飞行汽车不再遥远

赵洋

飞车上天

从科幻动画片《杰森一家》到科幻电影《回到未来》，数十年来，飞行汽车一直都是科幻作品中的重要道具。现在，这个梦想正逐渐接近现实，一种装配有折叠翼的汽车已经成功飞上天空。这种车辆既可以像飞机一样翱翔，也可以变形为道路上行驶的汽车。它可以在加油站添加普通汽油，闲置时可以折叠停入车库中。

2015年2月，美国一家名为Terrafugia的公司宣布成功打造出了一辆飞行汽车，该车拥有一对可折叠的机翼，可容纳多人乘坐。不过，驾驶者需要同时具备飞行和驾驶执照。

Terrafugia成立于2006年，是由麻省理工学院的几位毕业生组建的飞行汽车制造公司。Terrafugia是拉丁语，有“逃离地面”之意。“变形者”是Terrafugia研发的第一款产品，外形以白色和蓝色为主色调。它是轿车与私人飞机的典型融合：两排座设计，有四个车轮，以及一对可折叠的机翼。当它在地上行驶时，速度为110公里/小时；当它飞行时，巡航速度为160公里/小时。两种状态的转换可以在1分钟之内完成。

“变形者”毕竟也算一架飞机，没有飞行执照怎么办？别担心，只要通过20小时的培训，你就能驾驭它。如果是专业飞行员，接受5小时以内的培训就能摸透它的操作方式。

飞行汽车能覆盖机场到目的地的“最后一公里”路程，让人们不必再提着笨重的行李拦出租车。研发团队希望扩展飞机的定义，在他们看来，“变形者”不是一辆可以飞的汽车，而是一架可以跑的飞机。与单一功能的飞机相比，飞行汽车其实是一种优化产品。在地面上，“变形者”可以停放在路边或车库里，而且使用的是普通加油站出售的无铅汽油，价格比航空燃油低廉得多。对于需要频繁短途出差的人来说，“变形者”也是个不错的选择，虽然近28万美元的售价令大多数人望而却步。目前，“变形者”已预售出一百架，有望在2016年第二季度交付使用。

在安全方面，Terrafugia公司十分谨慎，为“变形者”配备了降落伞系统。目前，该团队正在完善“变形者”第三代原型机，它已经获得美国国家公路交通安全管理局的机动车辆安全标准许可证，并被美国联邦航空管理局认证为轻型运动飞机。

不同的飞法

科幻电影给我们描绘了飞行汽车的基本样貌。在《全面回忆》（2013版）中，出场的飞车必须沿着道路飞行，一离开道路就要抛锚。而在《第五元素》和《星球大战》中亮相的飞车则不必拘泥于轨道，可以像气垫船、直升机一样在任意表面上飞行。

要给飞行汽车下个定义的话，它就是一种既能在地面行驶，又能在天空飞行的交通工具。《全面回忆》里那种沿轨道开行的飞车，有个学名叫“磁悬浮飞车”；《第五元素》和《星球大战》中那种可以在任意表面上飞行的，才叫“飞行汽车”——飞行汽车有像飞机一样带有机翼和尾翼的，也有像直升机一样没有机翼仅靠旋翼提供升力的；既有采用螺旋桨推进的，也有使用喷气式发动机推进的。

磁悬浮飞车

磁悬浮飞车是一种尚处于研究阶段的新型交通工具，它利用磁悬浮技术将车体悬浮在磁性道路上，并保证车体和路面之间没有接触，用螺旋桨或喷气发动机驱动飞车沿着道路运动。由于车体和道路之间没有接触摩擦，空气阻力是其运行所受到的唯一外部阻力，因此飞车具有了高速运行的可能性，同时也避免了摩擦带来的功率损耗。但磁悬浮飞车的弱点也是明显的：完全依赖磁性道路，在没有铺设磁性道路的地方便寸步难行，其适应性还没有轮式汽车强。另外，磁悬浮飞车的开行速度太快，驾驶者面对危险时很难及时作出反应。目前，商业运营的磁悬浮列车的速度可以达到每小时430公里，未来磁悬浮飞车的速度也可以与之媲美，这比常规轮式汽车快多了。磁悬浮飞车只能靠电脑控制的自动驾驶系统作出躲避障碍、超车、并线等动作，相比之下，从飞机演变而来的飞行汽车能带给乘客更大的自由度。

旋翼飞行汽车

美国的一款名为“天空巡航者”的概念型飞行汽车，集飞机、汽车和四轴旋翼飞行器的功能于一身，可像直升机一样垂直起降。这款飞行器克服了飞行汽车面临的一个最大问题，即起飞和降落需要较长的跑道。“天空巡航者”装有4个主旋翼，无需跑道便可垂直起飞，升空后切换到正常飞机模式。

“天空巡航者”机身长8.4米，翼展9.5米。在地面上，它收起机翼，利用安装在车轮中的电动机行驶，地面速度可达到每小时112公里。水平飞行时，它使用尾部的两台150马力的电动机驱动。四个弹簧刀型旋翼赋予“天空巡航者”垂直起降性能，能够在保持常规飞机的空气动力学性能的同时，在面积较小的区域盘旋和降落。

其实，第一次尝试垂直起飞的飞行器并非直升机，而是四旋翼飞机，那还是20世纪20年代的事。不过，早期的四旋翼飞机也有自己的问题，那就是没有自动驾驶系统来对飞机进行控制，飞行员必须持续不断地调整四个螺旋桨的升力大小，这样一来，他们就没有精力控制飞行了。好在现在出现了高性能的飞行计算机，它们能够自动管理多台发动机及飞机姿态。按一下按钮，飞机起飞；往左推杆，飞机就朝左飞行。如此一来，飞行员不仅不需要担心校准问题，还能很好地控制飞机的飞行。

折叠翼飞行汽车

前面提到的“变形者”被誉为“世界上第一台真正的飞行汽车”，它于2009年3月10日成功首飞。当时飞行了37秒，飞行900多米后着陆。

该车采用一台汽油发动机提供动力。切换到飞行模式时，用轴驱动推进式螺旋桨；处于汽车模式时，通过无级变速器驱动车辆前轮。机体采用碳纤维复合材料，机翼铰链和悬挂接头采用铝部件。驾驶舱沿用轿车驾驶室的设计，以便于家庭用户快速掌握驾驶技巧。

这款飞行汽车的最大特点是两侧机翼可伸缩。使用飞行模式时，驾驶员只需按下模式转换按钮，机翼便会自动展开，前轮驱动发动机转换为螺旋桨发动机，通过短距离滑跑后便可升空；着陆时，驾驶员同样按下模式转换按钮，机翼就会自动从根部和中间向机身后方折叠收起，发动机也自动转换成前驱发动机，飞机变成四轮汽车。为防止意外，在飞机没有完全着地前，即使驾驶员按下飞机模式转换为汽车模式的按钮后，内部锁定机构也会自行防止机翼折叠。只有当发动机传动完全转变为汽车模式和机轮完全承载了飞行汽车的全部重量后，机翼才会开始折叠。同样，从汽车模式转换为飞机模式时，飞行员输入个人识别码后机翼才会展开，机翼展开后还要进行一段慢滑行检查，确认无故障后才能进入起飞滑跑程序。

“变形者”飞行汽车采用标准飞行操纵系统和标准汽车驾驶系统，且两套系统完全独立，驾驶舱的双屏显示器通过模式转换按钮自动切换为飞行显示器或汽车仪表。它配有全球卫星定位系统等高端科技装备，驾驶操作很简单。

飞行汽车简史

飞行汽车本质上是飞机和汽车的杂交体，因此，最早的飞行汽车研发者也都是飞行先驱者。美国航空先驱格伦·寇蒂斯是最早投入飞行汽车研究的人。他将一架三翼飞机改装成既能在地上跑又能在天上飞的怪家伙。该车安装有两套驾驶系统，分别供空中飞行和地面驾驶使用，后排座还可乘坐二人。1917年2月，该车在纽约举办的全美航空展览会上展出，轰动一时。遗憾的是，该车在试飞中表现不佳，只飞行了很短时间。此后很长时间，飞行汽车都无人问津。

20世纪30年代中期，美国有人取得了飞行汽车的发明专利，但只有少数几种获得了美国民用航空器的型号证书，投入批量生产的就更少了。

第二次世界大战之后，汽车工业和航空工业均进入蓬勃发展阶段，飞行汽车的概念开始复苏。1946年，罗伯特·富尔顿成功设计制造出飞行汽车并首飞成功，1950年获得联邦航空管理局颁发的型号合格证书。这辆飞行汽车在机场着陆后，可将螺旋桨、机翼、后机身及尾翼等拆卸下来保存在机场，剩余的汽车部分可直接开进城去。富尔顿曾与妻子驾驶飞行汽车从康涅狄格州飞到纽约机场，着陆后，又驾驶汽车部分到百老汇去音乐厅听音乐。富尔顿共制造和操纵过两辆飞行汽车。

在为数众多的飞行汽车发明家中，莫尔顿·泰勒是一位佼佼者。20世纪40年代末，泰勒开始投入飞行汽车研究。他的第一辆飞行汽车翼展10米，重950公斤，装有一台92千瓦功率的航空发动机。他的飞行汽车于1949年进行首飞，经过较小的改动后，于1956年获得美国联邦航空管理局型号合格证书，制造并销售了几辆预生产型，每辆价格约1.5万美元，相当于当时家用轿车价格的7.5倍。后来正式投产的“AEROCAR”飞行汽车有多种型号，其中，Ⅱ型长6.55米，翼展10.36米，净重680公斤，最高飞行速度180公里/小时，陆地行驶最高速度105公里/小时，起飞滑跑距离90米，最大飞行高度3600米，航程500公里。由于设计简单，一个人不用特殊工具便可在5分钟内安装或拆卸这辆车——离合器、制动踏板、所有空中和地面照明设备及各种仪表都符合机动车要求。该车曾安全行驶15万公里，当时的造价是2.5万美元。

上面两种飞行汽车都是“二战”结束后不久发明出来的，均获得了美国联邦航空管理局认证。这两种飞行汽车代表了飞车的两个设计流派。其一是，飞行汽车在机场着陆后，把螺旋桨、机翼、后机身和尾翼等飞行设备保留在机场，其优点是在地面行动方便不累赘，缺点是要再次起飞时，必须返回原机场组装。其二是，将这些飞行部件用拖车拖在车后随车行动，其优缺点正好与前者相反，除此之外，它还要解决拖车带来的麻烦。因此，后来的飞行汽车基本上都把飞行部分集成在汽车上，通过折叠、收缩的方式从飞机变为汽车，整体性更强了。

美国人认为，飞行汽车的最大市场并不在美国，而是在亚洲，特别是一些岛国——因为飞行汽车用较短时间就可以到达像日本这样的岛国的大部分区域，比为汽车修建海底隧道便宜许多。美国将飞行汽车视为“实验性飞行器”，只限于政府、商业机构和个人使用，不能出租。其他国家如瑞士、英国、以色列、苏联、韩国等也都曾开发过飞行汽车。

最大挑战

一直以来，设计飞行汽车的最大挑战是把汽车和飞机两种技术融合进一台交通工具，而且要使汽车变速箱和飞机螺旋桨共用一台发动机。上述飞行汽车，均是成功融合了这两种技术的典范。

进入21世纪，一款名为ParaJet SkyCar的汽车成为世界首台可以使用生物燃料的飞行汽车，也是第一款符合现行规章和法律，可以上市销售的空地两栖汽车。它的优势是发动机可采用生物燃料驱动，具有节能、低排的优点，符合环保要求。该车有两个座位、一台发动机，采用高性能减震底盘，高水平尾翼和喷气式发动机，只需3分钟，车辆就可以由陆地行驶模式转换为飞行模式，尤其适合人们在度假时翱翔于山川或海滩上空。这辆车的加速性能堪比跑车，时速从0提至100公里仅需4.2秒，路上最高行驶速度为220公里/小时，加满油可跑600公里。考虑到在野外游玩时未必有优良的跑道，该车还配备了伞翼，如有需要时，经过短短200米滑跑就能飞上天空。升空后，若以157公里/小时的巡航速度飞行，最远可以飞500公里，最高可飞到4575米。

近年，美国国防部也在斥巨资打造一种可在几十秒内打开折叠机翼和螺旋桨，无须任何跑道就可垂直起飞的陆空两用越野车。该计划分为两个独立的任务：任务一是开发并集成一辆整车，任务二是为该车开发单独的关键技术组件。这款车被称为“飞行悍马”，它配备有装甲车门、防弹玻璃和结实的车身，全程电脑控制，最大有效载荷为500公斤，乘员4人。

自1950年第一辆私人飞行汽车获得政府许可以来，人们认为最多到20世纪末，人人都可以驾驶汽车在马路上起飞。但是，直至今天，在马路上行驶的仍然是四个轮子的汽车。为什么汽车还没有普遍地飞起来？

飞行汽车结构复杂、成本高，载重量和飞行性能都很低。作为飞行器，飞行汽车无法与飞机相比；作为汽车，其结构脆弱，容易损坏。的确，它能够飞行，但是，它没有足够的内部空间，没有很高的巡航高度，也没有一般客机的舒适性。因此，NASA私人空中交通工具主任马克·穆尔这样评价它：“如果你试图把汽车和飞机融为一体，你得到的将是这两种领域里最差的产品：奇重无比，速度缓慢，价格昂贵而又难以驾驶。”

以创新著称的美国特拉斯公司创始人马斯克也不看好飞行汽车。2014年在旧金山的一个会议上，马斯克说：“我不太了解飞行汽车，如果天空中满是飞行汽车，将会产生太大影响，不仅会影响天际线，也会产生更多噪声，而且汽车随时都有可能从天上掉下来砸到你，这些事情都不太好。”同时，他也承认，“另一方面，人们需要提高出行的行驶速度。”但是他始终坚持认为有更简单的方法大幅提升行驶速度，比如将汽车放到地下去开，以避免交通堵塞。

确实，现在的飞行汽车距理想状态还很远，比如安静的推进系统还没出现；在钢筋水泥森林中自由穿梭需要隐藏的水平旋翼；飞机的理想能量效率需要在高速以及高空中实现，但飞行汽车通常用于短距离飞行，高频率、低速度、低空飞行会造成许多资源的浪费；造价难以压低，普及难度非常大。

不过，虽然飞行汽车经历了技术和商业的种种失败，但仍然有人坚持做下去，原因就是它随时可以自由使用，堪称未来“飞车”党的心仪座驾。那些在所谓的“高速”公路上排队等待的司机，或多或少都曾幻想过在未来某天，自己可以驾车在天空飞行，那会是怎样的洒脱和惬意。更不用说它在军事、野外勘察、户外运动等方面的独特价值。十年前，美国宇航局制定了私人飞车25年发展规划。科学家预测，到2031年，欧美各国陆空两用机车将步入实用化、产业化阶段。相信随着技术的进步，飞行汽车最终会把道路延伸到天空之上。

【责任编辑：杨 枫】