黃堃
迪拜計劃2017年7月成為全球第一個允許載客無人駕駛飛行器運營的城市,據(jù)悉其所用機型是中國的“億航184”。
未來某天,你需要去一個比較遠的地方,可看看樓下?lián)矶碌能囕v長龍又搖了搖頭,算了,還是上到樓頂打個“飛的”吧,原本兩個小時的車程,飛15分鐘就到了。
這聽起來像科幻小說中的場景,但近來的兩條新聞預(yù)示著“飛行汽車”時代也許就要來臨。2月初,美國優(yōu)步公司(Uber)宣布從美國航天局挖來了資深工程師馬克·穆爾,以推動其關(guān)于垂直起降飛行器的Uber Elevate計劃;2月13日,阿聯(lián)酋迪拜宣布將成為全球第一個允許載客無人駕駛飛行器運營的城市,所用機型是中國的“億航184”。
上述行動都指向一個目標:讓人們能像如今使用小汽車那樣,使用能在天上飛行的交通工具。
不同類型的飛行汽車
對“飛行汽車”,存在兩種不同的理解。一種是給傳統(tǒng)汽車“插上翅膀”,讓它既能在地上跑又能在天上飛。比如,2012年美國特拉富賈公司(Terrafugia)造出了世界上第一款實用的“飛行汽車”Transition。它長約6米,高約2米,其寬度則有兩種模式,在地上跑的時候把兩側(cè)機翼折疊收起來寬約2.3米,而轉(zhuǎn)到飛行模式時把機翼展開寬約8米。它也使用燃油,展開機翼后可以像普通小型固定翼飛機一樣起飛,巡航速度為每小時160公里,航程可達640公里。這種“飛行汽車”能搭載兩個人,對于那些能找到寬闊道路起降的用戶來說,是一個不錯的選擇。
另一種“飛行汽車”是指未來在天空中擔(dān)負如今地面交通中小汽車功能的飛行器。比如已經(jīng)在迪拜上空試飛過的“億航184”,它看起來像是常見的電動四軸無人機的放大版,只是每個軸上裝有兩個螺旋槳以增加升力,中心載荷換成了可容納1人的座艙。億航公司以生產(chǎn)無人機起家,根據(jù)其官網(wǎng)數(shù)據(jù),整個飛行器高約1.4米,長寬各約4米,平均巡航速度為每小時60公里,電池可供續(xù)航25分鐘。
在優(yōu)步公司2016年10月發(fā)布的Uber Elevate計劃白皮書中,所設(shè)想的“垂直起降電動飛行器”則綜合了上述兩者的一些特征。首先在外形上,根據(jù)白皮書封面上的示意圖,這種飛行器像現(xiàn)在的小型固定翼飛機一樣,有較長的機翼,從而實現(xiàn)更快的巡航速度。另一方面,它的兩側(cè)機翼以及細長的尾部各有兩個共6個螺旋槳,這些螺旋槳的葉片都是與地面平行的,可像普通直升機的螺旋槳那樣提供垂直起降功能。在空中時,兩側(cè)機翼上的螺旋槳會變換角度,提供向前的動力。
飛機愛好者可能已經(jīng)想到了,這與大名鼎鼎的美軍“魚鷹”V-22傾轉(zhuǎn)旋翼機差不多。不過與“魚鷹”能裝20多名軍人相比,優(yōu)步設(shè)想的這種飛行器要小得多,每次搭載三四名乘客,公司可以把目前地面上的“叫車”體系移植到空中,形成“飛的”市場。
技術(shù)瓶頸
要建設(shè)與如今地面交通網(wǎng)絡(luò)類似的“飛行汽車”網(wǎng)絡(luò),垂直起降飛行器是更合適的選擇,Transition這樣的飛行器雖然既能在地上跑又能在天上飛,但它起降時需要空曠的跑道,不適合在城市中大規(guī)模推廣。
Uber Elevate和“億航184”都使用分布式電力推動(DEP)技術(shù),即不像傳統(tǒng)直升機那樣使用一個巨大的主螺旋槳,而是使用多個分散的小型電動螺旋槳。這有多方面好處:一是顯著降低噪聲,電動馬達的噪聲比傳統(tǒng)引擎小,螺旋槳葉片尺寸的縮小也有助于降低噪聲;二是多個電動馬達有助于提升飛行器安全性,其中一個出現(xiàn)故障不致影響大局;三是電動飛行器與燃油飛機相比,在飛行過程中不排放污染物。
但優(yōu)步公司在白皮書中說,長期以來還沒有一家飛機制造企業(yè)利用DEP技術(shù)制造出可商業(yè)化的飛行器,這條技術(shù)路線“存在著現(xiàn)實的風(fēng)險”。
瓶頸之一是電池性能。如果電池能量密度不夠,就會導(dǎo)致飛行器載重和續(xù)航能力不足。近來電動汽車行業(yè)的發(fā)展促進了電池的進步,但現(xiàn)在電動車通常使用的電池能量密度為約每公斤200瓦時。而據(jù)優(yōu)步估計,電池的能量密度需達到400瓦時每公斤,才能滿足設(shè)想中飛行器的需求。據(jù)優(yōu)步推測,電池行業(yè)可在今后5年內(nèi)達到或超過這一目標。
優(yōu)步認為,只有速度達每小時240~320公里、續(xù)航里程能超過160公里的電動飛行器,且其垂直起飛和降落的時間最多不超過1分鐘,才能形成有效的交通網(wǎng)絡(luò)。因此,優(yōu)步找來了曾在美國航天局研發(fā)此類前沿飛行器的馬克·穆爾,希望他幫助解決可能遇到的種種機械與工程問題。
市場還有多遠
穆爾在美國航天局這個“黑科技”的大本營工作多年,還有一年就要退休了,這時選擇“下?!?,加入優(yōu)步的Uber Elevate計劃,說明他看好這個市場的前景。優(yōu)步表示,該公司的主要目的不是自己研發(fā)相關(guān)飛行器,而是促進各相關(guān)方的合作,爭取早日形成“按需打飛的”這一市場。
不過,這一市場距離現(xiàn)實還需要跨過幾道坎。
首先,需要監(jiān)管機構(gòu)的批準,目前各個大國的航空監(jiān)管機構(gòu),如美國聯(lián)邦航空局,都還沒有批準此類民用的電動垂直起降載人飛行器,迪拜交通局引入“億航184”的舉動算是在全球開了先河。
第二,在此類飛行器獲準升空后,要形成大規(guī)模市場,需要空中交通法規(guī)的完善,這方面可以借鑒目前一些大城市中直升機的飛行規(guī)則,但預(yù)計將復(fù)雜得多。
第三,在硬件方面,還需相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的完善,需要在城市中心建立大量的“機場”,優(yōu)步預(yù)計,此類飛行器主要還是在“機場”節(jié)點之間往來,而由傳統(tǒng)汽車負責(zé)從家到附近“機場”的最后一公里。
此外,還有飛行員的培訓(xùn)問題?!皟|航184”只能搭乘1名乘客,如何飛行則交給了自動駕駛系統(tǒng)。而優(yōu)步設(shè)想的飛行器更大,能搭載3到4人,按設(shè)想初期會有一名駕駛員,隨后逐漸轉(zhuǎn)為自動駕駛。因此,在培育市場之初,還需培訓(xùn)大批駕駛員。
“如果你能做到所有這些事情,就有可能出現(xiàn)一種新的交通方式。”優(yōu)步的產(chǎn)品負責(zé)人杰夫·霍爾登說。優(yōu)步希望5年后業(yè)界能制造出符合要求的飛行器,而10年后相關(guān)市場能初具規(guī)模。屆時,其設(shè)想的電動垂直起降飛行器的成本可能降到每架20萬美元,乘客費用可能降到最低每英里0.33美元,這樣就具備了市場競爭力。
正在推動無人駕駛交通、打造“智慧城市”的迪拜,計劃2017年7月成為全球第一個允許載客無人駕駛飛行器運營的城市。迪拜交通局局長馬塔·塔伊爾說:“我們已經(jīng)在迪拜市上空進行了多次試飛,正全力爭取運營計劃按時進行。”
(馬月薦自《環(huán)球》)