我们先把时间拨回到春节前。如果关注飞行汽车这个话题或领域的朋友应该都知道,在美国当地时间的1月15日,吉利科技集团的大力飞行汽车Transition(TF-1)获得了美国联邦航空局(FAA)颁发的适航证。

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要知道,FAA的适航证要求极为严格,大力TF-1是全球第一款拿到这个证件的飞行汽车。

为了实现起飞,大力TF-1大幅轻量化,基本以航空级别的复合材料为主。

动力系统采用了混动技术,设计最大起飞重量为850公斤,巡航高度达到3000米,极速为167km/h,最大航程为670公里,可以搭载两人飞行。

无独有偶,在这之前的前三天,即美国当地时间1月12日,2021年北美消费电子展(CES)上,凯迪拉克也向世人首次展示了VTOL垂直起降飞行器,尽管“这辆车”的外形和传统汽车没有任何相似和联系。

这也是通用第一次涉足空中机械领域,在飞行器内部仅设有单人座位,VTOL垂直起降飞行器具有90kWh的电池组,速度可以达到90KM/H。

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事实上,不论是波音、空客这些传统航空企业巨头,还是吉利、通用这些传统主机厂,都纷纷加入了飞行汽车研发的大军。

这意味着,飞行汽车可能是下一个风口?

飞行汽车的起源并不晚?

飞机和汽车都起源于100多年前,是工业时代两个最具代表性的产品,生产这两者的能力也被视为一个国家工业实力的象征。

汽车零配件大到AT变速箱,小到芯片,以及涡喷发动机叶片的材料、工艺等等,可以说一些国家举全国之力都是一些很难逾越的屏障。

例如我国也是近几年才实现了商用飞机的研发和生产,之前都是基本依赖进口产品。

这两个产品的设计和生产涉及行业之广,技术难度之大,都需要各个行业去积累、开发才能紧跟世界发展的脚步。

但将两者合二为一的飞行汽车,难道是这几年才兴起的概念?

其实不然。

早在1917年,美国航空先驱格伦·柯蒂斯就制造了一款新型的交通工具,取名叫Autoplane。

当时格伦·柯蒂斯的设想,更多是借助这个新型交通工具验证飞行汽车的概念,进行的一次大胆尝试。

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Autoplane的主体为一辆有着发动机的前置引擎四轮汽车,在车中部靠近尾部有一对翼展长度达到12.2米、并且采用三层设计的铝制机翼。

机翼后方的四叶片螺旋桨使用汽车的发动机来驱动,作为飞行时的推进器,推进器的后方则是一个稳定器和方向舵,来确保飞行状态下的平衡和方向的掌控。

不过受限于当时的材料、技术水平等因素,这辆Autoplane最终并没能实现真正的飞行,只有短距离的飞行式跳跃,但这完全不影响Autoplane作为全世界第一款飞行汽车的鼻祖地位。

在Autoplane诞生之后的一段时间里,美国工业设计师亨利 · 德莱弗斯、航空工程师莫尔顿·泰勒也都各自在飞行汽车上做出了新的尝试。但基本的思想和设计都停留在当时那个时代,没有实质性的突破。

随着平民汽车,例如福特T型车的发展,廉价汽车迅速占有了主力交通的地位,更便宜的售价、更便捷的操作和更方便的体验,让飞行汽车一时间销声匿迹,更多的只是停留在探索领域。

对飞行汽车念念不忘?

人类有个很有意思的特性,总有人喜欢对一些不现实或者无意义的事情倾注自己的热情,尽管飞行汽车并不符合当时的需求,仍然有人不断的前赴后继。

近代真正影响现代飞行汽车设计的,要数加拿大工程师保罗·米勒了,在1991年,他推出了一款名为M400飞行汽车。

这辆四座飞行汽车很像科幻电影中的飞行器,“车身”前后共有四个可调整角度的推进器,原理有点类似美国“鱼鹰”运输机,可以根据推进器的角度选择悬浮或者向前推进。

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M400飞行汽车长度为21.5米,宽度为8.5,高度为7.5米,重量为2.4吨,引擎总功率达到865马力。

这样的动力使得M400能够在7600米的高度“飞出”560公里的时速。其最大上升速度可达到225公里/小时。

尽管功率较高,但是这台飞行汽车的油耗表现尚可,一升油可以前进8.5公里,加满油可以飞行约1200公里。

有意思的是,它还是一辆环保性汽车,它使用的燃料是酒精。燃烧后只产生水和二氧化碳, 据称,这辆车的零售价约为350万美元。

另外,驾驶飞行汽车上路除需要遵守普通的交通规则外,同时要得到航空部门的批准。

尽管这个方案看起来更像是一个变形的飞行器,但垂直起降的成功,为飞行汽车后续发展提供了一个重要且可行的方向。

除此之外,真正意义上的第一台成熟的、可以称之为飞行汽车产品的,就是前文中我们提到的特拉弗吉亚公司,也就是现如今被吉利收购的这家公司研发的Transition。

这台车最重要的设计,就是在路面行驶的状态下,机翼可以进行两段折叠,大大缩短了“车身”的宽度,采用混合动力系统驱动车身后部的螺旋桨,以实现飞行。

Terrafugia曾在去年年中的时候首次公布了TF-2A纯电动垂直起降汽车原型机,预告TF-2A全尺寸原型机即将问世,且完成了地面调试和可靠性测试。

TF-2A选择了便于通过适航审定的复合翼构型,最大商载200kg、最大航程100km、巡航速度180km/h、实用升限30km。

现阶段,前序产品已经拿到了FAA适航证,TF-2A也已经开始接受预定,计划于2023年正式上市。

飞行汽车解决交通痛点?

其实在此前,飞行汽车存在的意义并不大。

一方面,汽车保有量并不像现在这么多,同时城市化集中也远不如现在这么密集,城市交通不拥挤,汽车依然是大家的首选。

而远距离通勤有飞机、高铁等等,就算真的需要填补汽车和飞机之间的中短距离快速通勤的空白,也有直升机可以满足要求。

那么为什么飞行汽车现在受到越来越多的关注?甚至很多人认为飞行汽车将是城市交通的最终形态呢?

仅仅只是因为科幻电影看多了,还是对“飞行汽车”有执念呢。

实际上,看似荒诞不可理解的“飞行”方案,背后却赤裸裸展露着现如今交通状况和人们通勤的“痛点”。

众所周知,现在对于大城市上班的人们来说,赶在上下班高峰期开车,你就可以享受“免费”停车服务,几公里的路程走上一两个小时都是家常便饭。

除了车辆的数量较多,有限的公路通勤能力、立交匝道的设计缺陷、红绿灯系统的阻流,都会大大降低道路的通勤效率。

尽管高架桥系统就是在有限的地面条件下,提升空间的利用率。一层不行就两层,两层不行就三层,可到了上下班高峰还是全面沦陷。

既然地面、地下都还是解决不了,那就只好“上天”了。

也许你要说了,直升机不是已经能解决这些问题了吗?

但是直升机的体积、重量都较大,起飞和降落都必须有专业的场地,所以在所谓的最后一公里,直升飞机并不能解决。

但汽车可以,你可以停在你的车库,可以露天,也可以在直升飞机起降的地方起降。

只要宽度够,理论上,飞行汽车可以带你出现在城市的任何一个角落,也能带你从城市的任何角落回家,这点直升机是很难做到的。

所以,飞行汽车对于解决城市拥堵,是一个现阶段完美的解决方案,遇到拥堵,一言不合就立马起飞。

举个例子,按照飞行汽车目前主流的较低的飞行速度,大约在200公里左右的时速,堵车的情况下,10公里的路程可能需要1个小时。

而飞行汽车,即使算上“变形”、起飞降落等操作流程,可能只需要10分钟甚至更短,大大提高了通勤效率。

飞行汽车的能耗更高?

很多人有个误区,比如民航喷气式客机一次飞行都要烧掉几吨甚至十几吨的燃料,一般飞机很重,飞行速度又如此快,引擎的功率也高,这样算下来飞机的油耗十分惊人?

真相是,目前民航客机理想条件下平均每人每百公里油耗3-5升,而且随着飞行距离的增加和载客量的增多,油耗还会进一步降低。

例如世界上最大的民航客机空客A380,理论平均每人百公里油耗仅有2.9升。

如果是低功率的飞行汽车,是不是油耗会进一步降低呢?

答案是肯定的。

首先,汽车前进需要克服滚动阻力,车速增加到60km/h之后,还要克服相当大一部分的空气阻力。

而飞行汽车在飞行的过程中,只需要克服重力和空气阻力,理论上,效率会比路面行驶的汽车更高。

再有不可忽视的一点,一旦离开地面,其前进路线基本由直线构成,间接的拉近了两个目的地之间的距离。

同时,飞行过程中属于稳态飞行,这样的工况也使得能耗进一步降低。

飞行汽车的命门和机遇?

从类似无人机的设计,到直接在汽车上装上折叠“翅膀”等等各式各样的设计,飞行汽车目前并未有一致性的发展方向,但它们都有一个致命的缺点。

普通汽车发生故障,最多是无法行驶、即便是发生事故,一般也不会引起太严重的后果。

但是飞行汽车一旦出现了问题,不仅乘员的生命得不到保证,还可能成为高空坠物给下方人员带来生命威胁。

此外,全球各个国家和地区对于飞行设备都有着严格的管制,例如飞机的航线、高度、宽度、速度都有相应的规范和要求,否则会发生意外和事故。

但目前,飞行汽车的行驶规范、交通法规、责任划分等等都尚未拥有统一的标准和规范。

甚至在很长一段时间里,这个规范标准也很难被制定出来。

再有就是能源形式,目前电气化是大势所趋,未来飞行汽车实现商业化,必定需要更轻量化的电池和更加长的续航里程,增加可靠性、减少故障等等一系列问题。

也就是说,目前新能源汽车面临的问题,飞行汽车也同样会遇到。

不过,飞行汽车里也蕴含着巨大的机遇。

首先,飞行汽车的操控要求驾驶员必须拥有相应的飞行执照。未来必将会建立起飞行汽车培训学校等相关产业。

同时,对于飞行汽车来说,没有复杂的地面交通限制,也没有传统的交通参与者,例如行人、非机动车等,理论上这样更容易实现完全自动驾驶。

据中信证券数据,截止2020年2月,全球飞行汽车数量超过160家,主要集中在美国及欧洲地区,目前产品大部分处于飞行测试阶段,少量实现预定及交付。

有相关产业公司预测,到2030年,飞行汽车行业将突破3000亿美元的市场规模,2040年可发展至1.5万亿美元市场。

写在最后

未来的汽车发展方向,飞行汽车绝对是其中非常重要的组成部分。

随着电气化时代的到来,许多原先的不可能正在以飞速的脚步变成可能,那些曾经出现在科幻电影动漫里的飞行汽车,也在今天变成了现实。

尽管飞行汽车离真正普及还有着非常长非常长的路要走,但飞行汽车用于公共交通领域,可能在不久的将来就会实现。

最后,据不可靠消息称,如果今年东京奥运会能够如期举行,丰田可能会用一辆飞行汽车去点燃最后的火炬。

总第1660期

作者:罗亮