飞行汽车改变未来

科学 技术

运用无人机技术,通过“空中飞车”运输人员和货物——希望引发类似交通运输革命的飞行汽车构想变得越来越热。在日本,8月份成立的“空中出行革命官民协议会”,正在积极制定路线图。

空中出行革命

近年来,国内外相继公布了飞行汽车(空中飞车)的研发构想。美国优步科技公司2018年5月在洛杉矶召开的会议上宣布,2020年将在达拉斯和洛杉矶开展飞行试验,希望在2023年开始提供商用服务。欧洲的空中客车公司9月公布了“blueprint for our sky(天空设计蓝图)”构想,描绘了该公司对未来空中交通的设想。美国波音公司 2019年1月22日宣布,该公司研制的垂直起降电动飞行出租车已完成首次飞行。首次试飞测试了飞行出租车起飞、悬停和降落的能力以及自动驾驶功能。据估计能搭乘至少2名成年人。

人们期待飞行汽车能够实现如下效果:缩短城市里的出行时间,提高在离岛和山区出行的便利性,加快应急运送和物资运输的速度等。日本政府在《未来投资战略2018》中提出目标,要成立旨在实现“空中飞车”的官民协议会,并在年内制定路线图。8月份成立的该官民协议会,有来自国内外的企业、研究机构和投资基金等参加,已经开始就制定路线图进行讨论。

空中出行革命官民协议会新闻稿插图,描绘了在东京高楼大厦屋顶上起降的无人出租车
空中出行革命官民协议会新闻稿插图,描绘了在东京高楼大厦屋顶上起降的无人出租车

自动驾驶、碰撞规避系统等是技术难题

目前,“飞行汽车”还没有明确的定义,我们暂且将其定义为“以中短距离飞行为目的飞行器”。直升机使用活塞式发动机或涡轮轴发动机作为动力装置。与之相比,当前正在开发的飞行汽车,从节约运营成本的角度出发,很多都是电动型。

载人出行的飞行器机体,设想中尺寸相当于现在的摩托车、汽车,能搭乘一名或多名乘客。货运飞行器的机体,设想中大小能够运输家庭快递物品。

飞行器分为水平起降型和垂直起降型。前者很多需要有固定翼和跑道。而后者则有旋翼机型(单旋翼、多旋翼、同轴双翼反转旋翼)和VTOL机型(固定翼和旋翼组合机体)等类型。

要想让这种构想成为现实,成功研发机体,关键在于能否满足安全、高效和环保的要求。

在安全方面,需要开发冲撞规避和管制系统等技术,制定安全标准,明确应急办法,完善法律制度等。在效率方面,要考虑到自动驾驶和利用物联网维护保养机体等问题。还有必要分析飞行运输数据,研究如何实现更加高效的运输机制。在环境方面,需要考虑解决噪音和影响景观问题的举措,促进可再生能源的使用等。

也有利于形成新的产业,强化防灾对策

美国优步公司表示,如果飞行汽车成为现实,利用eVTOL(电动式可垂直起降飞行器)10分钟就能从新宿飞到横滨。而同样的路程汽车要花40-50分钟,电车要花60-70分钟,相对地能够大幅缩短出行时间。

在日本,从主要的机场到城市中心往往需要花费一个小时左右的时间。而在至今尚未开通新干线的四国等地区,要去一趟邻县也是个不小的负担。如果能用飞行汽车把城市中心和机场、新干线车站等联结起来,那么,新观光路线的开拓和新产业集群的形成都是可以预期的。

如果在现行的应急救护直升机,以及警察和消防等公共领域中引进和强化飞行汽车的使用,有利于提高搜索和应急救护、应对灾害等情况下的反应速度。日本时常面临地震、海啸、洪水等大规模灾害侵袭的风险,这有可能成为提高社会安全性的强力工具。

国内外关于飞行汽车的动向

全球已有多个飞行汽车的研发项目正在推进之中。 

优步公司重视与企业、政府机构、地方政府等合作伙伴的合作。该公司为公众提供叫车服务,正在以城市型飞行汽车构想及相关应用程序与平台为中心开展研发工作,机体的研发工作则由贝尔直升机公司、Karem Aircraft公司、Aurora Flight Sciences公司、EMBRAER公司、Pipistrel公司等专业公司承担。优步公司宣布与美国航天航空局(NASA)合作开发管制系统。除了推进在美国进行飞行试验的准备之外,优步公司也在与日本、印度、澳大利亚、巴西、法国等国协商,欲在这些国家也开展飞行试验。

空客公司和波音公司,也在积极利用他们作为飞机制造商的优势,推进飞行汽车的相关准备工作。2018年1月,空客公司的研究项目A3,在美国俄勒冈州成功完成了无人VTOL型试验机“Vahana”的飞行试验。空客公司在世界多地同步推进多个类似项目,包括“Pop.UP”“ City Airbus”“ Skyways”等。波音公司也在2017年11月收购了Aurora Flight Sciences公司,通过各种方式强化其在无人机和飞行汽车相关领域的优势。

初创企业中,中国的无人机制造商亿航公司2016年1月,在国际消费类电子产品展览会(EMS)上发布了自动驾驶飞行器“EHANG184”。德国的Volocopter公司2017年9月,在法兰克福车展上展出了其产品“Volocopter 2X”。总部位于美国加利福尼亚州的Kitty Hawk公司,接受了阿尔法公司CEO拉里·佩奇的投资,正在进行研发。

在日本,一个名为Cartivator的组织正在推进空中飞车项目。Cartivator是一个以汽车、航空业中意图创业的年轻人为中心结成的团体,以爱知和东京为基地开展研发活动。2018年7月,以Cartivator组织的成员为中心,成立了“株式会社SkyDrive”(总部位于东京,法人代表福泽知浩)。

在日本实现社会商用所面临的问题

在推动飞行汽车的商用方面,最重要的因素是开发出安全的机体和系统。此外,还要求提高设计和生产技术,开发电池等要件技术,完善能够便利地开展飞行试验的环境,确保资金和人才,制定完善规则规范等等。

也有必要完善管制系统和起降场地等基础设施。管制系统方面,要求设计合理利用从低空到高空的空域使用方法,推进囊括现有飞行器及无人飞行器等在内的安全应对措施。建设起降场地方面,也包括与其他交通手段的衔接及噪音与安全对策问题,和城市结构的整体设计也相关联。这就要求进行包括地面基础设施在内的社会系统性设计。

标题图片:“空中出行革命官民协议会”第一次会议(2018年8月于东京都港区,时事社)

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