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飞行汽车 科幻变现实

2023-12-11高杉

中国新时代 2023年12期
关键词:小鹏无人驾驶飞行器

| 文 · 高杉

在科幻题材电影中,飞行汽车是日常出行的“标配”。

如今,科幻场景正逐渐变成现实。汽车在空中飞行的梦想,正在加速落地。

2023 年10 月24 日,小鹏汽车宣布,将推出分体式飞行汽车(陆地航母),该飞行汽车采用增程式混合动力,可给飞行器持续补能;6×6 全轮驱动,后轮转向;陆行体搭载飞行体,可自动分离/结合,陆行体可给飞行体补能。相关负责人透露,这款产品计划未来两三年内量产交付。

在科幻题材电影中,飞行汽车是日常出行的“标配”。人们乘坐飞行汽车在城市空中穿梭,快速地飞往目的地,酷炫而便捷。

如今,科幻场景正逐渐变成现实。汽车在空中飞行的梦想,正在加速落地。

历经百年的探索

飞行汽车并不是近几年才出的概念,事实上已经有上百年的历史了。从汽车的诞生开始,人类就始终在期待和探索飞行汽车的可能性。

1886 年,卡尔·本茨发明了世界上第一辆三轮汽车,1903 年怀特兄弟实现人类首飞之后,民间就开始对飞行汽车进行探索研究。然而,当时技术的限制使得早期的飞行汽车更多停留在设想中。

1917 年,飞行汽车之父格·寇蒂斯研制出了一架铝制Autoplane,能够实现一些短距离的飞行式跳跃,“飞行汽车”的概念就此诞生。虽然这架Autoplane 从未真正飞上天空,但却开启了近代以来飞行汽车的研发、发展历程。

在寇蒂斯之后,人类创造飞行汽车的梦想没有中断。

1946 年,罗伯特·富尔顿发明了“Airphibian”,他首次改变了飞行汽车的设计思路,由汽车飞天转变为飞机落地。Airphibian 具有可拆卸的机翼与尾翼,仅需5 分钟便能将飞机变成汽车,从完全相反的角度实现了飞行汽车的设计。但Airphibian 项目最终未能得到可靠投资的眷顾。

1949 年,被誉为“现代飞行汽车先驱”的莫顿·泰勒设计制造了名为Aerocar 的飞行汽车,这是世界上首款最接近量产的飞行汽车,设计采用可折叠式后机尾,在路面行驶时可以收起机翼。但是它的致命缺陷是机翼需要人工拆卸,用户体验差,商业可能性小。

尽管遭遇多次挫折,但人类对飞行汽车的梦想从未停止。进入21 世纪,随着无人驾驶技术和新能源动力技术的突破,飞行汽车也随之有了质的推进。

步入21 世纪,电池及电动分布式推进领域的技术进步使得具有VTOL(Vertical Take-off and Landing,垂直起降飞行器)能力的新型设计逐渐开启飞行汽车领域的蓝海。垂直起降的优势明显,它不需要滑跑就可以完成垂直起飞和降落动作,摆脱跑道依赖。众多交通和汽车领域的企业纷纷入场,谋划生产以空中出租车服务为基础的VTOL 飞行器。

随着飞行汽车电池技术的再升级,eVTOL(Electric Vertical Takeoff and Landing,电动垂直起降飞行器)成为飞行汽车发展的一个重要阶段。相比于传统的VTOL配备的复杂内燃机和机械装置,eVTOL 依赖于更简单的推进装置,提高了飞行汽车的安全性。且使用更简单的电力推进装置也可以显著降低生产和运营成本,eVTOL 逐渐成为众多汽车企业选择的重要赛道。

2009 年,飞行汽车制造公司Terrafugia 的飞车产品Transition全球首次试飞成功。2018 年,全球首款量产飞行车PAL-V 开始接受预定。这两则突破性的消息,让行业为之兴奋。

巨头争相布局飞行汽车

摩根士丹利在相关研究报告中称:“到2030 年,飞行汽车行业将创造3000 亿美元市场规模,最初会转化部分地面交通、飞机和公共交通的市场份额,而伴随技术发展最终会开启多个全新的商业领域,2040 年可发展至1.5 万亿美元市场。”其中,中国有望成为全球最大的城市低空交通市场。

世界首辆飞行汽车成功实现首飞

飞行汽车、低空出行行业已成为相关科技企业、初创企业和资本竞相争夺的新赛道。据不完全统计,截至2021 年,全球范围内已有超过200 家企业或机构在研发飞行汽车产品,约有420 种型号。

从全球范围内来看,目前在飞行汽车领域着手布局的主要有3 类企业。一类是传统的航空制造企业,如波音、空客等,它们在飞行器制造方面具备成熟的技术和丰富的经验,在市场中优势明显;另一类是初创公司和科技企业,如马斯克投资的Alef Aeronautics、德国的Lilium jet 以及国内的亿航智能等,这些企业在创新技术方面占据一定优势;还有就是汽车企业,如奥迪、丰田、广汽、吉利和小鹏汽车等,其中吉利和小鹏汽车分别通过投资沃飞长空和小鹏汇天来积极布局。

在国内车企阵营中,吉利和小鹏汽车是走在这个领域“前沿”的两家车企。

2017 年,吉利收购美国飞行汽车创业公司Terrafugia(太力飞车),该公司由美国麻省理工学院的几位毕业生创立于2006 年;2019 年,吉利又和戴姆勒共同出资5000 万欧元,投资德国飞行汽车企业Volocopter。

2020 年9 月,吉利旗下湖北吉利太力飞车有限公司与成都傲势科技有限公司共同组建沃飞长空,旗下拥有工业级无人机品牌“傲势”、城市空中出行品牌“沃珑空泰”等。此外,吉利的“太力飞车”TF-1 已经获得美国联邦航空管理局(FAA)适航证书,为该类飞行器全球首张。

小鹏汽车则是在2020 年9 月收购了赵德力于2013 年创办的汇天航空,组建了小鹏汇天,正式入局飞行汽车领域。

虽然二者涉足时间较早,但在路径选择上却截然不同,因此也形成了以吉利为代表的垂直起降飞行器队伍和以小鹏为代表的陆空两用飞行汽车队伍。

小鹏选择了截然不同的路径。小鹏的飞行汽车被定义为可陆地行驶的汽车,同时也是安全的低空飞行器,拥有很低的上手难度。在飞行系统折叠收纳状态下,其与一辆普通汽车尺寸相当,可在正常路面行驶。

小鹏飞行汽车“陆空两用”的属性,在其被曝光的外观专利图中也能得到印证。从专利图中可以看出,小鹏飞行汽车不仅拥有机翼与螺旋桨,同时配备了可在公路上行驶的车轮系统,驾驶舱也与一般的乘用车相似。同时,小鹏汽车CEO 何小鹏表示,小鹏飞行汽车90%的情况下是开车;10%的情况下是飞行,也就是说,虽然小鹏汇天飞行汽车定位“飞行汽车”,但主要使用场景还是在地面交通。

相继入局提速飞行汽车布局的背后,各企业争抢的是未来万亿级的市场规模。

资本竞逐新风口

汽车的大量出现,在方便人们出行的同时,也造成了严重的城市交通拥堵。出现一款既可以在空中飞又能在陆地跑的交通工具,就成为人们对未来出行的期待和实际需求。

罗兰贝格则预测,至2050 年,全球95 个主要城市的空中,将会有9.8 万辆飞行汽车飞驰。

随着产品、技术向着实际应用的不断突破,众多车企也对飞行汽车的未来抱有信心。大众集团认为,飞行汽车到2025 年将成为一种常规的交通工具。通用汽车也表示,电动汽车的未来,不限于道路上行驶的汽车。

每模浇筑高度4.5m,减少了墩柱施工缝保证了外观质量。每次模板拆除后,必须及时清理刷洗,并涂刷脱模剂,脱模剂不易涂刷太厚,太厚易顺着模板流到接缝处形成黑色印迹影响混凝土外观。接缝处拉杆及模板斜撑一定要上紧,以免接缝处错台。

目前,飞行汽车产业正快速成型,产品研发也在努力贴近市场需求,并开始投入实际运营。

随着众多企业在飞行汽车领域的相继布局,越来越多的资本开始注入这一万亿级市场,支撑这一全新物种和庞大生态体系的落地。在我国,飞行汽车也成为了不少企业布局的未来商业机会。

2021 年10 月19 日,小鹏汽车生态企业小鹏汇天宣布完成超过5 亿美元A 轮融资,成为亚洲低空载人飞行器领域企业获得的最大单笔融资。2022 年11 月,小鹏汇天又与广东省4 家银行达成战略合作并获得60 亿元授信,这是小鹏汇天继A 轮股权融资之后的又一融资活动。

2023 年2 月8 日,eVTOL 研发企业上海时的科技有限公司宣布,完成1 亿元Pre-A 轮融资。

2023 年6 月30 日,吉利沃飞长空宣布完成首次市场化融资,融资金额超亿元,成为继小鹏汇天之后,国内又一家在低空领域获得融资及资本市场认可的企业。沃飞长空表示,融资将主要用于飞行汽车AE200 的持续研发及市场发展,推进城市智慧立体交通场景的应用落地。7 月26 日,吉利沃飞长空又与华控基金旗下亚太区最大公务机企业华龙航空签署100 架AE200 意向采购订单。

2023 年7 月,亿航智能通过定向增发完成了新一轮2300 万美元股权融资。

同一月中,沃兰特航空技术有限责任公司在上海研发中心与亚捷航空发展集团有限公司、招商银行上海分行签订战略合作协议。协议约定,亚捷航空集团、招商银行上海分行分别与沃兰特建立战略合作关系,其中亚捷航空集团将采购118 架VE25 型eVTOL 航空器,招商银行上海分行将为沃兰特提供10 亿元的综合授信额度以支持公司发展。

亿航智能首席运营官方鑫认为,随着越来越多企业的加入,eVTOL 行业将变得愈发成熟,并呈现百花齐放的状态。

空域交通迎来发展机遇

2023 年10 月13 日,中国民用航空局向亿航智能的EH216-S无人驾驶航空器系统颁发了型号合格证。这一里程碑事件标志着该型号已经通过了中国民航局的安全标准和适航要求,具备了无人驾驶航空器载人商业运营的资格。这是全球首个无人驾驶eVTOL航空器获得型号合格认证,不仅树立了重要的行业标杆,也将开启城市空中交通商业运营的新时代。

随着我国汽车产业和通用航空业的快速发展,飞行汽车领域发展潜力巨大。为促进汽车产业链发展,加速飞行汽车行业建设,近年来,国内出台了多项关于飞行汽车的支持政策,为未来飞行汽车产业发展提供了支持与保障。

2021 年2 月,中共中央、国务院印发的《国家综合立体交通网规划纲要》提出“发展低空经济”,这是“低空经济”首次写入国家规划。

2022 年3 月,交通运输部和科学技术部联合印发《交通领域科技创新中长期发展规划纲要(2021—2035 年)》,明确了未来15 年我国交通运输科技创新工作的指导思想、基本原则、发展目标和主要任务。其中,明确将飞行汽车写进规划纲要,将部署飞行汽车研发,突破飞行器与汽车融合、飞行与地面行驶自由切换等技术。

2022 年8 月,中国民用航空局公布《无人驾驶航空发展路线图 V1.0》征求意见稿,清晰规划出不同阶段下无人驾驶航空产业的发展目标,2025 年之前实现无人驾驶航空器规模化应用,开展有人驾驶航空器与无人驾驶航空器融合运行试点;2030 年之前逐步实现无人驾驶航空融入国家空域体系;在2035 年之前,建立包括载人在内的无人驾驶航空交通运输系统。

2023 年5 月,我国首部民用无人机专项法规——《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》正式发布,标志着无人驾驶航空飞行器的管理规范的成熟,已经成为行政法规,为规范和鼓励行业的发展提供了有力的法治保障。

2023 年10 月,工业和信息化部、科学技术部、财政部、中国民用航空局联合印发《绿色航空制造业发展纲要(2023-2035年)》。

此外,2023 年以来,广东、江苏、湖南、上海、深圳、绵阳等地均出台了“低空产业”领域的指导政策,与此同时,空中交通“基建”相继开始布局。无疑,政府在低空经济方面的积极布局将给企业带来更好的发展环境和指导方向。

还需跨越的“难关”

虽然有着乐观商业前景,并引得多方关注,但飞行汽车市场真正落地还面临多方面的挑战。

中汽中心报告认为,当前制约飞行汽车发展的因素主要有3个:进入商业运营前的固定研发投入巨大、行业存在较大的安全隐患、电池功率密度不足带来的成本劣势。

一方面,作为技术、人才、资本三密集型产业,要做飞行汽车,烧钱是不可避免的。汉莎创新中心的研究报告显示,从产品开发到适航认证再到最终商业化,eVTOL 初创企业需要花费至少7亿美元~10 亿美元的资金投入,这还不算技术难度更高的陆空两栖式飞行汽车。

飞行汽车作为一种新型交通工具,其车体结构需要能够提供足够的强度和刚度来应对高空飞行和地面行驶的双重挑战。且飞行器需要在空中运行,这意味着飞行器对机械故障的容忍度更低,因而对工业设计与生产标准的要求更加严苛。

另一方面,相比于汽车,飞行汽车在安全上的红线要更高,对飞行强度、频次以及系统可靠性的要求同样更高。试想一下,陆地上发生意外,尚还有生还的可能;但如果在空中发生意外,不仅危及自身,甚至有可能引发较大的公共安全隐患。并且,在飞行汽车主飞的低空空域,还有气象环境复杂、难以探测的低空风切变等,直接威胁飞行安全。

在飞行过程中,如果遇到紧急情况,飞行汽车能否快速、有效地处理各种险情,保障好乘客的安全,是当下飞行汽车难以绕过的一个坎,也是后续能否取得适航证,进行规模化应用的核心前提。

与此同时,飞行汽车的电池功率密度也是一个值得关注的要点。

此外,飞行汽车要进入城市,并实现规模化应用,还需要满足低噪声、高效率、低成本等基本特性。

在非技术层面,适航认证、“航线”制定、空中行驶规则、事故责任划分、空中执法手段等问题,以及空中交通的基础设施、运营模式、经济成本、用户体验等,都使得飞行汽车的下一步发展充满了重重挑战。

业内普遍认为,当前飞行汽车的发展还处于从研究探索走向商业化应用的早期阶段。中国汽车流通协会专家委员会专家颜景辉表示:“飞行汽车领域,是一个前瞻性的布局,是企业产品多元化的发展。但目前涉及到法律和规章相对比较复杂,商业化的实现还有待时日。”

尽管就目前行业发展而言,飞行汽车实现规模化还有很长的路要走,但全球众多业内人士都认为其具备成为未来出行大方向的潜力。现代全球首席运营官José Muoz 认为,空中出租车或将在2025 年问世。在我国,清华大学车辆与运载学院教授张扬军则表示,在2030 年前,飞行汽车主要还是早期商业示范运行;2030 年-2050 年,逐渐进入飞行汽车商业化运营时代;2050 年后,将迎来城市空中交通发展的时代。

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