执行官多姆纳尔·斯莱特里说,有关这些飞行器的合作方式可能有很多种,可能与航空公司或者直升飞机运营商合作,也可能自己进行全球运营。但可以肯定的是,在节能减排的全球大趋势下,公司将努力成为相关技术商业化的领导者。

  美国航空公司今年6月表示,正计划对英国垂直航空航天公司投资2500万美元,并考虑购买该公司生产的总价值为10亿美元的250架电动垂直起降飞行器。而Archer Aviation公司近日同样宣称,已获得来自美国联合航空公司约10亿美元的订单。

  由于投资者的关注日益增加,不少飞行汽车企业均在筹备上市计划:英国垂直航空航天公司称目前正在计划上市;德国Lilium公司透露准备在美国上市;Archer Aviation公司则计划与Atlas Grest公司进行金额为38亿美元的合并交易,之后将寻求上市。

  随着飞行汽车领域的投资升温,相关竞争也日趋激烈。据路透社报道,Archer Aviation公司正与获得美国波音公司支持的竞争对手Wisk Aero公司陷入法律纠纷中。Wisk Aero公司指控Archer Aviation公司窃取了交易机密并侵犯其专利权,而Archer Aviation公司则予以否认。

  全球车企纷纷布局

  业内人士认为,电动汽车的发展,为飞行汽车的发展奠定了良好的技术与产业基础。飞行汽车被认为是汽车技术电动化、智能化之后的必然结果。目前,通用汽车、现代汽车、丰田、戴姆勒和奥迪等不少跨国车企均在进行飞行汽车的研发。

  6月份,现代汽车和通用汽车公司均对外宣布,正在推进飞行汽车的研发。

  有媒体报道称,现代汽车2019年就承诺说,到2025年要在城市空中交通领域投资约15亿美元。如今,现代汽车正在开发一种电动空中出租车,可以将5到6个人从市中心运送到机场。之前,现代汽车已在今年拉斯维加斯的消费电子展上,展示了其飞行汽车的概念产品。

  通用汽车同样对空中出租车市场表现出了极大的兴趣。在今年的国际消费电子展上,通用汽车旗下的凯迪拉克品牌也推出了一款飞行汽车概念车UAM。据悉,这款概念车采用单座电动垂直起降无人机技术,通过 90 千瓦时电动机操作四个转子发动机。

  丰田公司则正通过投资和技术研发来布局飞行汽车领域。有媒体报道称,早在2012年,丰田工程师就已开始致力于飞行汽车的研究,并于2018年成立了SkyDrive公司。2020年1月,丰田还向美国飞行汽车初创公司Joby Aviation进行了投资。

  除跨国车企外,本土车企也频繁曝出有关飞行汽车的消息。

  本月早些时候,小鹏汽车董事长何小鹏通过微博宣布,旗下小鹏汇天公司正式发布了第五代飞行器X2。何小鹏称,这标志着离更广泛安全使用的飞行汽车又近了一步。据介绍,小鹏第五代飞行器X2,最大起飞重量为560千克,裸机重量仅为360千克,官方表示,其续航时间为35分钟,最大飞行时速可达130公里。

  吉利前不久更是表示,其飞行汽车已能够量产。早在2017年,吉利控股集团就通过对Terrafugia飞行汽车公司的收购,布局飞行汽车领域。今年1月,吉利旗下太力飞车Transition(TF-1)获得了美国联邦航空局的适航证书。据悉,TF-1采用磷酸铁锂电池和电力驱动技术,巡航时度为167公里,航程可达670公里,能搭载两名乘客。

  行业面临监管挑战

  尽管关注日益增加,但飞行汽车要想加速发展,仍需要克服几大障碍,商业化尚需时日。

  首先,飞行汽车要想被更多人接受,还需要大幅改善其性能。业内人士表示,大多数垂直起降飞行器目前的飞行距离约100英里左右,搭载的乘客数量也仅为2至4人,尚无法大规模商用。随着技术的进步,飞行汽车的飞行里程将有望拓展至400英里至500英里,可搭载的乘客数量也会大大增加,但这可能需要数年时间才能实现。

  其次,监管规则的缺失是飞行汽车发展的最大障碍,何时能通过认证仍然充满不确定性。业内人士指出,目前垂直起降飞行器的安全认证问题仍然没有解决,生产商们预计其商业化运营最早也要等到2024年才能实现。

  Archer Aviation公司就宣称,“Maker”飞行器将要到2024年左右才能首先在洛杉矶和迈阿密等地实现商业化。该飞行器目前正在申请美国联邦航空局的飞行认证,现阶段将由飞行员驾驶。

  弗洛里安·罗伊特同样表示,希望沃洛科普特的空中出租车能在2024年巴黎奥运会期间投入常规运行,不过这一计划预计仍将面临挑战。他说,根据现有相关规定,飞行器起初将由一名具有资质的飞行员操作,但今后将逐渐实现完全自动驾驶。

  相关监管机构也在为飞行汽车的商用做着准备。

  美国联邦航空局表示,该机构可以根据现有法规,为类似电动垂直起降飞行器这样的新技术提供认证,也可以为其设定特别条款或者额外要求,这将取决于具体的项目类型。

  而路透社援引欧洲航空安全局局长帕特里克·基的话说,欧洲航空安全局已开始某些城市空中交通工具的设计认证程序,有望于2024年前后颁发首批证书。

  据报道,日本航空公司也在计划于2025年开始运营飞行汽车业务。日本航空公司使用的是双座无人机机型,将与沃洛科普特合作开展商业运营计划。

  据悉,日本航空公司已与本州南部的三重县签署了试飞合作协议,并计划最终将这项服务商业化,使其成为真正的空中出租车。日本政府目前正抓紧为飞行汽车制定规则,具体条文有望在2025年之前敲定。(记者 王婧 综合报道)

  飞行汽车“梦想”落地尚需时日

  曾几何时,飞行汽车只存在于许多科幻电影和动画片中。如今,随着科技的飞速发展,飞行汽车也从电影银幕中逐渐走进了现实世界,成为不少科技公司发力的新风口。

  近日,美国飞行汽车制造商Joby Aviation公司在网上发布了一段电动飞机的测试视频,在测试中该飞机完成了超过150英里的连续飞行实验,并安全降落。此次飞行测试的距离相当于从西雅图飞到温哥华,是电动飞机有史以来完成的最长一次不间断飞行,。

  另外,日本第二大航空公司日本航空(JAL)也在计划于2025年开展使用“飞行汽车”业务。JAL使用的是名为eVTOL(电动垂直起降机)的双座无人机型机体,将与德国初创企业沃洛科普特合作开展其商业运营计划。据报道,日本航空已经与本州南部的三重县签署了一项合作协议开始试飞,并最终将这项服务商业化,可以像出租车一样载人到各个地方。

  与此同时,像现代汽车、吉利、通用、丰田、戴姆勒、大众、小鹏汽车等整车厂也在加快飞行汽车领域的布局。据统计,目前全球共有超过200家公司正在开发飞行汽车,整个行业的融资在20亿美元左右。

  美国航空、航空航天与国防及飞机租赁公司首席分析师拉瓦尼表示:“我们看到了电动、共享和自动垂直起降飞机或其他大型地面无人机不断增长的机遇。这个市场可能会作为现有交通基础设施的补充,就像直升机一样。之后,就可转变为一种成本效益高、省时的中短途旅行方式,最终从汽车和航空公司手中夺取市场份额。”

  当下,日益拥堵的城市道路和时常混乱的交通情况,让汽车的通行效率大打折扣。在地面交通越来越难以满足人类短途出行需求的时候,能够载人的飞行汽车成了低空交通解决方案的不二选择。然而,飞行汽车在快速、便利、能够提高效率的同时,其实际应用和商业化发展的“落地”仍困难重重。

  首先,当前电池技术仍是飞行汽车实现商业化运营的最大掣肘。以eVTOL为例,有分析认为,由于eVTOL采用电力驱动,而动力电池自重较大,其单位质量下能提供的能量有限。

  另外,航空业所需的电池还需要有更高效的充电效率以及更好的低温工况表现。因此,飞行汽车的动力电池需要解决高能量密度、高功率密度、快速充电、长循环寿命和高安全性等多个方面的问题。关键是这些内在需求有时会相互矛盾,比如高能量密度会降低充电速度,而快速充电通常会减少充电周期。

  一般来说,垂直起降飞行器的飞行包含起飞、悬停、爬升、巡航、下降和降落悬停五个阶段。其中,起飞和降落悬停阶段对最高功率的需求,决定了电池的最大放电速率,而巡航阶段的功率需求,则决定了电池的连续放电速率。通常情况下,需要在悬停和巡航效率之间做出权衡,电池组也因此需要根据飞行器的具体设计进行优化,以保障电力提供。

  Horizon飞机公司首席执行官兼联合创始人布兰登·罗宾逊也对当前eVTOL采用的电池技术表达了担忧。布兰登·罗宾逊表示,目前一些eVTOL飞机使用的电池技术可能使其商业化道路“走不通”。在他看来,部分eVTOL电池根本无法进行长途通勤,而且充电时间过慢,无法支持所需的飞行次数。

  与此同时,飞行汽车庞大的飞行器网络也带来了一系列新的挑战。例如,垂直升降交通不需要跑道或地面停车场,但需要专用的空中走廊和停泊飞行器的空中港口;空中出租车会减少地面行驶的汽车数量,提高到达和出发时间的可预测性,但空中还有高楼、鸟类、无人送货机等形形色色的障碍物以及飞机,需要操控人员采用新式机动系统进行回避。因此,这种新形式交通急需一套量身打造的法律法规。

  由于飞行汽车对安全性要求极高,同时对低空飞行涉及的法律法规以及管制手段还不完善,所以各国对开放低空飞行都非常谨慎,基本处于试验性质。

  目前,欧洲航空安全局已为垂直起降的飞行汽车制定了一套技术规范,尽管该机构还没有决定如何认证。这些规范旨在解决飞行汽车引发的独特性问题,以及详细的适航标准,如紧急出口、防雷、起落架系统和增压舱室等。

  欧洲航空管理局的声明说,飞行汽车“尽管具备传统飞机和旋翼飞机的设计特征,但在大多数情况下,欧洲航空管理局尚无法将这些新型飞行器划归到传统飞机或旋翼飞机的类别中”。换言之,欧洲航空安全局似乎还未决定,要按照什么样的标准将垂直起降飞行器与固定翼商用飞机或直升飞机区分开来。

  显然,飞行汽车的成功运作需要包括政府、技术、交通、城市规划和公共服务等跨部门的协调努力。

  从上世纪40年代起,人们就提出了飞行汽车的概念。然而,截止到今天,飞行汽车仍然没有切切实实地应用到我们的生活中。即便今后飞行汽车服务真正上线了,能否获得消费者认可与全面普及,还需等待市场检验。 (秦天弘)

责任编辑:陈思南

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