曾幾何時(shí)，“會(huì)飛的汽車”是許多科幻電影和動(dòng)畫片中的?？?，憑借靈活的起降和強(qiáng)勁的動(dòng)力，飛行汽車總是能夠幫助主角化險(xiǎn)為夷，完成各類高難度任務(wù)。如今，隨著科技的飛速發(fā)展，“會(huì)飛的汽車”也從電影銀幕中逐漸走進(jìn)了現(xiàn)實(shí)世界，成為不少科技公司發(fā)力的新風(fēng)口。
6月28日，斯洛伐克Klein Vision公司研制的雙模式AirCar飛行汽車，從斯洛伐克的尼特拉機(jī)場(chǎng)飛往布拉迪斯拉機(jī)場(chǎng)，飛行時(shí)長達(dá)35分鐘，“飛行汽車”再次成功試飛，引發(fā)了人們的關(guān)注。
有分析指出，這次飛行開啟了雙重運(yùn)輸工具的新時(shí)代，它開辟了一個(gè)新的運(yùn)輸類別，將原本屬于汽車的自由還給了個(gè)人。
“日益擁堵的城市道路和時(shí)長混亂的交通情況，讓汽車的通行效率大打折扣。”威爾森分析師徐宏直言，“在這種情況下，地面交通從路面向上和下進(jìn)行延伸輻射，將成為發(fā)展趨勢(shì)，向下就是地鐵，向上則是飛行汽車。”
正如徐宏所言，“如果說汽車‘新四化’決定著未來10年的出行方向，那么可能在今后的30年甚至更久，飛行汽車都將成為出行領(lǐng)域熱門的發(fā)展風(fēng)口。”
“空中交通時(shí)代”離我們還有多遠(yuǎn)?
“過去100多年間對(duì)于飛行汽車實(shí)踐探索，主要發(fā)生在美國，人們通過汽車與飛機(jī)的結(jié)合，設(shè)計(jì)同時(shí)具備地面行駛和空中飛行功能的飛行汽車。盡管有陸空兩棲功能的飛行汽車目前還難以融入地面交通運(yùn)輸體系，但隨著技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展，應(yīng)可在應(yīng)急救援和國防軍事等領(lǐng)域作出重要貢獻(xiàn)。” 清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任、教授張揚(yáng)軍在飛行汽車研究發(fā)展與關(guān)鍵技術(shù)的論文中指出。
隨著城市空中交通概念的興起，飛行汽車概念的內(nèi)涵拓展為用于解決城市交通擁堵問題、或用于城市空中交通的運(yùn)載工具。“我們現(xiàn)在常說的飛行汽車，為僅具有空中飛行功能的電動(dòng)垂直起降飛行器，已經(jīng)成為世界各國重點(diǎn)布局的領(lǐng)域。”張揚(yáng)軍表示。
事實(shí)上，在各國的利好政策刺激之下，市場(chǎng)需求也在同步增長。飛行汽車已經(jīng)由最初個(gè)人夢(mèng)想家的小范圍實(shí)踐，發(fā)展為資本市場(chǎng)和新興科技公司關(guān)注的熱點(diǎn)，正進(jìn)入一個(gè)新的階段。
羅蘭貝格在2018年11月發(fā)布的“城市空中交通——一種新型交通方式的興起”研究報(bào)告中，預(yù)測(cè)到2025年，將有3000架飛行汽車投入使用，隨后呈指數(shù)級(jí)增長；預(yù)測(cè)到2050年，全球范圍內(nèi)將有近10萬架飛行汽車用作空中出租車、機(jī)場(chǎng)班車和城際航班服務(wù)。
而摩根士丹利也發(fā)布藍(lán)皮書，估算2040年全球城市空中交通的產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到1.5萬億美元。
作為面向城市空中交通和未來出行的新型交通工具，飛行汽車正日益受到航空和汽車領(lǐng)域的重視，成為航空與汽車技術(shù)與產(chǎn)業(yè)跨界融合的重要發(fā)展趨勢(shì)。
“突出飛行模式優(yōu)勢(shì)、具有垂直起降功能的電動(dòng)飛行汽車，已成為當(dāng)今國內(nèi)外飛行汽車研發(fā)的主流。波音、空客、貝爾、巴西航空、中航工業(yè)等傳統(tǒng)航空企業(yè)巨頭均已布局電動(dòng)飛行汽車的研發(fā)。電動(dòng)汽車的發(fā)展，為電動(dòng)航空奠定了較好的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。”張揚(yáng)軍介紹說
有分析指出，飛行汽車亦被認(rèn)為是汽車技術(shù)電動(dòng)化、智能化之后的必然發(fā)展，目前，吉利、奧迪、現(xiàn)代、豐田、特斯拉等汽車企業(yè)也都紛紛加入飛行汽車研發(fā)的行列。
事實(shí)上，飛行汽車的發(fā)展，不僅會(huì)給人類帶來一個(gè)更加美好的智慧出行時(shí)代，更會(huì)對(duì)未來社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、安全和環(huán)境等方面產(chǎn)生重大影響。
以旅游觀光領(lǐng)域?yàn)槔?，飛行汽車可以在景區(qū)、游樂園旅游景點(diǎn)等指定地點(diǎn)提供空中旅游服務(wù)，游客搭乘飛行汽車，可以通過一種新的視角游覽以前難以到達(dá)或者無法到達(dá)的地區(qū)，比如深谷、高峰、叢林、荒島、瀑布等。
據(jù)了解，除了載人出行，飛行汽車近期更可能的落地場(chǎng)景就是運(yùn)物，特別是在地面交通不便的地域，比如距離不太遠(yuǎn)的離岸島嶼，山區(qū)地區(qū)等沒有陸地交通條件或者地面交通基礎(chǔ)設(shè)施不佳的區(qū)域，通過飛行汽車實(shí)現(xiàn)物流運(yùn)輸是有明顯優(yōu)勢(shì)的。
“目前國內(nèi)上海金山地區(qū)就在進(jìn)行這類海上空域范圍內(nèi)智能空中物流的示范運(yùn)營工作，一個(gè)場(chǎng)景就是將離岸海島的優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)品快速運(yùn)抵金山區(qū)，再通過陸運(yùn)抵達(dá)城區(qū)。”張揚(yáng)軍說。
如何搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展新風(fēng)口?
毫無疑問，飛行汽車作為面向城市空中交通和未來智慧出行的新型交通工具，將給人們帶來一個(gè)更加美好的智慧出行時(shí)代，也將在出行行業(yè)重新掀起一輪市場(chǎng)洗牌。
“對(duì)于任何新型領(lǐng)域而言，‘先到者’都具有一定的天然優(yōu)勢(shì)，這種優(yōu)勢(shì)起初是技術(shù)上的，隨后會(huì)轉(zhuǎn)化到產(chǎn)品和市場(chǎng)中，最終轉(zhuǎn)化為大量的訂單和良好的市場(chǎng)口碑，因此，如何搶占飛行汽車這個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展新風(fēng)口，是當(dāng)下最要緊的問題。”徐宏分析道。
而張磊就是與時(shí)間賽跑，搶占飛行汽車風(fēng)口隊(duì)伍中的一員。作為北京瑋航科技公司的聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO，張磊從2016年起，就將目光瞄準(zhǔn)在了飛行汽車的領(lǐng)域。
“我本科和研究生都是在清華大學(xué)汽車工程系讀的，當(dāng)時(shí)通過與課題組老師和同學(xué)的交流討論，結(jié)合對(duì)于市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)的研判和消費(fèi)者需求的分析，我們預(yù)測(cè)未來交通領(lǐng)域的發(fā)展會(huì)從面向地面交通的電動(dòng)智能汽車時(shí)代，最終走向?qū)崿F(xiàn)立體出行的飛行汽車時(shí)代，這也讓我與飛行汽車結(jié)緣。”
然而當(dāng)時(shí)在國內(nèi)，研發(fā)飛行汽車相關(guān)技術(shù)的企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)少之又少，沒有前人的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒就只能在未知中摸索前進(jìn)，為了能夠確定發(fā)展的方向，張磊查閱尋找了很多國外關(guān)于飛行汽車的資料，經(jīng)過近一年的學(xué)習(xí)研究，張磊有了較為清晰的認(rèn)知和理解。
“飛行汽車作為新生事物，實(shí)現(xiàn)從0到1的突破，讓飛行汽車飛起來是當(dāng)前各個(gè)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，而我們認(rèn)為從無到有之后，從有到優(yōu)才是未來產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的核心”張磊分析說，“載得多、飛得遠(yuǎn)、噪聲低，這三點(diǎn)將成為未來衡量飛行汽車優(yōu)不優(yōu)的關(guān)鍵因素，動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)則是關(guān)鍵卡脖子技術(shù)。”
張磊直言，“目前在測(cè)試的飛行汽車基本都采用旋翼推進(jìn)方式，旋翼推進(jìn)基本解決了飛行汽車從0到1飛起來的問題，而涵道風(fēng)扇具有尺寸小、推力大、噪聲低、安全性好的優(yōu)勢(shì)，是更加適合城市立體交通應(yīng)用場(chǎng)景的推進(jìn)方式，是讓飛行汽車從有到優(yōu)的推進(jìn)方式。”
為了解決“優(yōu)”這一關(guān)鍵問題，張磊和同事們將目光鎖定在了研發(fā)大推力、高效率、低噪聲的電動(dòng)涵道風(fēng)扇推進(jìn)技術(shù)上。據(jù)張磊介紹，瑋航科技圍繞電動(dòng)涵道風(fēng)扇智能推進(jìn)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究并建立了核心技術(shù)門檻。建立了高通流涵道風(fēng)扇設(shè)計(jì)理論與方法，提出了涵道風(fēng)扇電機(jī)一體化耦合設(shè)計(jì)模型，以及在地面效應(yīng)影響下提高飛行汽車安全起降能力的智能控制策略，相較于旋翼飛行汽車，涵道風(fēng)扇飛行汽車在垂直起降的過程中更加安全，與此同時(shí)，在風(fēng)扇電機(jī)一體化設(shè)計(jì)的加持下，涵道風(fēng)扇推進(jìn)系統(tǒng)解決了電機(jī)重量大的問題，進(jìn)一步提升了續(xù)航和飛行的效率。
然而想要進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，絕非一件容易的事，張磊和同事們?cè)诤里L(fēng)扇技術(shù)的研發(fā)過程中也曾遇到過不少的難題。
“比如如何解決涵道風(fēng)扇適用的電機(jī)重量較大這一技術(shù)問題，國際上就沒有可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，就是我們跳出常規(guī)思維，獨(dú)立自主解決的。涵道風(fēng)扇低速大扭矩特性使得常規(guī)選型匹配得到的電機(jī)重量很大，這就削弱了涵道風(fēng)扇相較于旋翼技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，減重的問題困擾了我們很久。后來我們將風(fēng)扇和電機(jī)統(tǒng)籌進(jìn)行考慮，通過耦合設(shè)計(jì)、協(xié)同優(yōu)化的方法，最終為解決了這一難題指明了技術(shù)路徑。”張磊回憶說。
張磊告訴記者，盡管自主研發(fā)和探索的過程有時(shí)候很艱難，但是同樣非常鍛煉人：“在研究的過程中，我們大膽打破學(xué)科邊界，頭腦風(fēng)暴提出各種創(chuàng)意，這些成果是我們未來研發(fā)的寶貴財(cái)富。”
也正是憑借鍥而不舍的精神和大膽求證的態(tài)度，張磊和同事們?cè)陲w行汽車的關(guān)鍵技術(shù)和場(chǎng)景開拓方面取得了很大的進(jìn)展。“今年年底左右，我們針對(duì)特定場(chǎng)景的600公斤級(jí)全尺寸飛行平臺(tái)將會(huì)進(jìn)行飛行測(cè)試，順利的話明年會(huì)開始產(chǎn)業(yè)化落地，逐漸進(jìn)入大家的生活。”張磊說。
“發(fā)展飛行汽車，突破關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，不僅可為發(fā)展城市空中交通奠定技術(shù)和平臺(tái)基礎(chǔ)，還將有效促進(jìn)動(dòng)力電池、燃料電池、新型輕量化材料和智能駕駛等產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)突破與創(chuàng)新，增強(qiáng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革引領(lǐng)能力，對(duì)我國實(shí)現(xiàn)交通強(qiáng)國目標(biāo)特別是發(fā)展電動(dòng)航空戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)具有重要的戰(zhàn)略意義。”徐宏直言。
張揚(yáng)軍則建議構(gòu)建汽車與航空跨界融合的飛行汽車技術(shù)創(chuàng)新體系，以及推動(dòng)飛行汽車在城市空中交通和應(yīng)急救援等領(lǐng)域的示范應(yīng)用，以此作為我國發(fā)展近期飛行汽車的突破口和重點(diǎn)任務(wù)。
“我推測(cè)地面汽車交通在2030年左右跨入智能汽車時(shí)代后，將開啟與城市智能空中交通的融合過程。”張揚(yáng)軍對(duì)記者說，“預(yù)計(jì)到2050年左右，飛行汽車的發(fā)展將從公共交通領(lǐng)域進(jìn)入私人交通領(lǐng)域，陸空兩棲的智能飛行汽車將開啟大眾化應(yīng)用，人類將迎來地面智能交通與城市空中交通融為一體的未來智慧出行時(shí)代。”