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是未来已来还是异想天开 关于飞行汽车这一新物种的几点讨论

2024-09-04 07:30
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出品:搜狐汽车·搜狐新车
作者:石嵩  |  编辑:马良

昨天(2024年9月3日),小鹏汇天旗下首款可量产的分体式飞行汽车——“陆地航母”在广州进行了小范围的亮相和飞行演示。从与会嘉宾及媒体同仁的现场反应来看,人们对于飞行汽车这一新物种的关注度和新鲜感,还是远超我的想象的。不过,当活动现场的热闹氛围随着人们的散去而逐渐冷静下来之后,也不由得也令人心生疑问,飞行汽车这东西究竟靠谱吗?到底是未来已经提前来到?还是仅仅只是一部分人的异想天开?不如我们今天就来好好聊一聊这个事儿吧。

※ 飞行汽车究竟是不是放大版的无人机?

先说结论,当然不是。作为一个新物种,飞行汽车可被视为汽车工业和航空业相互融合的产物。虽然目前还面临着众多的技术难题,同时也缺乏成熟的参考方案,但不管说到哪儿,飞行汽车都不应该被简单地视为放大版的无人机。

虽然从气动构型上来看,目前大多数飞行汽车的确与一般的民用无人机大同小异,但由于尺寸上存在较大的差异,因此飞行汽车对于结构设计、材料强度、飞行控制等技术指标的要求,都明显不同于一般的民用无人机。说白了就是,如果只是把某一款民用无人机进行简单的放大,那么这个被放大之后的“无人机”不见得能飞起来。即便可以飞起来,也不见得一定能够拥有良好的操控性和必须的安全性。

那么,飞行汽车究竟应该划归哪一个产品类型呢?结合目前现有的绝大多数飞行汽车产品的气动构型、起降方式以及动力类型来看,飞行汽车应属于电动垂直起降航空器(eVTOL)范畴。

以小鹏汇天此次亮相的分体式飞行汽车——“陆地航母”的飞行体来说,目前中国民航局对其的定义是轻型运动类航空器。2024年3月,小鹏汇天陆地航母的飞行体型号合格证(TC)申请,已经正式获中国民用航空中南地区管理局受理。

※ 飞行汽车是刚出现的新鲜事物吗?

还是先说结论,不是。也许有不少人会认为,飞行汽车是近些年来才刚刚出现的新鲜事物,其实不然。早在1946年,一位叫做莫尔顿·泰勒的美国设计师就已经开始致力于研发飞行汽车了,并且在1949年就制出了原型。不过直到60多年以后的2012年,这款世界上第一种飞行汽车才正式上市。不过遗憾的是,至今它也没能实现大规模量产。

美国设计师莫尔顿·泰勒在1949年研制出的飞行汽车原型车

结合上图不难看出,世界上第一款飞行汽车其实是一款固定翼陆空两用飞行器,其采用的是斜撑杆上单翼的机翼布局。不过与一般的固定翼飞机有所区别的是,它的螺旋桨位于飞行汽车的尾部;并且为了满足在陆地上更加高效行驶的需要,驾驶舱下面设计有和传统汽车相类似的四个车轮,以此作为这台飞行汽车的不可收放式起落架。

在此之后,尤其是最近一些年以来,包括美国航空航天局、波音公司、空中客车公司、戴姆勒、谷歌、腾讯、优步等等在内的众多航空企业、汽车企业以及互联网机构或公司,都在关注飞行汽车领域。

例如,戴姆勒在2017年就对德国初创飞行汽车公司Volocopter领投2500 万欧元(约合1.9亿元人民币);2017年11月,吉利汽车完成了对美国Terrafugia飞行汽车公司的收购;2019年10月,保时捷与波音公司合作,开始研制电动垂直起降飞行汽车;CES 2020期间,现代汽车就宣布与优步合作,联合开发飞行出租车......

现代汽车集团旗下Supernal公司以2028年实现商用化为目标而开发的eVTOL驾驶室概念模型

再往近了说,2022年8月,现代汽车集团旗下城市空中出行公司Supernal,在英国范堡罗国际航空展上首次展示了以2028年实现商用化为目标正在开发的eVTOL(电动垂直起降飞行器)驾驶室概念模型。与此同时,现代汽车集团与罗尔斯·罗伊斯宣布建立合作伙伴关系,并签署谅解备忘录,计划将纯电动推进系统和氢燃料电池技术引入先进空中出行领域,双方将共同开发飞行汽车,并计划于2025年实现首飞。

因此,从这一系列商业动作便可以发现,其实飞行汽车早在几年前就已经开始被寄予了厚望。不过,飞行汽车想要真正实现普及并非一件简单的事情。但可以肯定的是,小鹏汇天在飞行汽车这一“新物种”领域,虽然并非第一个吃螃蟹的人,但的确是少数敢于进行尝试和探索的科技企业之一。

※ 小鹏汇天的飞行汽车有什么特别之处?

(1)地上跑的和天上飞的既可分离也可结合

首先,小鹏汇天此次亮相的“陆地航母”,是全球首款可量产的分体式飞行汽车,它可以有效地规避大多数飞行器(如固定翼飞机、旋翼机)面临的储存难、补能难、学习难、移动难的痛点,具备更好的使用便利性和经济性。而这里的关键词,就是“分体式”。

就像昨天在发布会上人们看到的那样,小鹏汇天“陆地航母”由陆行体和飞行体两部分组成。其中,被官方称为陆行母舰的陆行体,是一台三轴六轮、并且具有和皮卡车型类似车身结构的增程式电驱混合动力汽车。车体前半部分为乘员舱,后半部分为用于收纳飞行体的后备舱。

值得一提的是,“陆地航母”采用了一套车载自动分离结合机构,能将作为飞行器的飞行体完全收纳在陆行“母舰”也就是陆行体的后备舱中。陆行“母舰”搭载着飞行器,可以自由去到飞行目的地。一键操作即可实现两者全自动分离,飞行器机臂展开、起落架撑起,即能进行低空飞行;而在飞行器落地后,陆行“母舰”还可以通过自动寻找功能,与飞行器实现精准对接结合。飞行器的机臂能够折叠,完全收纳回陆行“母舰”的后备舱,继续开启下一段旅程。

(2)地上跑的驾驶要求不高,存放也无特殊要求

其次,小鹏汇天“陆地航母”的陆行体,车身长度约5.5m,车身宽度2m,车身高度2m。这就意味着,在国内,只要是机动车驾驶证准驾车型为C的驾驶者就能够驾驶陆行体上道路行驶。

并且,陆行体配备可电动折叠的流媒体外后视镜,在车辆行驶时自动展开,停车时可完全收纳进翼子板。这样一来,陆行体车辆不但可以停入标准停车位,也可以驶入地下车库,不需要在特殊场地存放。

此外,陆行体基于800V碳化硅增程动力平台打造,CLTC综合续航大于1000km,能够轻松满足长途出行的需求。而且,由于采用了3轴6轮的布局,并且是全轮驱动,同时还具备后轮转向功能,因此陆行体能够实现更好的承载能力和越野能力。更重要的在于,陆行体车辆在行驶中、停车时都可以给飞行体进行大功率充电,满油满电条件下可以让飞行体实现5-6次飞行。

(3)天上飞的自动化程度高,学习操作更加简单

作为小鹏汇天“陆地航母”的飞行体,这款内部代号为X3-F的电动垂直起降航空器(eVTOL),其机身在分散式多旋翼构型的基础上进一步优化,采用了六桨六轴双涵道的构型。与此同时,桨叶和机臂均可折叠,并完全收纳进陆行“母舰”也就是陆行体的后备舱。

此外,飞行体机身主体结构和桨叶均采用碳纤维材料,兼顾高强度和轻量化的设计需要;座舱为双人制,视野范围可达270°。而在动力方面,基于全域800V碳化硅高压平台打造的飞行体,所有部件均为800V高压部件;最快仅需要18分钟即可完成30%-80%的电量补充。

飞行器空中自动驾驶及感知避障

特别是在驾驶操控方面,小鹏汇天“陆地航母”的飞行体支持手动驾驶和自动驾驶两种驾驶模式。在自动驾驶模式下,飞行体具备全流程智能飞行辅助能力,可以实现一键自动起飞/降落、自动航线规划/飞行、多维智能空中感知避障辅助、降落视野辅助等。

而在手动驾驶模式下,“陆地航母”的飞行体由于采用了简单易学的单杆操纵系统,驾驶员(飞行员)仅需要单手即可控制。正常情况下5分钟左右便可上手操纵,经过3小时的训练便可以熟练操控。

※ 小鹏汇天的飞行汽车安全吗?

最后,对于任何一款飞行器来说,安全问题都是绝对不可以忽视的。在安全方面,小鹏汇天“陆地航母”的飞行体共投入了超过200台飞行器进行测试。并且,飞行体的关键系统均有冗余设计,其中动力系统2余度、飞控系统3余度、供电系统2余度、通信系统2余度、操控系统2余度。飞行期间如果第1套系统失效,第2套系统可以无缝衔接。

据官方透露,小鹏汇天接下来还将针对飞行器的所有关键系统和零部件开展单点失效试验,包括单桨叶、单电机、单电池包、飞控系统、导航设备等等;此外,飞行器也将开展三高试验,以验证其在高温、高寒、高原的极端气候和环境条件下的性能、安全性和可靠性。

※ 对于飞行汽车,我们应该持什么样的态度?

包容,这是我能够想到的最合适、最贴切,并且也是最为实事求是的一个词。诚然,作为一个新兴事物,飞行汽车自诞生之日起就免不了要饱受争议,甚至是各种异样的眼光。但这也是任何一个新兴事物被人们所接受,所必须经历的过程。

就像当年如果不是詹姆斯·瓦特发明了蒸汽机,‌乔治·斯蒂芬森或许也就没有机会发明火车;即便是当今能够以300-400km/h速度疾驰的商用高速铁路列车和磁悬浮列车,也都是建立在蒸汽机车、内燃机车一代又一代技术更迭的基础上。

莱特兄弟发明的世界上第一架飞机“飞行者一号”成功首飞

100多年前(1903年12月17日),莱特兄弟打造出了世界上第一架飞机“飞行者一号”。虽然其首次成功的试飞飞行,仅仅在空中维持了12秒共36.5米,但这却是人类百年航空史上第一次真正完全受控、依靠飞机自身动力、机身比空气重、并且持续滞空不落地的飞行。对当年的莱特兄弟来说只是一小步,但对整个人类航空史来说却是一大步。

2023年12月,中央经济工作会议,明确将低空经济列为战略性新兴产业;2024年的政府工作报告也明确提出"积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎";2024年3月,工业和信息化部、科学技术部、财政部、中国民用航空局等四部门联合印发《通用航空装备创新应用实施方案(2024—2030年)》,塑造航空工业发展新动能新优势、推动低空经济发展,加快制造强国、交通强国建设;截至目前,已有近30个省(区、市)将低空经济写入2024年政府工作报告 ,一系列支持低空经济发展的政策举措纷纷出台。

2023年底,我国发布了《国家空域管理条例(征求意见稿)》,计划对空域进行分类管理,并简化空域使用审批流程,对于低空经济的发展将会带来巨大的促进作用。

特别是《中华人民共和国空域管理条例(征求意见稿)》 提出了【空域等级】的概念,将我国的空域分为管制空域(A、B、C、D、E类)和非管制空域(真高300米以下的G类空域以及真高120米以下的W类空域)。对空域使用作出规定,提出通过调整部分空域等级、类型和空域管理主体优先满足国家安全需求,尽可能减少空域限制,确保空域资源有效管理和充分利用

因此我们有理由相信,在国家支持和推动低空经济产业发展的利好政策下,飞行汽车完全有希望在不远的将来,成为人们一种全新出行方式的载体,科幻影视作品中的立体交通或许有一天不再只是人类的幻想。

※ 说在最后:

回到关于小鹏汇天飞行汽车的讨论上。依据官方的计划,小鹏汇天旗下的飞行汽车,将率先面向公共服务领域,例如定制医疗航线、短途越障救援、高速事故救援、基站/电力巡检、高楼逃生舱、钻井平台摆渡等等,通过在一些限定场景当中的应用,让飞行汽车先飞起来,日后再谋求是否能够飞得更高、飞得更远。

按照官方公布的产品推进节奏,小鹏汇天“陆地航母”将在2024年11月珠海航展进行全球首次载人飞行,2024年11月广州车展也将参展展示,并计划于2024年底启动预售,在2026年实现量产交付。未来是否已经到来现在还不好妄下结论,但至少可以肯定的一点是,飞行汽车不会是痴人说梦、异想天开。

声明: 本文由入驻搜狐公众平台的作者撰写,除搜狐官方账号外,观点仅代表作者本人,不代表搜狐立场。

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