10年前概念落地、如今只能短途旅行 飞行汽车到底起飞没?

划重点:

  • 1今天意义上的飞行汽车,早在2009年就诞生了。
  • 2目前阶段而言,飞行汽车只能适用于短途旅行。
  • 3成本太高阻碍了目前飞行汽车大面积推广和普及。

来源 月光社 微信公众号(AI-Pharos)文/赵家鹏

诗人布莱希特说,旧事物总是以新事物的面貌出现。这句话特别适合做下面这则新闻的注脚:

12月3日新闻:世界首辆既能路面驾驶又能空中飞行的“飞行汽车”亮相。

这辆飞行汽车,是荷兰的PAL-V汽车公司研制的,它出现在迈阿密航展上。与之相关的一则消息是,前不久,迈阿密一家开发商宣布,计划将派拉蒙迈阿密世界中心的天文台,改造成飞行汽车港口,以供未来的飞行汽车起降。该计划的负责人说,灵感来源于1962年的动画片《杰森一家》。

又一次,未来似乎猝不及防地就到来了。

当我们还在谈论无人驾驶、电动汽车时,有些人已打算让我们把汽车开到天上去了。一份关于空中交通的市场研究显示:空中出租车每天可为全美约8万名乘客提供服务,飞机容量可达4000架。在运营的最初几年中,该市场的年价值预计约为25亿美元。

听起来很美。那么,飞行汽车,离我们到底有多远?

这不是飞行汽车第一次出现在科技新闻的版面里。

亨利·福特在1935年就预言过这件事,他告诉消费者:

飞机与汽车结合的产物就要来了,你们可能会笑,但它一定会来。

今天意义上的飞行汽车,则出现在2009年。当年,美国特拉弗吉亚公司就宣布,研发出了世界首辆飞行汽车:飞跃(Transition)。在当时的首飞中,该车加满油后,一次可飞行500公里,降落后按一下按钮,即可将机翼折叠,驶上高速公路。

仅隔一年,由5名麻省理工学生创办的Terrafugia公司,即宣布正在制造陆空两用变形车,并取得了美国航空主管部门的商业性生产许可。

这家公司点燃了李书福的“飞天梦”。2017年,它被吉利全资收购。收购当年,李书福放言,将在2019年推出第一款飞行汽车——看来热衷“造车”的人,都有拖延症。

2017年,腾讯也投资了德国飞行汽车公司Lilium。

同样想让地球人开车上天的,还有Uber。这家出行公司曾宣布,在2020年开始进行飞行汽车的测试,并在2023年将飞行汽车服务投入商用。为此,它专门成立了一个航空部门。

改造未来的事业,自然也少不了谷歌。此前,谷歌联合创始人拉里·佩奇,跑到了新西兰开发飞行出租车。同时,他还投资了Kitty Hawk公司,这是一家位于美国加州的飞行汽车公司。

全球的初创企业,对这个领域也寄予了期待。在以色列、德国、法国、捷克、荷兰、俄罗斯、日本,均出现了这一赛道的创业公司。在中国,一家名为亿航的公司,也在尝试将他们的无人机技术,应用到载人自动驾驶飞行器上。

目前,全球有不少于70家公司正在设计、制造和测试飞行汽车。其中,最具实力的还是老牌的飞机和汽车制造商,如波音、空客、戴姆勒、奥迪等公司。

这一领域还获得了军方的青睐。

2016年,美军曾一度尝试用改装过的飞行汽车,运输特种部队。后来,美国军方转变了思路,将其定位为新时代的飞行吉普车,并在今年开始了新的尝试。

这种远比直升机安静的空中交通工具,可能会在未来的某一天,出现在战场上。

飞行汽车灵感从何而来?

1904年,儒勒·凡尔纳在其作品《世界主宰者》中,描述了一种形似翼龙的空中飞车。这是这位科幻小说之父,对未来出行的乌托邦想象。

五年后《纽约时报》刊载的一篇预测文章,延续了这种想象。作者相信:到了21世纪,城市的天空上,将遍布飞行汽车。

为了实现这种伟大幻想,梦想家开始行动了。

1917年,格伦·柯蒂斯用铝片制造了一辆飞行汽车。这部车遵循了凡尔纳的设想,车身装有只翼展长达12米的机翼,车尾则安装了四叶片的螺旋推进器。不过,这架人类历史上第一部飞行汽车,并没有成功上天。格伦·柯蒂斯后来和莱特兄弟合并了公司,柯蒂斯-莱特公司成为了当时美国最大的航空制造公司。

飞机发明家的失败,没有浇灭人们的热情。1926年,汽车大亨福特宣布了他的飞行汽车计划:Ford Flivver。福特公司的研发团队开发出了一款,金属骨架、带有木质机翼的双缸汽车。《纽约时报》的一位专栏作家甚至为这个想法献上了一首诗:

我梦到我是天使,上升到福特的天堂。

人们高兴得太早。这个计划同样失败了。

梦想被战争打断。战争又带来新的狂想。

二战期间,德军和盟军开始将直升机和旋翼式飞机用于战场。这种可以垂直起降的飞行器,不需要长程的跑道与机场设施。后者,正是战争中任何一方都难以守卫的脆弱设施。

结合这种技术,以及在弹道导弹计划的启发下,德国人开始设计一种火箭推动的飞行器。飞行员可以在升空的最后阶段,控制这种飞行器,从而有效精准打击盟军目标。不幸与幸运的一点是,这架飞行器在第一次载人测试时,即宣告坠毁和飞行员的死亡。

此后,德国继续开发了一种更为奇异的飞机。在其头部,戴有一个三叶片的巨型推进器,起飞时飞机垂直于地面。这次尝试同样宣告失败,但它启发了1950年代美国洛克希德等航天公司开发的垂直起降战斗机。

1950年代,美国洛克希德公司研发的垂直起降战斗器。其灵感源于二战时德军的尝试。

二战之后,制造商对于飞行汽车的尝试,依旧在继续。但是进展却依旧缓慢。

究其原因,飞机的制造需要轻便耐用的材料,但是汽车却对安全性的需求较高。当时的材料科学,尚未寻找到可以同时满足这两种要求的轻质材料。

波音公司历史学家杰克·舒尔茨,曾在其著作中评述:飞机通常是轻质的,汽车则需要安装保险杠和重型挡风玻璃等安全装置,这些装置可能会增加重量——重量是航空业的敌人。

第二个原因是,当时人工智能的发展方向,影响了无人控制技术的发展。

1950年代早期,马文·明斯基提出了“思维的网络”这一设想。基于多台不同功能的联网计算机,同步进行算法、模仿人类语言与发声的工作。在当时,这样的系统设计过于庞大,以至于整个领域进展缓慢。

直到近年,机器学习的兴起,才扭转了这一局面。随之而来的计算机图像识别技术,逐渐成为了主流的无人控制的基础。

第三个原因是环保主义的崛起。在电力等新能源普及前,人们对于飞行汽车的设计,还是基于燃油作为动力。但自1970年代,联合国发布了《人类环境宣言》后,此前有志于飞行汽车的制造商,开始停下了脚步。

当年的问题,到今天已不再是难以逾越的天堑了。

一项重要的进步来自于 eVTOL(电动垂直起降)技术的发展。

VLOT(垂直起降)技术起源于军事。后来,有人将这项技术与电池能源结合,成为了可利用电池供电的eVTOL。它极大减少了碳氢燃料的消耗。

目前,最好的电池储能为250 Wh / kg,预计到本世纪中叶,电池储能可达到800 Wh / kg。这意味着,一次充电,可达范围约700公里。全球一半的航班,都在这个航行距离内。

如果用于短途旅行,则更加便捷。Uber曾估算,利用eVTOL技术,飞行汽车可在10分钟内,从新宿飞到横滨。同样的路程,汽车要花40-50分钟,电车要花60-70分钟。

《Nature》的一项研究则表明:对于100公里路程、乘客相同的情况,飞行汽车的排放量比电动汽车高28%,但比汽油汽车低35%。

eVTOL带来了一个美好的图景,也为飞行汽车带来了瓶颈。

一个显著的问题是,飞行汽车在当下很可能只适用于短途旅行。与燃料动力相比,电池放电时不会变轻。这意味着,当飞行范围超过200公里后,燃料供能飞行器将降低70%的重量,但电池供能飞行器却重量不变,飞行效率相比也会大大降低。

这也引出了关于飞行汽车目前的几大困境:电池、成本、人才和法规。

今天的车载锂离子电池,每磅电池能力仅为传统燃料箱的 1/50。如何开发高容量化和轻量化的电池,实现续航时间和续航里程的延长,将是飞行汽车能否普及的重要因素。作为替代方案的另一设想是,未来,飞行汽车是否可以利用太阳能或生物燃料供电。

成本是另一个问题。

飞行汽车目前的售价,至少在50万美元以上。价格高企的一个原因是研发投入需要巨量的资金。如何平衡投入与产出的性价比,是目前制造商的一个挑战。彭博社曾就此提出否定:飞行汽车是一个乌托邦,它会像直升飞机一样,只是成为超级富豪的玩具。

为了应对这种说法,同时吸引公众的兴趣。2019年11月,美国怀俄明州前州长马特·米德,召集了200多名航空企业家,举行了一次秘密峰会。这场会议定下了一个重要的议题:必须吸引一大批人喜欢上这项技术,并认为它将改变他们的生活方式。

让公众感兴趣,前提是能够有更多人拥有飞行汽车。这可不是一件容易的事。

PAL-V公司刚刚发售的飞行汽车,要求驾驶者必须同时拥有汽车驾驶证和飞行资格证。这几乎是目前飞行汽车普遍的要求。这不仅是一个门槛问题,更是一个安全问题:如何保证能够批量培养出合格的飞行员?毕竟,飞行汽车可不能随时停车叫救援。

更现实的一个问题是。飞行汽车在商用前,需要一系列从交通法规到配套设施的建设。这几乎是一个全新的命题,意味着商业公司要努力游说政府制定出更开放的空中管理法规。此前,美国联邦航空管理局,重写了有关管制小型飞机认证标准的法律,这被认为是这项工作的一个进步。

面临这么多的困难,为什么人们还如此热衷飞行汽车?

可能最重要的一个原因是:路真的不够了。

大城市病带来了全球化的交通拥堵。研究城市规划与通勤的专家,逐渐将解决这个问题的希望投向了天空。毕竟,从绝对意义上讲,空域比道路要多得多。佐治亚理工学院的城市规划学者劳里·加罗认为:通勤时间缩短可能会导致更大的城市扩张,但也可能带来新的就业机会。

日本政府看上去同意这一说法。

日本在《未来投资战略2018》中曾提出目标: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。2019年6月,日本政府在发布的《增长战略执行计划》中,再次提出:为了实现飞行汽车构想,将推进制度建设,争取在2023年启动相关项目。

用不到等到2023年。下一次飞行汽车的热潮,可能在明年就会出现。

丰田已宣布,2020年东京奥运会开幕式,他们将用其生产的飞行汽车,点燃主火炬。

这会是一把熊熊烈火吗?