AI导读:

飞行汽车在消费电子展上惊艳亮相,标志着其正逐步从梦想变为现实。文章介绍了飞行汽车的发展历程、未来展望、现实挑战及核心技术问题,并指出全球范围内正加快飞行汽车创新应用的步伐。

1月初,在美国拉斯维加斯举办的消费电子展上,中国小鹏汇天推出的分体式飞行汽车——“陆地航母”惊艳亮相,瞬间成为全球焦点。据悉,这款飞行汽车计划于明年正式交付市场,标志着飞行汽车技术正逐步从概念走向现实。

飞行汽车,这一蕴含未来交通无限可能的创新产物,正逐步将人类的“飞车”梦想变为现实。随着科技的进步,飞行汽车有望在未来10年内实现通勤时间的革命性缩短,将原本需要1—2小时的通勤时间缩短至仅10—20分钟。届时,城市中的交通拥堵问题将迎刃而解,“城市飞越(City fly)”或将取代传统的“城市漫步(City walk)”,成为人们日常出行的新方式。乘客只需在飞行汽车中输入目的地,高度智能化的飞行汽车便能轻松穿越高楼林立的城市,将乘客安全、快速地送达。

人类对飞行汽车的向往自古有之。在《山海经》中,郭璞曾对奇肱之国作出注解:“能作飞车,从风远行”。而在清朝李汝珍的《镜花缘》中,更是描绘了“飞车”的奇幻场景:“只见那些轮……有如磨盘的,有如辘轳的,好像风车一般,个个旋转起来。转眼间离地数尺,直朝上升,约有十余丈高,直向西方去了。”这些充满奇幻色彩的描述,正是古人对飞行汽车的向往和憧憬。

如今,飞行汽车的定义已经更为具体。狭义的飞行汽车指既可地面行驶又可空中飞行的陆空两栖飞行汽车,而广义的飞行汽车则包含了面向大众化交通的电动垂直起降飞行器(eVTOL)。自20世纪飞机问世以来,人们便开始探索设计这种陆空两栖交通工具。1917年,飞行汽车之父格伦·寇蒂斯便尝试研制了人类第一辆飞行汽车。然而,当时的飞行汽车以滑跑起降飞行为主,使用场景受限,多为飞行梦想家的小范围实践。

随着新世纪电动智能时代的到来,飞行汽车迎来了蓬勃发展的机遇。2016年,美国优步公司发布《城市空中交通白皮书》,提出eVTOL将成为“空中出租车”的主要形式,这一观点迅速在全球范围内掀起了研发eVTOL的热潮。来自中国的亿航184型eVTOL更是以“飞行汽车”为标题登上了美国行业权威杂志《大众机械》的封面,自此飞行汽车大多指这种eVTOL。

2024年,中国汽车工程学会发布了中国首份飞行汽车研究报告《飞行汽车发展白皮书1.0》。该报告认为,21世纪电动智能汽车的发展为电动智能航空发展奠定了较好的产业基础,eVTOL作为广义上的飞行汽车,通过飞机与汽车的电动智能技术和产业链融合,有望像地面汽车一样成为大众化交通工具。这一观点已经得到了行业的广泛共识。

展望未来,飞行汽车正加速向我们“飞”来。根据《飞行汽车发展白皮书1.0》的预测,飞行汽车的发展将经历三个阶段。从2025年起,飞行汽车将迈入商业化启航的1.0阶段,载物eVTOL开始商业化应用,载人eVTOL则在特定场景下开始示范应用;预计到2035年左右,将迎来智能化加速的2.0阶段,智能eVTOL飞行汽车规模化应用加速,成为低空交通出行的主要运载工具;预计到2050年左右,将进入立体化普及的3.0阶段,陆空两栖飞行汽车将实现大众化应用,低空交通与地面交通深度融合,构建起三维立体智慧交通体系。

然而,飞行汽车想要真正“飞起来”,还面临着一系列现实挑战。首先,飞行汽车作为电动智能飞行器,必须满足高安全、高可靠、高稳定的航空技术和产品要求。适航是飞行汽车高安全的核心保障与关键命脉,其所涉及的电安全、热安全、智能驾驶安全、构型等问题,对于航空适航都是全新领域。其次,若要担当低空交通的重任,飞行汽车需满足基本实用化指标,即载荷≥100千克、航程≥100公里。当前的eVTOL在同样动力和起飞重量下,其载荷和航程远小于固定翼飞行器。如何突破载荷小、航程短的问题,是飞行汽车走向实用化的一大技术门槛。最后,飞行汽车须具备高度智能自主驾驶能力,以满足大众化需求。低空复杂气象条件和高密度飞行的安全问题,对飞行汽车高度智能自主驾驶技术提出了极高要求。

从技术层面来看,飞行汽车的发展需要解决三大核心技术问题:动力技术、平台技术和交通技术。动力技术是飞行汽车发展的核心,需要研发高功率密度、高效率、高能量密度的航空新能源动力;平台技术是飞行汽车性能与安全性的保障,需要研发多涵道推进、轻质结构、陆空相容的垂直起降飞行平台;交通技术则是实现飞行汽车智能化运行的关键,需要高度智能自主驾驶、陆空一体、云网融合的立体化智慧交通技术。

全球范围内,不少国家正加快飞行汽车创新应用的步伐。美国的乔比航空、欧洲的空客以及中国的峰飞航空、沃飞长空、追梦空天等企业都在积极研发飞行汽车。这些企业基于传统航空飞行器的设计经验和技术优势,以及电动智能汽车和多旋翼无人机技术的积累,为飞行汽车的研发和生产提供了坚实基础。例如,小鹏汇天和广汽就借助在电动智能汽车产业链上的优势加快研发飞行汽车;长安汽车与亿航智能则实现汽车与多旋翼无人机技术的有机融合,为飞行汽车的发展带来全新思路与活力。

低空交通是新能源、人工智能、大数据和5G通信等新技术应用的主要载体和场景,是低空经济发展的战略方向。当前,低空经济活动的主要载体为无人机和飞行汽车等低空飞行器。其中,消费级无人机、工业级无人机和交通级飞行汽车对低空经济的贡献,分别类似于自行车、摩托车和汽车对地面经济的拉动作用。未来,随着飞行汽车的普及应用,将引领人类社会进入立体化交通新时代,开启低空经济万亿蓝海新赛道。

飞行汽车

(作者为清华大学车辆与运载学院教授、飞行汽车动力研究中心主任,文章来源:人民日报)