飞行汽车梦想落地尚需时日

2021-08-06 10:48

     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。

美国飞行汽车

     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。

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© 2005 - 现在 飞行汽车 苏ICP备2022006245号

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