飞行汽车?它不一定非要和汽车扯上关系

飞行汽车成了新风口。

从小鹏这样的造车新势力,到大众这样的老牌车企;再从波音空客这样的飞行器制造商,到Lilium 这样的飞行器初创企业,飞行汽车产业涌进了两股力量的新老血液,科幻感十足的飞行汽车产品近年来层出不穷。

但率先能够用上的“飞行汽车”,必然和汽车没多大关系。

科技的尽头是退化的人类?

在飞行汽车界,有一家公司的历程非常具有参考价值。

2017年,吉利控股集团收购了一家名为“太力飞车”(TERRAFUGIA)的美国飞行汽车公司。该公司由几位麻省理工的毕业生于2006年创立。从其官方视频频道来看,至少在2008年,该公司就已经有了“飞行汽车”的原型产品。这款产品通过可折叠机翼的设计,让它能够在汽车与固定翼飞机两种形态间切换。

图源:太力飞车

在之后的数年间,这家公司对这款“飞行汽车”产品进行修修补补,终于在2021年,拿到了FAA的特殊适航证(轻型运动飞机,不得进行商用)。但在它拿到“上天许可”的同时,它居然还没拿到“上路许可”。也就是说,在当时这辆“飞行汽车”并不能合法上路行驶。

但这款产品存在一个致命硬伤——无法垂直起降。也就是说,你依然要把这辆“飞行汽车”开到机场才能起飞(滑跑距离短并不代表可以随时随地起飞)。或许这对一些通用航空较为发达的国家或地区来说还算有点实用性,但不能作为城市空中交通(UAM)来使用。

这类可变换形态的飞行汽车,其实也有可以垂直起降的产品,但基本上目前都还停留在概念阶段。早在2015年,太力飞车就在其官方视频频道中发布过一款概念产品TF-X,该产品具备两个垂直螺旋桨,展开状态下可以进行垂直起降,巡航状态下可将螺旋桨变为水平状态,以提升速度与航程。

图源:太力飞车

这是不是看着很像波音公司与贝尔公司联合制造的侧转旋翼机鱼鹰V-22?事实上,这类侧转旋翼机的研发制造难度极大,时至今日较为实用的产品也只有V-22一个。且这类产品对于引擎的要求极高,特别是在起降阶段,单个引擎出现问题都将发生严重变乱。

V-22 鱼鹰 图源:网络

此外,V-22并不消考虑作为一辆“汽车”时的状态,因此可以拥有相对较大的机翼,在巡航阶段能够保障即便发生引擎故障,也能滑行更长的时间。但“飞行汽车”需要采用折叠机翼,并且机翼的面积十分有限,这会造成飞行器的“空滑比”(飞机在无动力状态下,滑翔距离与下降高度之比)过低。同时,机翼面积太小也会造成机翼单位面积翼面承重过高,需要非常高强度的材做支持。无论是从安全面还是成本面考虑,这样的产品都不成能短时间内进入民用领域。

小鹏在去年的1024科技日也发布了一款类似产品——小鹏汇天第六代飞行汽车。从小鹏展示的视频来看,虽然这款产品并不具备侧旋转翼,但可以实现作为汽车与垂直起降飞行器(vtol)。虽然小鹏还未公布这款产品今后的时间线,但至少从这个外观来看,靠两个电动螺旋桨能带起一辆车的重量,并且要将整车重量都“压在”两个细细的机翼上。以目前人类的科技发展水平来说,这样的产品能够上天或许都还要数年,能够成为量产产品就要更久了。

图源:小鹏汇天

综合来说,这种可切换形态的飞行汽车,短时间内是无法投入使用了。但人们依然不肯意放弃对于飞行汽车的美好愿景,于是另一种状态的飞行汽车便出现了。

2018年,太力飞车发布了概念产品TF-2的官方视频。这款“飞行汽车”本身只是一个飞行器,但通过可拆卸式的乘员舱设计,可以让空地出行“无缝衔接”,在地面由巴士带着乘员舱走,到了起降点直接装到机身上即可。

图源:太力飞车

且不说可行性,这样的产品意义安在?就为了少走下车到乘机那几步路吗?这种“人类退化”式的飞行汽车产品其实也不止这一个。在2021年的消费电子展(CES)上,通用汽车也发布了一款凯迪拉克eVTOL,一款可以垂直起降的电动飞行器。为了达到不走路的目标,还配套一款Halo自动驾驶座舱,直接将乘客送到飞行器舱门口。

图源:通用汽车

科技的尽头,真就是退化的人类吗?人们似乎过于纠结于飞行与汽车这两个词,导致标的目的上就出了偏差。

发展到了今天,飞行汽车产品终于有了短期内的结论——eVTOL。2020年,太力飞车发布了全新飞行汽车产品TF-2A,是一款电动垂直起降飞机,终于摆脱了和汽车的关系。

图源:太力飞车

为什么说太力飞车在飞行汽车行业中非常具有参考价值,原因就是他们几乎每条弯路都走过,尝试了各种无法落地的方案,最终才选择了eVTOL这条路。这也预示着飞行汽车恐怕在短时间内,并不能完成一辆汽车的使命。

像新奥尔良烤翅一样的飞行汽车

众所周知,新奥尔良并没有所谓的“新奥尔良烤翅”。这只是个给人异域风情意境的产品名罢了。对于飞行汽车来说,也并不必然非要和汽车有什么关系,更多的只是一种概念,让我们的大脑,能够把在地面上用惯的汽车,过渡到天上去。

事实上,既要通过飞行器认证,又要通过汽车认证,这对于一个全新物种来说,并不简单。除此之外,要兼顾汽车与飞行器两种形态,最终的结果就是两种都做不好,成为互相的“累赘”。目前来看,最有可能先落地的飞行汽车便是eVTOL(电动垂直起降飞机)。这种看起来更像是“大号无人机”的产品,具备诸多优势与可能性。

图源:波音

经过近百年的发展,现代直升机的产品线已经非常完善,从小到只能坐一个人的蚊子直升机,到大到能装下一百多号人的米-26,既然已经拥有了这些可垂直起降且产品丰富的直升机,eVTOL到底有什么优势,来跟直升机斗?可以从eVTOL最擅长的应用场景,城市空中交通(UAM)来看。

首先,城市内的空中出行,最为关键的便是安全问题。这不仅关乎机上人员,同样也要考虑地面人员的安全问题。eVTOL可采用的安全办法,比拟直升机来说要更多。以小鹏汇天的旅航者系列飞行器来看,该飞行器的螺旋桨分布在机身四个角,并且采用上下两套螺旋桨电机,据其官方介绍,这款飞行器的8个螺旋桨如果失效4个,别的4个也足以支撑其安全降落。此外,考虑到机身重量比拟一般的直升机来说会轻得多,且正上方没有螺旋桨,这样的飞行器也可以增加整机降落伞的安全办法。例如西锐SR22飞机就搭载了整机降落伞,在空中失去重力后可以利用降落伞安全着陆。

而另一种方式,则适用于类似太力飞车TF-2A这类,拥有机翼的飞行器,通过扩大机翼的面积,可以在必然程度上提升飞行器的空滑比,即便在空中失去动力,也能通过无动力滑行进行迫降。但代价是飞机在起落时,所需的空间要更大,不利于在城市中的应用。

空中客车正在研发的eVTOL项目CityAirbus,也由此前的无机翼形式,转变为第二代固定翼型电动可垂直起降飞机,比拟也有安全性上的考量。

CityAirbus NextGen 图源:空中客车

其次,则是在环保与噪音问题上,电动飞行器可以做到零排放、低噪音。续航上的劣势可以逐渐通过电池能量密度的提升以及动力上的优化来逐渐解决。

最后,则是成本上的优势。正如上文所说,直升机可以利用的安全办法并不是很多,因此对于整机的设计与制造,特别是发动机的能力则有着更严格的要求,以确保相对安全。但电动化的eVTOL如果可以通过其他方式解决好安全问题,则会大幅降低研发难度与生产门槛,就如同目前的电动汽车一般,此外,能源类型从燃油转换为电动,随着电池制造成本逐渐下降,能源上的成本优势也会逐渐拉开差距。

飞行汽车未来的路,还很长

当然,上面说的这些优势,绝大多数还只是飞行汽车存在的“潜力”,人人能用上城市空中交通的那一天或许还很远。就在几天前,由谷歌联合创始人拉里·佩奇(Larry Page)投资的飞行汽车初创公司Kittyhawk颁布颁发关停。这家成立了12年的公司直到关门的那一刻,也未能将飞行汽车产品正式落地。对于一些起步较早的飞行汽车初创公司来说,能撑到最后的或许微乎其微。

近年来,欧洲EASA与美国FAA都针对VTOL以及eVTOL的安全性、设计等领域进行了详细规定。这也标识表记标帜着这项产业将会逐渐进入规范化。但最终仍然需要飞行器、电池等多领域的技术突破,才有可能将产品落地。因此,至少普通人在两三年内还用不上飞行汽车,来进行城市空中出行。

但人类对于天空的向往是无限的,虽然短时间内我们甚至连eVTOL都还用不上,但或许就在10-20年后,真正能够切形态的飞行汽车产品,真能走进寻常百姓家。本年年初,交通运输部、科技部印发了《交通领域科技创新中长期发展规划纲要(2021—2035 年)》,其中提到:“安排飞行汽车研发,突破飞行器与汽车融合、飞行与地面行驶自由切换等技术。”。

在历史人物研究傍边,需要考虑“历史局限性”,也就是我们无法用现有的知识水平与价值观去评价历史上的人。这句话也适用于现在的你我,我们无法预测未来数十年甚至百年后的科技发展水平。虽然正如上文所说,能上天下地的飞行汽车短期内可能无法实现,但作为一种未来的可能性,我们也不必全盘否定。

“品驾”(ID:Ping-Drive),作者:JimmyMa,经。

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