非田
2022年10月11日,澳大利亚阿德莱德举行载人飞行器(eVTOL)飞行比赛
10月中旬,一辆飞行汽车以无人驾驶的方式在迪拜腾空而起。这是小鹏旗下的飞行汽车“旅航者X2”在海外的首飞,酷炫的科技感引人遐想。
今年以来,飞行汽车的热度始终不减。此前,小鹏汇天首个飞行汽车试制工厂落户广州番禺化龙镇,据称两年后,其有望实现产品量产;德国大众发布了电动垂直起降载人飞行器原型机;广汽集团多个与飞行汽车有关的岗位,也在紧锣密鼓地招聘人马。
随着车企甚至航空巨头纷纷加注飞行汽车领域,科幻动画片《杰森一家》和电影《银翼杀手》中驾驶飞行汽车在城市中穿梭的场景,或许已经离我们越来越近。
“飞行汽车”自带的赛博朋克感,给了企业更多讲故事的空间,这条新兴赛道成功吸引了投资人的目光。摩根士丹利去年在一份报告中预测,到2030年,飞行汽车行业市场规模将超3000亿美元;而到2040年,这个数字将飙升至1.5万亿美元。德国咨询公司罗兰贝格则表示,预计到本世纪中叶,将会有约10万辆汽车飞驰在全球95个主要城市的空中。
与此同时,围绕飞行汽车在技术和安全性上的争论从未停止。在电池技术未见革命性突破的情况下,飞行汽车如何在实现更长续航时间的同时保证安全,成为了飞行汽车企业绕不开的尴尬瓶颈。
目前,各国都未对飞行汽车制定完善的法规与监管体系,行业仍处于野蛮生长阶段。这也是悬在入局者头上的一把达摩克利斯之剑。如同一切带有颠覆性体验的新兴事物一样,飞行汽车能否顺利“起飞”,依然存在相当多的变数。
太阳底下无新事。飞行汽车听着新鲜,但早在100多年前,脑洞大开的发明家们就对飞行汽车进行了尝试。
1906年,一名罗马尼亚男子进行了一场特殊的实验:在一台没有外壳的汽车上,加装了一对翅膀。这台机器在经过50秒的“助跑”后,以离地1米的高度飞行了12米远。虽然结果不尽如人意,但这一年,距离汽车问世不过20年。
1917年纽约航空展上,一架铝制机身与固定翼结合的汽车,吸引了世人的目光。这台汽车被命名为Autoplane(飞行汽车),它的发明者、美国人格伦·寇蒂斯也被认为是“飞行汽车之父”。
1946年,罗伯特·富尔顿推出了飞行汽车Airphibian,设计思路是将飞机改装成汽车,因此它具有可拆卸的机翼与尾翼,螺旋桨也可收纳在机身内。
10月中旬,小鹏“旅航者X2”在迪拜起飞
Aerocar
飞行汽车目前主要分为电动垂直起降航空器(eVTOL)和陆空两栖汽车两大类型。
受富尔顿思路启发,莫尔·泰勒研发出了一款可折叠机翼的飞行汽车Aerocar,成功拿下了适航认证—福特等车企一度动过量产Aerocar的念头,只是难以压缩成本,外加1970年代石油危机导致油价不断上涨,才最终作罢。
此后的数十年间,飞行汽车的研发陷入低谷。
2006年,美国马萨诸塞州,5名来自麻省理工的高材生创办了一家名为“Terrafugia”的企业。这个来源于拉丁语的单词意为“逃离地面”,公司的野心不言自明。2009年,该公司的机翼折叠式飞行汽车Transition诞生,汽车包含驾驶员在内载员2人,理論最大飞行高度可达3000米,巡航速度160km/h。2013年,Terrafugia趁热打铁推出了第二款飞行汽车,最高时速与续航能力都有提升。
Terrafugia在研发上的高歌猛进,对沉寂多年的飞行汽车市场而言,无疑是一颗重磅炸弹。被惊醒的汽车与科技巨头陆续入场,飞行汽车迎来了新的发展期。
空客飞行汽车CityAirbus
广义而言,飞行汽车是指面向低空智能交通和立体智慧交通的载运工具,目前主要分为电动垂直起降航空器(eVTOL)和陆空两栖汽车两大类型。Terrafugia主打后者,而如今更多厂商布局的则是前者。
清华大学通用航空技术研究中心主任张扬军曾表示,电动垂直起降的eVTOL,是当前飞行汽车研发的主流思路,飞行汽车也多指代eVTOL。在他看来,飞行汽车的发展在技术上可行、需求客观存在、具有不可替代性,是汽车发展的必然方向。
随着城市的发展与扩张,地面交通除了向地下延展,也在试图向空中辐射。而飞行汽车,是最符合向空中发展趋势的产品。
2016年,美国网约车巨头优步在一份白皮书中,首度提出了“城市空中交通”概念,计划部署空中出租车业务,利用尚未被充分开放的城市空域,缓解城市交通拥堵的难题。
2018年,在“堵城”洛杉矶,时任优步首席产品官的杰夫·霍尔登,在公司举办的第二届年度飞行汽车会议上语惊四座:“我们的目标是为这个世界引入一种全新的交通方式,也就是城市航空,我自己更愿意称之为‘空中拼车’。”
按照规划,优步的eVTOL可搭载1名飞行员和4名乘客,最高时速240千米,至少能连续飞行3个小时以上,主要用于郊区和城市之间的交通,单次最短飞行距离是40千米。
和优步有相似想法的还有各大车企。如何在最短时间内让自家的“车”飛起来,很快成为了这些企业的共同追求。
2019年,吉利与戴姆勒共同注资德国载人飞行器企业Volocopter,这也是吉利在飞行汽车领域的又一步棋。此前,吉利已经完成了对美国企业Terrafugia的收购,助其推出了更符合市场主流的eVTOL车型TF-2A,陆空两栖的TF-1也在2021年拿下了美国联邦航空管理局的适航证。
2020年,丰田向空中出租公司Joby Aviation投资3.94亿美元,这是丰田在两年内对该公司的又一笔大额注资。同年,韩国现代汽车宣布将联手优步,为后者打造空中出租车。
中国的造车新势力同样不愿居于人后。小鹏汇天在今年7月建成了飞行汽车试制工厂,并在10月完成了海外首飞,预计在2024年实现量产。
眼见飞行汽车热度不断上升,民用航空领域的两大霸主也不甘示弱。空客发布了一款名为CityAirbus的飞行汽车;波音则宣布将与保时捷联手,主打高端概念。
如今,看似科幻的飞行汽车行业巨头云集,早非昔日蓝海。截至2021年末,全球共有超200家企业或机构在研发400余种飞行汽车。当年1—5月,行业内融资额超50亿美元。
一位头部汽车媒体资深从业者告诉笔者,如今车企扎堆研发飞行汽车,原因与当初新能源及自动驾驶浪潮袭来时有些相似,都是在对革命性技术提前布局。
从商业角度而言,锂电池已经到了一个瓶颈期,各大车企在电池和造车技术实力方面,不存在绝对无法逾越的代差。无论是传统车企还是小鹏等造车新势力,都迫切需要一个足够新的故事,吸引投资人与消费者的目光。
因此,面对飞行汽车这样一个或许能抢占未来市场、实现弯道超车的机会,车企自然不愿放过。
从技术方面看,汽车制造最大的难题莫过于发动机,而主流的飞行汽车方向也是以电为主要动能。车企如今本就在向新能源发力,研发一款适合飞行汽车的动力总成,即使难度不低,也不至于让人望而却步。
据该人士观察,优步等入局者都或多或少延迟着既定的产品计划,其中既有技术原因,也有政策配套相对滞后的影响,而这两者共同为飞行汽车的未来蒙上了一层不确定性。
首先是电池问题,一块更符合飞行汽车需要的电池,是横亘在飞行汽车量产道路上的难题。
国内头部无人机厂商亿航智能,曾表示飞行器的电池技术比汽车更复杂,要求电池有高能量密度、高功率密度、更宽的温度范围和高安全性等。
截至2021年末,全球共有超200家企业或机构在研发400余种飞行汽车。
福特公司与密歇根大学联合开展并在《自然·通讯》上发表的一项研究表明,飞行汽车在垂直起降时的能耗,是巡航时的3—4倍,这对电池最大放电速率和重量提出了挑战—电池需要更高且更稳定的最大放电速率,适应起降时的需求,而更轻的电池也能降低起降时的能耗。
前述业内人士认为,从公开报道来看,现有飞行汽车所用的电池都不足够轻,因此负载和续航能力都不太令人满意。
延长飞行汽车的续航里程,不仅是低碳环保方面的要求,更是商业化必不可少的前提。福特公司的研究显示,对于乘坐人员相同且少于35千米的短途行程,飞行汽车的能耗反而比燃油车高。
吉利收购企业推出的eVTOL车型TF-2A
2021年11月11日,Volocopter 2X空中出租车在首尔城市空中交通演示活动中亮相
按照优步当初较为乐观的估计,飞行汽车商用之初,每位乘客每英里的成本将是5.73美元,而在大规模推广后,将迅速降低至1.84美元—这比燃油车每位乘客每英里59美分的价格,依然要高不少。而更长的续航与更远的飞行距离,无疑是降低每千米成本的最直接手段。
另外,在实际使用中,飞行汽车必须配备远超如今新能源车充电速度的快充,方能适应在高峰期频繁且中远途的需求。
显然,目前大部分厂商并未在快充与锂电池寿命上找到较好的平衡点。美国“国家发明家科学院”(National Academy of Inventors)院士王朝阳曾表示,快充电池是未来飞行汽车商业化最重要的先决条件。
现有飞行汽车所用的电池都不足够轻,因此负载和续航能力都不太令人满意。
尽管飞行汽车仍面临技术瓶颈,但多国出台了支持政策。在亚洲范围内,中韩走在了前列。
2021年,韩国电信公司SKT与飞行汽车新贵Joby Aviation以及优步达成合作。韩国有关部门随即发布了“韩国城市空中交通技术发展蓝图”。按照规划,韩国将于2025年在首尔机场与市中心之间的空域,设计一条专门用于空中交通的通道,并于2030年开始商业运营。
今年5月,韩国继续追加1.6万亿韩元的投资,以制定包括飞行汽车在内的空中交通飞行器机体认证标准。
中国方面,航空研究院于去年发布了《电动飞行汽车发展白皮书》,交通运输部、科技部联合在今年印发的《交通领域科技创新中长期发展规划纲要(2021—2035年)》中,将飞行汽车纳入了规划。
客观来说,没人知道飞行汽车离大规模商用究竟还有几年,但对于科幻照入现实的场景,似乎没有不期待的理由。
正如《未来呼啸而来》所描述的那样,随着各种指数型技术的融合,飞行汽车所遇到的难题,或能在短时间内迎刃而解。与其质疑飞行汽车合理与否,不如一同期待一个可能比我们想象的都更快的未来到来。
责任编辑吴阳煜 wyy@nfcmag.com