文/金伟 王建杰
(作者金伟为工业和信息化部装备工业发展中心重大装备处副处长、中国通用航空创新联盟副秘书长)
战略性新兴产业是以重大技术突破和重大发展需求为基础,对经济社会全局和长远发展具有重大引领带动作用,知识技术密集、物质资源消耗少、成长潜力大、综合效益好的产业。战略性新兴产业代表着新一轮科技革命和产业变革的方向,是培育发展新动能、获取未来竞争新优势的关键领域。发展战略性新兴产业已成为世界各国抢占新一轮经济和科技发展制高点的重要方向。根据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要》,战略性新兴产业包括新一代信息技术、生物技术、新能源、新材料、高端装备、新能源汽车、绿色环保及航空航天、海洋装备等产业,囊括了先进制造业和现代服务业的绝大部分行业。
飞行汽车作为典型的未来产业,是新能源、航空、新一代信息技术三大战略性新兴产业的交汇点,具有技术含量高、覆盖行业广、带动作用强、社会效益好等特点。具体来说,飞行汽车是适应碳达峰碳中和目标的一大产物;是通用航空“起飞”,民航绿色发展的重要方向;是新一代信息技术与汽车、航空产业深度融合,发展数字经济的重要载体;是交通强国建设,构建综合立体交通网的重要内容。同时,发展飞行汽车对于带动科技进步,提高制造业水平,促进产业转型升级具有重要意义。
飞行汽车适应了碳达峰碳中和的发展形势。2016 年4 月,全球178 个缔约方签署《巴黎协定》,标志着全球在应对气候变化迈出的实质性一步。目前,全球已有数十个国家提出在本世纪中叶实现“零碳”或“碳中和”的目标,越来越多的国家将“碳中和”上升为国家战略。2021 年,我国发布《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》和《2030 年前碳达峰行动方案》,推动碳达峰碳中和重大战略决策落向实处。
交通运输行业是我国碳排放的“重灾区”,排放量占总量的10.4%(其中,公路占87%、航空占6%)。交通运输工具的绿色低碳转型符合国家战略、社会发展、历史潮流。飞行汽车虽然早在20世纪就已出现,但直到近几年才蓬勃发展,其中一个重要原因就是在碳中和背景下,电推进技术得以迅速突破并应用。目前,全球多数在研的飞行汽车均采用电推进技术,相较于传统燃油动力,飞行汽车的电动化趋势不仅符合碳中和的目标要求,而且是降低城市噪声、提高环保水平的重要举措。
飞行汽车推动了新能源技术进步。世界知名咨询公司摩根士坦利预测,到2040 年和2050 年,全球城市空中交通市场规模将分别达1 万亿和9 万亿美元;罗兰贝格预测,2050 年全球95 个主要城市将有9.8 万辆飞行汽车投入使用。可见,飞行汽车具有广阔的市场空间。我国结合国情推动飞行汽车的乡村应用和低空物流,更能将“城市空中交通”拓展为“低空智能交通”,具有巨大的经济社会拉动效用。成熟的电推进技术是其能够产业化发展的关键支撑,相较于新能源汽车,飞行汽车对于电推进系统的技术指标(能量密度、功率密度、效率等)、安全可靠性、使用成本等均具有更高的要求,高可靠性、低成本、低噪音的电推进技术是飞行汽车能够产业化发展的基础。在庞大的市场驱动下,飞行汽车势必能够吸引一批企业积极布局前沿电推进技术,突破关键核心技术瓶颈,带动新能源产业发展。
飞行汽车助力通用航空产业“起飞”。通用航空(以下简称“通航”)产业是以通用航空飞行活动为核心,涵盖通用航空器研发制造、市场运营、综合保障以及延伸服务等全产业链的战略性新兴产业。发展通航产业对于提高国防现代化水平、培育经济增长新动能、促进制造业转型升级具有重大意义。近年来,在《关于深化我国低空空域管理改革的意见》《国务院办公厅关于加快促进通用航空业发展的指导意见》等针对性文件的推动下,我国的通航产业呈现较好发展态势,产业规模稳步扩大。然而,与欧美发达国家相比,我国的通航产业尚处于初创期,与世界第二大经济体的地位不相匹配,真正“飞起来”的多元化市场需求远未满足,应急救援、短途运输、私人飞行、旅游观光等应用场景拥有巨大渗透空间。
飞行汽车未来规模化应用的“主战场”是城市或郊区,在复杂低空环境下的飞行性能是决定其能否走入大众市场的关键指标(供图/小鹏汇天)
飞行汽车是汽车与航空器跨界融合的产物,兼具地面行驶和空中飞行功能。作为一种陆空两栖交通工具,飞行汽车的起降性能、使用成本、环保水平都比传统固定翼通航飞机或直升机更具优势,在偏远山区、城市低空、旅游景区等场所,飞行汽车具备替代通用航空器的潜力。此外,由于大众对于汽车的认知度和接受度都要远高于航空器,飞行汽车的大规模应用能让更多的人体验到飞行的乐趣,有助于宣传通航文化,普及飞行活动,营造良好的社会氛围,从而带动通航产业发展。
飞行汽车还是实现绿色民航的切入点。民航绿色发展是民航强国建设的重要任务,是民航高质量发展的必然要求。2018 年以来,中国民航局先后发布《关于深入推进民航绿色发展的实施意见》《“十四五”民航绿色发展专项规划》,部署新能源航空器发展。电动垂直起降航空器(eVTOL)、轻型运动电动飞机、太阳能飞机是新能源航空器的“先头部队”,在全球率先得到了发展,一批型号已拿到型号合格证或正在开展适航认证。
作为航空界的“新宠儿”,eVTOL近年得到了资本、市场和技术的广泛关注,由于在总体设计、动力系统、使用功能等方面与飞行汽车有诸多相似之处,eVTOL 被认为是一种广义的飞行汽车。事实上,也正是由于eVTOL 的出现,飞行汽车的概念才得以“重现江湖”。另一方面,在民航领域,由于公共运输航空对于安全性的重视度极高,很多新兴技术都会首先在通航飞机得到充分验证之后,才可能被用于大型民用飞机。目前,纯电/混电推进系统、可持续航空煤油、氢能等绿色低碳技术都逐步在通用航空器验证,未来有可能应用于大型民用飞机。因此,飞行汽车的产业化发展是验证绿色低碳技术的重要手段和基础,是实现绿色民航的重要切入点。
数字经济是以数据资源为关键要素,以现代信息网络为主要载体,以信息通信技术融合应用、全要素数字化转型为重要推动力,促进公平与效率更加统一的新经济形态,是充分利用大数据、云计算、物联网、区块链、人工智能、5G 等新兴技术,推动产业数字化和数字产业化的经济形态。数字经济在汽车领域最直接的体现是智能网联汽车。2021年底国务院发布《“十四五”数字经济发展规划》,提出以数字技术与实体经济深度融合为主线,加强数字基础设施建设,完善数字经济治理体系,协同推进数字产业化和产业数字化,赋能传统产业转型升级,培育新产业新业态新模式。《国家综合立体交通网规划纲要》提出,建设融合感知平台,推动智能网联车与现代数字城市协同发展。
飞行汽车是比智能网联汽车更深一层次、更进一步的技术载体,具备与智能网联汽车相同的环境感知、自动驾驶、智能决策、协同控制和执行等功能。但飞行汽车面向地面和空中使用,是智能网联汽车的延伸。飞行汽车未来规模化应用的“主战场”是城市或郊区,在复杂低空环境下的飞行性能是决定其能否走入大众市场的关键指标。智能化数字化网络化技术将成为飞行汽车的“标配”,同时也是飞行汽车能够实现低空安全飞行的重要保障,是构建成熟的空中交通管理体系的基础。
此外,飞行汽车应用于应急救援或旅游观光等场景,还需要具备在恶劣、复杂地形或气象条件下安全起降和飞行的能力。作为数字经济下汽车产业和航空产业的结合体,飞行汽车的产业化发展有助于加快实现产业数字化,推动数字产业化发展及应用。