比天空更廣闊的,是人類(lèi)對(duì)飛行的無(wú)盡向往。自飛機(jī)和汽車(chē)在一百多年前問(wèn)世以來(lái),人們便不斷嘗試將這兩者融合,讓汽車(chē)插上翅膀,實(shí)現(xiàn)大眾飛行的夢(mèng)想。傳統(tǒng)機(jī)械時(shí)代的飛行汽車(chē),結(jié)構(gòu)復(fù)雜且使用場(chǎng)景受限,主要停留在飛行夢(mèng)想家的小范圍探索中。進(jìn)入21世紀(jì),隨著電動(dòng)化和智能化技術(shù)的蓬勃發(fā)展,飛機(jī)與汽車(chē)的結(jié)合再次成為可能,飛行汽車(chē)作為未來(lái)立體交通的運(yùn)載工具,不僅激發(fā)了人們對(duì)大眾化飛行及立體出行的無(wú)限想象,更成為航空、汽車(chē)兩大領(lǐng)域,乃至資本市場(chǎng)、新興科技公司和社會(huì)大眾的共同焦點(diǎn)。
什么是飛行汽車(chē)
飛行汽車(chē)的概念隨著技術(shù)的演進(jìn)而不斷變化。在傳統(tǒng)機(jī)械汽車(chē)和航空時(shí)代,飛行汽車(chē)被定義為具有飛行功能的陸空兩棲汽車(chē)。而在電動(dòng)智能汽車(chē)和航空技術(shù)日新月異的今天,飛行汽車(chē)的內(nèi)涵已擴(kuò)展到面向低空大眾化出行的交通工具,這既包括具備飛行功能的汽車(chē),也涵蓋了僅具飛行功能、專(zhuān)為低空出行設(shè)計(jì)的電動(dòng)垂直起降飛行器(eVTOL),且eVTOL已成為當(dāng)前飛行汽車(chē)開(kāi)發(fā)的主流趨勢(shì)。
廣義上,eVTOL被通俗地稱(chēng)為飛行汽車(chē),從飛行器(Aerocraft)轉(zhuǎn)變?yōu)轱w行車(chē)(Aerocar),這標(biāo)志著eVTOL將如同地面汽車(chē)一樣,成為具有大眾化屬性的新型交通工具,預(yù)示著航空器大眾化的重大歷史機(jī)遇。
飛行汽車(chē)發(fā)展的戰(zhàn)略意義
飛行汽車(chē)的出現(xiàn),將道路從地面拓展至低空,預(yù)示著城市及鄉(xiāng)村空中交通新時(shí)代的到來(lái),引領(lǐng)著第三次大眾化交通革命。它使低空空域這片尚未開(kāi)發(fā)的“富礦”成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),開(kāi)啟了低空數(shù)字經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新紀(jì)元,成為低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略方向。
一是開(kāi)啟低空交通新時(shí)代。飛行汽車(chē)將低空交通與地面交通有效整合,構(gòu)建出路空協(xié)同的立體交通體系,開(kāi)啟了電動(dòng)智能低空交通的新時(shí)代。這一體系不僅有助于解決城市地面交通擁堵問(wèn)題,還能顯著降低大山、沙漠、邊疆和河網(wǎng)等地形的交通基建成本,為鄉(xiāng)村振興和西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略注入新動(dòng)力。
隨著技術(shù)的進(jìn)步,電動(dòng)化、智能化的低空交通與地面交通將逐漸融合發(fā)展。當(dāng)前,飛行汽車(chē)的技術(shù)和應(yīng)用主要聚焦于電動(dòng)垂直起降功能,未來(lái),這一技術(shù)有望在電動(dòng)智能汽車(chē)上得到應(yīng)用,成為其立體化發(fā)展的必然趨勢(shì),繼車(chē)輪化馬車(chē)、機(jī)動(dòng)化汽車(chē)之后,引發(fā)第三次大眾化交通革命,讓人類(lèi)重新實(shí)現(xiàn)汽車(chē)“飛”起來(lái)的夢(mèng)想。
二是引領(lǐng)低空經(jīng)濟(jì)新紀(jì)元。在全球經(jīng)濟(jì)格局中,地面資源的承載壓力日益加劇,經(jīng)濟(jì)發(fā)展重心正逐步從地面向低空轉(zhuǎn)移。低空經(jīng)濟(jì),作為電動(dòng)化、智能化、大眾化低空飛行活動(dòng)牽引的綜合經(jīng)濟(jì)形態(tài),已成為世界主要經(jīng)濟(jì)體競(jìng)相角逐的新戰(zhàn)場(chǎng)。
低空經(jīng)濟(jì)的主要載體包括無(wú)人機(jī)和飛行汽車(chē)。目前,無(wú)人機(jī)在低空經(jīng)濟(jì)中占據(jù)主導(dǎo)地位,消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)已從單純的休閑娛樂(lè)工具向工業(yè)級(jí)應(yīng)用轉(zhuǎn)型,如電力巡檢、農(nóng)林植保等領(lǐng)域,展現(xiàn)出強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)拉動(dòng)力。而低空載物、載人運(yùn)輸?shù)慕煌?jí)飛行汽車(chē),是電動(dòng)化、智能化技術(shù)體系下實(shí)體經(jīng)濟(jì)與數(shù)字經(jīng)濟(jì)的完美結(jié)合,將引領(lǐng)低空經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新紀(jì)元,成為低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新熱點(diǎn)和戰(zhàn)略方向。
消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)、工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)和交通級(jí)飛行汽車(chē)對(duì)低空經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn),分別類(lèi)似于自行車(chē)、摩托車(chē)和汽車(chē)對(duì)地面經(jīng)濟(jì)的拉動(dòng)作用。隨著飛行汽車(chē)的快速發(fā)展,低空經(jīng)濟(jì)有望從百億級(jí)躍升至萬(wàn)億級(jí)以上,成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎。
飛行汽車(chē)發(fā)展面臨的問(wèn)題與挑戰(zhàn)
飛行汽車(chē)作為未來(lái)交通的重要發(fā)展方向,雖然承載著人們對(duì)便捷、高效出行的美好愿景,但其發(fā)展之路卻布滿(mǎn)了荊棘。技術(shù)安全、高成本、空域管理、社會(huì)接受度以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面的挑戰(zhàn),如同一道道難關(guān),橫亙?cè)陲w行汽車(chē)普及的道路上。
首先,技術(shù)難度大是首要問(wèn)題,盡管電動(dòng)智能汽車(chē)為飛行汽車(chē)的發(fā)展奠定了良好的電動(dòng)化與智能化技術(shù)基礎(chǔ)及產(chǎn)業(yè)鏈支撐,但將車(chē)規(guī)級(jí)技術(shù)提升至航規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)仍需克服巨大的技術(shù)障礙。其次,商業(yè)邏輯閉環(huán)難也是一大難題,飛行汽車(chē)的適航取證周期長(zhǎng),且受到價(jià)格、安全性和便利性等多重因素制約,市場(chǎng)接受度有限,導(dǎo)致相關(guān)低空裝備制造和飛行運(yùn)營(yíng)等商業(yè)邏輯難以形成閉環(huán)。最后,基礎(chǔ)設(shè)施與監(jiān)管滯后也是飛行汽車(chē)發(fā)展面臨的重要問(wèn)題,所需的設(shè)施網(wǎng)、空聯(lián)網(wǎng)、航路網(wǎng)和服務(wù)網(wǎng)等低空支撐網(wǎng)絡(luò)尚處于發(fā)展初期,且技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范尚未統(tǒng)一完善,航空法規(guī)和服務(wù)監(jiān)管體系也需進(jìn)一步適應(yīng)飛行汽車(chē)的發(fā)展需求。
同時(shí),飛行汽車(chē)的發(fā)展還面臨著三大挑戰(zhàn)。一是運(yùn)行安全。飛行汽車(chē)作為新型電動(dòng)智能航空器,其適航性直接關(guān)系到能否順利起飛,電安全、熱安全以及智能駕駛安全問(wèn)題等對(duì)于航空適航安全而言都是全新的挑戰(zhàn)領(lǐng)域,此外,多旋翼推進(jìn)方式所帶來(lái)的人機(jī)交互旋轉(zhuǎn)件防護(hù)等問(wèn)題也將直接影響其運(yùn)行安全性。二是載荷與航程。作為低空交通運(yùn)載工具,飛行汽車(chē)的載荷和航程遠(yuǎn)小于固定翼飛行器,當(dāng)前主流電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池用于飛行汽車(chē)時(shí)續(xù)航時(shí)間有限,這是飛行汽車(chē)走向?qū)嵱没仨毠タ说年P(guān)鍵難題。三是無(wú)人駕駛。低空交通的高效管理和飛行汽車(chē)的大眾化普及要求飛行汽車(chē)具備智能無(wú)人駕駛能力,但在復(fù)雜氣象條件和高密度飛行環(huán)境下,飛行汽車(chē)智能無(wú)人駕駛技術(shù)面臨巨大挑戰(zhàn)。在遇到不確定情況、錯(cuò)誤,或突發(fā)狀況、系統(tǒng)故障時(shí),飛行汽車(chē)無(wú)法像地面汽車(chē)那樣迅速停靠避險(xiǎn),因此必須提供短期恢復(fù)模式,以確保安全降落和停靠。
飛行汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)
飛行汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)主要包括動(dòng)力技術(shù)、平臺(tái)技術(shù)和交通技術(shù)。動(dòng)力技術(shù)作為決定飛行汽車(chē)載荷航程和安全性的核心技術(shù),目前主要依賴(lài)于電動(dòng)化新能源動(dòng)力,但存在載荷小、航程短以及車(chē)規(guī)級(jí)新能源動(dòng)力產(chǎn)品難以滿(mǎn)足航規(guī)級(jí)安全性要求等問(wèn)題。高功率密度、高效率、高智能的航規(guī)級(jí)電動(dòng)化新能源動(dòng)力成為該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和主要發(fā)展方向。平臺(tái)技術(shù)則決定飛行汽車(chē)的使用性能和安全性,目前主要為多旋翼推進(jìn)垂直起降飛行平臺(tái),存在噪聲大、安全性差和緊湊性差等問(wèn)題。而多涵道推進(jìn)垂直起降平臺(tái)雖然具有噪聲低、安全性好和緊湊性高的特點(diǎn),但尚未規(guī)模化應(yīng)用。多涵道推進(jìn)、輕質(zhì)結(jié)構(gòu)、陸空相容的垂直起降飛行平臺(tái)是未來(lái)平臺(tái)技術(shù)的研究重點(diǎn)和主要發(fā)展方向。交通技術(shù)則是決定飛行汽車(chē)運(yùn)行發(fā)展和安全性的另一核心技術(shù),其核心是空中飛行控制技術(shù)。目前,飛行汽車(chē)的飛行控制主要為遙控設(shè)備和自備程序的飛行控制,難以滿(mǎn)足實(shí)用的智能無(wú)人駕駛飛控技術(shù)要求,因此,智能無(wú)人駕駛、路空一體、云網(wǎng)融合的立體化智慧交通技術(shù)成為該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和主要發(fā)展方向。
展望未來(lái),飛行汽車(chē)的發(fā)展將經(jīng)歷三個(gè)階段。預(yù)計(jì)到2025年左右,進(jìn)入飛行汽車(chē)1.0發(fā)展階段,載物eVTOL飛行汽車(chē)開(kāi)始商業(yè)化應(yīng)用,載人eVTOL飛行汽車(chē)則在特定場(chǎng)景下開(kāi)始示范應(yīng)用,逐漸開(kāi)啟低空交通新時(shí)代。預(yù)計(jì)到2035年左右,進(jìn)入飛行汽車(chē)2.0發(fā)展階段,載物載人eVTOL飛行汽車(chē)開(kāi)始規(guī)模化應(yīng)用,成為低空交通出行的主要運(yùn)載工具。預(yù)計(jì)到2050年左右,進(jìn)入飛行汽車(chē)3.0發(fā)展階段,eVTOL飛行汽車(chē)和陸空兩棲飛行汽車(chē)將實(shí)現(xiàn)大眾化應(yīng)用,電動(dòng)智能汽車(chē)將實(shí)現(xiàn)立體化發(fā)展,構(gòu)建起三維立體智慧交通體系,讓人類(lèi)的飛行夢(mèng)想觸手可及。
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