花几十万钱，续航10分钟，飞行汽车给谁开?(组图)

飞行汽车今年特别火。

北京车展上，小鹏汽车刚刚发布了“旅航者T1”飞行汽车，其搭载了8个螺旋桨可垂直起降，支持5-25米超低空飞行，单人驾驶、单车位停放，据说售价将与一辆豪华车相仿。



小鹏的飞行汽车“旅航者T1”

近年来，吉利、大众、丰田等传统车厂，以及优步这样的出行服务商，都在投资研发飞行汽车，现在，这种属于未来的交通工具，终于将从科幻大片走入现实世界。



 为什么要电动垂直起降 

提到飞行汽车，很多人总以为是这样的。



这是吉利旗下美国飞行汽车公司Terrafugia的产品，这种固定翼方案较为传统，更像是一架可以收起翅膀在公路上跑的袖珍飞机。



Terrafugia飞行汽车在地面时的形态

然而，飞行汽车已经不再是个狭义概念，之所以仍在强调汽车，是因为它会像汽车一样便捷，而不是必须像汽车一样跑在地上。

目前最流行的飞行汽车方案，是eVTOL（电动垂直起降飞行器），比如英特尔2018年发布的这款飞行汽车，配备了足足18个旋翼，看上去就像一个大号无人机。



英特尔的飞行汽车

eVTOL流行，是因为要满足没有跑道的城市环境，就必须采用类似直升机的垂直起降模式，外加城市环境对噪音和排放有着苛刻要求，又只能采用电力驱动。

除了小鹏旅航者T1，最近最火的飞行汽车来自日本SkyDrive公司，一家背后站着丰田的初创公司。



SD-03飞行汽车    

今年8月底，SkyDrive推出了SD-03飞行汽车，并且展开了公开试飞。

    

SD-03长2.9米、宽1.3米，采用电动驱动，8个螺旋桨上下为一对分布在车身4角，可垂直升降，仅支持单人驾驶。

现场演示中，一名驾驶员操控着SD-03，在1万平方米的试验场内，完成了升空3米并绕场4分钟的飞行。



SD-03飞行汽车完成试飞

SkyDrive计划在2023年开售两座版本飞行汽车，售价在30-50万美元之间，并同时推出商业载人空中交通服务。



 锂电池续航问题无解 

话虽如此，SkyDrive的产品却有一个绕不过去的缺陷——续航能力严重不足，这也是眼下所有eVTOL方案的通病。



eVTOL方案的飞行汽车

固定翼飞机的升力来自机翼，发动机只需提供推力，而直升机的升力和推力，全部来自发动机推动旋翼旋转。

也就是说，类似直升机的垂直起降方案，能源效率远低于固定翼方案。



    

外加，同等重量之下，航空燃油的能量密度是锂电池的43倍。

这就导致，SkyDrive的SD-03飞行汽车，满电续航只有可怜的5-10分钟。



马斯克也琢磨过eVTOL方案，结论是锂电池能量密度至少也要达到400Wh/kg，但即便特斯拉Model 3使用的21700圆柱型电池，单体能量密度也只有300Wh/kg。



Model 3使用的21700圆柱型电池    

因此，以目前的锂电池技术，飞行汽车很难达到重量和续航的平衡，想要更长的续航，或是多载一个人，都意味着更重的起飞重量和更低的电池效率。

2018年，美国化学学会《能源快报》杂志刊登的论文认为，目前eVTOL方案最佳平衡点为起飞重量1-2.5吨，飞行半径40-60公里。



采用eVTOL方案的飞行汽车

这个技术指标，也是目前绝大部分eVTOL方案飞行汽车难以突破的极限。

    

为此，一些飞行汽车企业改用了氢燃料电池方案。

去年，由NASA、雷神、空客、波音等公司前员工组成的Alaka'i公司，推出了采用氢燃料的Skai六旋翼飞行汽车模型。



Skai六旋翼飞行汽车模型    

Alaka'i公司介绍，一磅压缩氢所含能量，比一磅电池高200倍以上，因此这款飞行汽车一次加氢，就能飞行4小时以上，续航里程达到640公里，并可搭载5名乘客。

今年，Skai原型机已经出炉，正在和美国联邦航空管理局（FAA）一起测试，Alaka'i计划将售价压低到20万美元一台，年产量可以达到10000台。



Skai六旋翼飞行汽车内部

 美国将对飞行汽车监管 

除了可怜的续航里程，eVTOL方案的另一大难题在于安全监管。

毕竟，无人机“炸机”是常有的事，而且无人机“炸机”只是烧钱，飞行汽车“炸机”却会丢命，甚至还会对地面人员造成安全威胁。



无人机炸机

而且就飞行安全而言，eVTOL方案参照的直升机本身就非常糟糕。

根据2018年美国直升机安全协会（USHST）统计，直升机坠机率在所有飞行器中最高，平均每10万小时发生3.72次坠机事故，高于热气球、飞艇和固定翼飞机。



直升机坠毁

在低空环境，多变的气候条件和复杂的障碍物，都会严重影响飞行汽车的飞行安全。

目前，FAA对一些飞行高度较低且体型较小的飞行汽车给予了极大宽限，将其认定为超轻型飞机。

    



这意味着飞行汽车司机不需要考取飞行员执照，也不需要注册飞机，更不用适航证书，几乎不需要任何许可就可以上天。

    

不过，美国法律也对超轻型飞机也有一些限制，比如禁止在夜间、人流拥挤区域飞行等。

未来，美国针对飞行汽车的监管标准和法规，可能会参考目前流行的无人机。



    

NASA和FAA针对无人机的管理非常系统，涉及到空域设计、空中走廊、动态围栏、恶劣天气影响、拥堵管理、地形管理、路线规划、排序和间隔和应急管理等方方面面。



 极可能成为富人的玩具 

虽然续航和安全都存在缺陷，但资本却无比看好飞行汽车的故事。

目前，全球至少有20家公司涉及飞行汽车领域，其中既有波音、空客这样的巨头，也有一些名不见经传的初创公司。



2018年，空客和奥迪展示共同开发的飞行汽车原型    

优步则提出，要以垂直起降的飞行汽车打造空中出租车模式。

为此，优步旗下飞行业务Uber Elevate，与巴西航空工业公司（Embraer）、贝尔（Bell）和波音子公司Aurora等传统航空领域企业展开了合作。



优步空中出租车S-A1    

今年1月，优步又与现代汽车合作，推出概念电动飞行出租车S-A1，其续航里程可达100公里，巡航速度可达290公里/小时，最多可搭载4名乘客。

    

优步计划于2023年之前，在全球主要城市推出空中出租车项目。

不过，一些研究机构怀疑空中出租车是否可行。



优步空中出租的设想

以2017年美国高速公路高峰期单车道每小时载客容量计，如果用载客3人的空中出租车替代，一条空中走廊每小时会经过1246辆飞行汽车，如果再算上美国出租车平均40%空驶率，将会超过2000辆，这比洛杉矶每天起降的商业航班还要多。



    

Alaka'i公司的Skai飞行汽车，则将应用场景瞄准在急救、搜救及物流等，执行这些工作和服务，无需使用载客飞行的认证标准，可以迅速实现落地。

    

目前看来，飞行汽车恐怕很难像汽车一样走进千家万户。

密歇根大学航空工程学教授埃拉·阿特金斯直言，出于成本考虑，普通人开飞行汽车去超市肯定不太现实，飞行汽车可能只适合卫星城到市区的通勤。



阿特金斯教授大胆预言，未来的卫星城将是富人聚集区，甚至可能会跳过道路建设，取而代之的大量起降点和充电设施，富人们利用飞行汽车，几分钟之内就可以从自家后花园飞跃到繁华市中心。



    

简而言之，飞行汽车提供的高速运输服务，将帮助富人实现静谧居住和快速通勤的双重需求，飞行汽车也将成为继超跑、游艇、私人飞机后的又一大富人玩具。 阅读原文