文/本刊記者 祁娟

人物檔案

張揚軍，清華大學車輛與運載學院教授；1995 年獲北京航空航天大學航空發(fā)動機專業(yè)工學博士學位。主要從事發(fā)動機流體力學理論、渦增渦電動力技術(shù)及在航空和車輛等運載領(lǐng)域應(yīng)用的研究，獲國家科技進步二等獎2 項，為萊特兄弟獎?wù)轮袊孜猾@得者?，F(xiàn)任汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室常務(wù)副主任、中國空天動力聯(lián)合會新型能源動力專委會主任、中國通用航空產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟副理事長。

張揚軍表示，當飛行器與汽車具備融合的可能時，由于便捷性上的不可替代，融合的飛行汽車就成為必然（攝影/李繼剛）

北京，四月初，是一年中最充滿生命力的季節(jié)。

交通運輸部、科學技術(shù)部最近印發(fā)的《交通領(lǐng)域科技創(chuàng)新中長期發(fā)展規(guī)劃綱要（2021—2035 年）》（以下簡稱《規(guī)劃綱要》），也給飛行汽車帶來了春天：其中，提到要“部署飛行汽車研發(fā)，突破飛行器與汽車融合、飛行與地面行駛自由切換等技術(shù)”，為飛行汽車未來發(fā)展指明了方向，也為其未來實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化提供了政策支撐。

清華大學，傍晚，階梯教室內(nèi)燈火通明，一場有關(guān)飛行汽車的主題講座剛剛開始：

“我們常說，像鳥一樣飛翔是人類永恒的夢想。自從有了汽車和飛機，人們就一直試圖把二者結(jié)合起來，過去100 多年，這是夢想家的探索，但這種探索，并不算成功；而現(xiàn)在，2022 年被稱為飛行汽車的‘真正元年’，它將給人類未來帶來深刻而廣泛的影響?！敝v臺上，張揚軍教授面帶笑容，一開口全場便安靜下來。

張揚軍目前擔任中國空天動力聯(lián)合會新型能源動力專委會主任，也是汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室常務(wù)副主任。他個子不高，語速快，邏輯強，且極富親和力。在他身上，有很多標簽——

他是航空動力專家，曾參與中推預(yù)研、渦扇10A 和渦軸8G 等多個航空發(fā)動機型號的研究，作為航天863 項目負責人在國內(nèi)率先開展某先進發(fā)動機噴管的研究探索；帶領(lǐng)團隊解決了國內(nèi)某高原無人直升機渦軸發(fā)動機高原大功率工況核心機超溫的瓶頸問題并大幅降低油耗，美國《環(huán)球時報》《國防郵報》于2021 年12 月7 日報道稱“中國已經(jīng)在西南高原地區(qū)測試了針對無人機設(shè)計的高性能渦軸發(fā)動機”。他是汽車動力專家，帶領(lǐng)團隊研發(fā)了我國第一臺車用內(nèi)燃機跨聲速渦輪增壓系統(tǒng)、我國第一臺車用燃料電池電動渦輪空壓機系統(tǒng)。他是萊特兄弟獎?wù)轮袊孜猾@得者，航空與汽車動力的跨界融合創(chuàng)新研究獲2019年度萊特兄弟獎?wù)?，這是該獎?wù)伦?927年設(shè)立以來首次授予中國學者團隊。

近期，伴隨政策利好和技術(shù)加持，有關(guān)飛行汽車的話題持續(xù)升溫，作為中國汽車工程學會飛行汽車工作組組長兼首席科學家，張揚軍接受了《交通建設(shè)與管理》雜志記者的專訪，并就相關(guān)熱議問題進行了逐一解析。

飛行汽車熱潮不退

過去100 多年，人類不斷嘗試為汽車插上“翅膀”，在空中安全飛行，遺憾的是都沒有真正實現(xiàn)應(yīng)用。很長一段時間里，飛行汽車的概念仍停留在夢想家的探索中。

飛行汽車再次備受關(guān)注，源自廣義飛行汽車eVTOL（Electric Vertical Takeoff and Landing）的出現(xiàn)，而eVTOL 概念大約來自美國國家航空航天局2009 年的一則CG 動畫視頻。此后，盡管諸多相關(guān)企業(yè)嘗試踏足 eVTOL，但并未生產(chǎn)出真正成熟的量產(chǎn)產(chǎn)品。直至近年來，“三電”、自動駕駛等技術(shù)的進步，低空智能交通對新型交通工具的急迫需求，才使得飛行汽車逐漸從夢想走向現(xiàn)實。

“從狹義角度講，飛行汽車是指面向未來立體智慧交通的運載工具，是電動化、智能化、立體化的陸空兩棲汽車，具有電動垂直起降、智能無人駕駛、陸空兩棲運載等基本特征；從廣義角度講，面向低空智能交通的載物和載人的電動垂直起降飛行器，也就是eVTOL，是飛行汽車的核心技術(shù)和重要發(fā)展階段，因此廣義上通常也將eVTOL 稱為飛行汽車?！睆垞P軍介紹說。

2016 年，美國優(yōu)步公司發(fā)布一份白皮書，首次提出“城市空中交通”（Urban Air Mobility，簡稱UAM）概念，這使得飛行汽車以“電動垂直起降飛行器”的形式拓展了傳統(tǒng)定義，并迅速進入市場視野，獲得各大資本的關(guān)注，從此走上了快速發(fā)展之路。

“當時全球僅有六七種飛行汽車在研發(fā)，”張揚軍回憶說，“而截至2021年上半年，已有超過200 家企業(yè)或機構(gòu)在研發(fā)約420 種型號相關(guān)產(chǎn)品?！逼渲?，從事飛行汽車研發(fā)的機構(gòu)既有波音、空客、貝爾等飛機制造商,也有以吉利、奧迪、小鵬等為代表的汽車廠商，還有億航、騰訊等新興科技企業(yè)。

張揚軍再次切身體會到飛行汽車的熱度，是在2021 年9 月召開的第三屆世界新能源汽車大會（WNEVC）上。除了芯片以外，飛行汽車成為當時最受關(guān)注的話題。為此，大會還專門圍繞飛行汽車開設(shè)主題峰會，張揚軍受邀擔任會議主席，與眾多專家和企業(yè)家共同探討解決方案和發(fā)展前景。

而隨著相關(guān)技術(shù)的進步與完善，以及應(yīng)用場景的逐漸豐富，飛行汽車或?qū)⒃跇I(yè)內(nèi)“如何實現(xiàn)技術(shù)和應(yīng)用的突破”的討論聲中迎來爆發(fā)。

低空經(jīng)濟形成風口

在我國，政策層面也在釋放積極信號。

2019 年，《交通強國建設(shè)綱要》明確提出要“構(gòu)筑多層級、一體化的綜合交通樞紐體系”；2021 年印發(fā)的《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》中，提到“從2021 至2035 年，推進城市群內(nèi)部交通運輸一體化發(fā)展”“構(gòu)建城市群內(nèi)部快速空中交通網(wǎng)絡(luò)”，尤其引人關(guān)注。

飛行汽車概念圖（供圖/小鵬匯天）

而伴隨今年4 月《規(guī)劃綱要》的發(fā)布，意味著蓬勃興起的飛行汽車，終于得到了官方支持?！俺耙?guī)劃飛行汽車是非常必要的?！睆垞P軍認為。他表示，通過培育飛行汽車未來產(chǎn)業(yè)，將把握立體智慧交通未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展主動權(quán)，引領(lǐng)帶動新能源汽車、新能源航空和新一代信息技術(shù)等相關(guān)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這是國家面向未來提出的一個重要戰(zhàn)略思想。

“飛行汽車既是新能源航空和新能源汽車跨界融合的結(jié)合點，也是新一代信息技術(shù)重要的應(yīng)用場景，它是典型的未來產(chǎn)業(yè)，對未來經(jīng)濟社會發(fā)展具有全局帶動和重大引領(lǐng)作用，將開啟包括載物和載人在內(nèi)的低空智能交通新時代?！睆垞P軍說。

此外，在我國積極推動“碳達峰、碳中和”的大背景下，飛行汽車解決交通擁堵帶來的地面交通結(jié)構(gòu)化減碳效應(yīng)還將大幅降低整個交通運輸行業(yè)的碳排放，可以說是切實踩中了各種利好政策。

據(jù)摩根士丹利在相關(guān)研究報告中預(yù)測，到2030 年，飛行汽車行業(yè)將創(chuàng)造3000 億美元市場規(guī)模，最初會轉(zhuǎn)化部分地面交通、飛機和公共交通的市場份額，而伴隨技術(shù)發(fā)展最終會開啟多個全新的商業(yè)領(lǐng)域，2040 年可發(fā)展至1.5 萬億美元市場。

事實上，海量資金的進入，瞄準的正是飛行汽車背后的商業(yè)價值，同時也加速了整個飛行汽車生態(tài)的成長。

“跨界融合”成為必然

對于張揚軍而言，“跨界”這個詞，不僅體現(xiàn)在飛行汽車上，放在他身上同樣適用。

張揚軍帶領(lǐng)學生一起做研究（攝影/李繼剛）

從1985 年進入北京航空航天大學四系（現(xiàn)能源與動力學院）讀書，到1995年博士畢業(yè)進入清華大學流體機械研究所做博士后和留校工作，張揚軍一直從事航空渦輪發(fā)動機流體力學的學習和研究工作；2000 年因清華校內(nèi)學科布局調(diào)整，張揚軍由流體機械研究所轉(zhuǎn)至汽車工程系工作，開始了他基于航空渦輪發(fā)動機流體基礎(chǔ)進行車用渦輪增壓發(fā)動機技術(shù)研究的航空到汽車跨界研究；2015 年，張揚軍和他所領(lǐng)導(dǎo)的特種動力團隊開始將航空渦輪發(fā)動機技術(shù)與車用電化學動力結(jié)合，面向飛行汽車和電動航空進行渦電推進動力技術(shù)研究?；貞涍@段往事，張揚軍笑言自己最初有點“懵”。

2000 年10 月，張揚軍獲得“首屆中國優(yōu)秀博士后獎”，著名物理學家李政道在頒獎時對這位最年輕的獲獎?wù)叽蠹淤澷p，并說：“向同行學習，產(chǎn)生量變；跨行業(yè)交叉，產(chǎn)生質(zhì)變”，一語點醒了他，讓他在探索航空與汽車交叉交融的過程中，步伐愈加堅定。

在張揚軍看來，飛行汽車不僅將開啟低空智能交通新時代，而且是汽車未來發(fā)展的必然?！靶枨笫强陀^存在的。”他表示，交通擁堵是人類城市化發(fā)展面臨的最大瓶頸，傳統(tǒng)的修路、架橋和隧道等不能有效解決交通的網(wǎng)絡(luò)流效應(yīng)，而飛行汽車將道路從地面拓展到低空，利用城市三維空間，可有效解決交通擁堵問題。

在技術(shù)側(cè)，汽車電動化、智能化與航空領(lǐng)域的跨界發(fā)展，使得“汽車飛起來”的技術(shù)障礙不再是難題，也讓飛行汽車作為未來立體交通的運載工具在技術(shù)上成為可能。

“飛行汽車還具有不可替代性?！睆垞P軍說，“人類總是在不斷追求便捷性，飛行汽車能夠更方便快捷地實現(xiàn)路空交通的快速切換，相較于傳統(tǒng)的地面和空中交通工具換乘，在交通便捷性方面具有不可替代性?！?/p>

對于飛行器與汽車是否一定要融合，他表示，飛行器會有各個領(lǐng)域和方向的發(fā)展，但對于低空的飛行器，技術(shù)的發(fā)展使很多“不可能”變?yōu)椤翱赡堋?，當飛行器與汽車具備融合的可能時，由于便捷性上的不可替代，融合的飛行汽車就成為必然。

安全和動力是命門

然而，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，讓“飛行汽車飛起來”不難，但“能飛多遠”卻仍然是個問題。

張揚軍認為，飛行汽車要發(fā)展，還需闖關(guān)動力、平臺和交通三大關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域?！鞍踩笔谴舜尾稍L中被反復(fù)提及的詞?！帮w行汽車低空飛行智能駕駛功能主要包括感知、決策和控制三部分，對低空氣象環(huán)境的感知、決策與控制，以及在遇到不確定情況或錯誤時，飛行汽車無法像地面行駛汽車一樣停在路邊，必須提供應(yīng)急恢復(fù)模式來確保安全降落和停靠，這是飛行汽車低空智能駕駛技術(shù)面臨的最主要問題?！?/p>

同時，由于動力推進技術(shù)帶有自身特有的專業(yè)技術(shù)門檻和難度，當前有關(guān)飛行汽車性能的技術(shù)研究主要仍集中在平臺構(gòu)型和飛控駕駛方面，而專門針對飛行汽車動力推進的研究相對較少。動力推進的瓶頸待解，導(dǎo)致飛行汽車的有效載荷低、航程短，也是影響飛行汽車性能研發(fā)的一大命門。

此外，飛行汽車要進入城市，并實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，還需要滿足低噪聲、高效率、低成本等基本特性。

在非技術(shù)層面，適航認證、“航線”制定、空中行駛規(guī)則、事故責任劃分、空中執(zhí)法手段等問題，以及空中交通的基礎(chǔ)設(shè)施、運營模式、經(jīng)濟成本、用戶體驗等，都使得飛行汽車的下一步發(fā)展充滿了重重挑戰(zhàn)。

飛行汽車將如何改變出行

業(yè)內(nèi)普遍認為，當前飛行汽車的發(fā)展還處于從研究探索走向商業(yè)化應(yīng)用的早期階段。

張揚軍指出，在仍面臨技術(shù)、規(guī)則等諸多瓶頸的情況下，飛行汽車的應(yīng)用應(yīng)該“先載物后載人”。他解釋說，“這是從商業(yè)化的角度考慮，因為由物到人，可以通過載物不斷地積累經(jīng)驗，包括技術(shù)的迭代和數(shù)據(jù)的積累等方面，對于飛行汽車的安全性和應(yīng)用場景的成熟有重要意義”。

同時，“低空智能交通”概念亦被提出。張揚軍認為，較大載荷的無人機和eVTOL 物流已成為重要的發(fā)展方向，尤其在中國的偏遠山區(qū)，地面道路漫長曲折，但空中直線距離卻很近，載物eVTOL 飛行汽車的推廣應(yīng)用途徑在中國很有可能“農(nóng)村包圍城市”，或者說城鄉(xiāng)空中交通也是飛行汽車的重要應(yīng)用場景?！八?，我們把國外引入的‘城市空中交通’擴展為適合中國國情的‘低空智能交通’，把城鄉(xiāng)空中交通兼容進來，即面向城市和城鄉(xiāng)的低空智慧物流和出行?！?/p>

對于載人示范應(yīng)用，他建議先從應(yīng)急救援等專業(yè)特種領(lǐng)域為入口，逐步走向大眾運輸領(lǐng)域，可能是一個比較合適的載人示范應(yīng)用途徑。

“不久的未來，或許人們可以率先看到飛行汽車在消防救援領(lǐng)域大顯身手，它將給高層建筑的消防救援和森林防火提供新的解決思路。”張揚軍說。

更多人關(guān)心的是，飛行汽車將給未來出行帶來哪些影響。

飛行汽車的應(yīng)用建議先從應(yīng)急救援等專業(yè)特種領(lǐng)域為入口，逐步走向大眾運輸領(lǐng)域。圖為飛行汽車所用涵道風扇技術(shù)的消防應(yīng)用（供圖/ 瑋航科技）

按照張揚軍的展望，到2025 年，主要處于飛行汽車1.0 發(fā)展階段，載物eVTOL 開始規(guī)?；瘧?yīng)用，成為城市和城鄉(xiāng)低空物流的載運工具；到2035 年，逐漸進入飛行汽車2.0 發(fā)展階段，載人eVTOL 開始商業(yè)化應(yīng)用，成為低空智能出行的載運工具；到2050 年，飛行汽車3.0 發(fā)展階段，陸空兩棲飛行汽車實現(xiàn)大眾化應(yīng)用，成為三維立體智慧交通的載運工具，屆時所有汽車將都能“飛”起來。

至于在哪個區(qū)域尤其是城市層面先發(fā)展起來，他分析說，有兩個區(qū)域具有較大優(yōu)勢，一個是長三角區(qū)域，另一個是珠三角大灣區(qū)。從創(chuàng)業(yè)和技術(shù)的角度來看，這兩個區(qū)域是最活躍的，在低空智能交通發(fā)展方面具備相對優(yōu)勢，擁有強大的科技創(chuàng)新能力，而且這兩個區(qū)域的需求也客觀存在，因此都有望成為飛行汽車的先行“試驗田”。

事實上，今年以來，除了《規(guī)劃綱要》的發(fā)布之外，還有更多信息印證著張揚軍教授關(guān)于2022 是飛行汽車“真正元年”的研判——

2 月9 日，中國民用航空局適航司正式頒發(fā)了《億航EH216-S 無人駕駛航空器系統(tǒng)專用條件》，這是全球首份無人駕駛航空器系統(tǒng)的型號合格審定項目專用條件，自頒發(fā)之日起正式生效，這意味著，適航認證后，億航研發(fā)的“空中的士”可開展商業(yè)化運營，主要用于城市空中交通環(huán)境的商業(yè)載客運行；

4 月21 日，中國汽車工程學會發(fā)布《關(guān)于成立中國汽車工程學會飛行汽車工作組及啟動飛行汽車白皮書編制工作的通知》，明確提出，為推動我國飛行汽車技術(shù)進步和交流合作，加強戰(zhàn)略研究和前瞻布局能力，促進飛行汽車技術(shù)跨界融合創(chuàng)新，推動相關(guān)高科技產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，成立飛行汽車工作組，并啟動飛行汽車白皮書的編制；

4 月26 日，中央財經(jīng)委員會第十一次會議強調(diào)，構(gòu)建現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施體系，“適度超前開展基礎(chǔ)設(shè)施投資”，為全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家打下堅實基礎(chǔ)；

……

張揚軍表示，作為交通工具，從航空發(fā)展的角度看，飛行汽車是航空業(yè)實現(xiàn)大眾化的重大歷史機遇；從汽車發(fā)展的角度看，在電動化、智能化后的下一個階段便是“路空一體化”，即未來的汽車將“飛”起來。

“我們即將迎來低空智能交通時代，而‘路空一體’的立體智慧交通時代將是低空智能交通和地面智能交通融合發(fā)展的必然結(jié)果?！睆垞P軍對飛行汽車的未來充滿信心。