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「會飛的汽車」是不是下一個產業新風口?

2021-07-15 22:47:36汽車

清華大學汽車安全與節能國家重點實驗室常務副主任、教授張揚軍(右)與北京瑋航科技公司聯合創始人兼CEO張磊正在進行技術研討。

「拿出車鑰匙,遠端遙控開啟車門,坐進車內啟動車輛,此時汽車兩側彈出兩個機翼,隨著懸掛在兩側的發動機緩緩啟動,汽車搖身一變成為小型飛機,從地面快速駛向天空……」

曾幾何時,「會飛的汽車」是許多科幻電影和動畫片中的常客,憑藉靈活的起降和強勁的動力,飛行汽車總是能夠幫助主角化險為夷,完成各類高難度任務。如今,隨著科技的飛速發展,「會飛的汽車」也從電影銀幕中逐漸走進了現實世界,成為不少科技公司發力的新風口。

6月28日,斯洛伐克Klein Vision公司研製的雙模式AirCar飛行汽車,從斯洛伐克的尼特拉機場飛往布拉迪斯拉機場,飛行時長達35分鐘,「飛行汽車」再次成功試飛,引發了人們的關注。

有分析指出,這次飛行開啟了雙重運輸工具的新時代,它開闢了一個新的運輸類別,將原本屬於汽車的自由還給了個人。

「日益擁堵的城市道路和時長混亂的交通情況,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行延伸輻射,將成為發展趨勢,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,那麼可能在今後的30年甚至更久,飛行汽車都將成為出行領域熱門的發展風口。」

「空中交通時代」離我們還有多遠

6月28日,斯洛伐克Klein Vision公司研製的雙模式AirCar飛行汽車,從斯洛伐克的尼特拉機場飛往布拉迪斯拉機場,引發了人們對飛行汽車的關注。

「過去100多年間對於飛行汽車實踐探索,主要發生在美國,人們透過汽車與飛機的結合,設計同時具備地面行駛和空中飛行功能的飛行汽車。儘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輸體系,但隨著技術和產品的發展,應可在應急救援和國防軍事等領域作出重要貢獻。」 清華大學汽車安全與節能國家重點實驗室常務副主任、教授張揚軍在飛行汽車研究發展與關鍵技術的論文中指出。

隨著城市空中交通概念的興起,飛行汽車概念的內涵拓展為用於解決城市交通擁堵問題、或用於城市空中交通的運載工具。「我們現在常說的飛行汽車,為僅具有空中飛行功能的電動垂直起降飛行器,已經成為世界各國重點佈局的領域。」張揚軍表示。

事實上,在各國的利好政策刺激之下,市場需求也在同步增長。飛行汽車已經由最初個人夢想家的小範圍實踐,發展為資本市場和新興科技公司關注的熱點,正進入一個新的階段。

羅蘭貝格在2018年11月釋出的「城市空中交通——一種新型交通方式的興起」研究報告中,預測到2025年,將有3000架飛行汽車投入使用,隨後呈指數級增長;預測到2050年,全球範圍內將有近10萬架飛行汽車用作空中計程車、機場班車和城際航班服務。

而摩根士丹利也釋出藍皮書,估算2040年全球城市空中交通的產業規模將達到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域的重視,成為航空與汽車技術與產業跨界融合的重要發展趨勢。

在張磊(圖中)看來,載得多、飛得遠、噪聲低,這三點將成為未來衡量飛行汽車優不優的關鍵因素,動力推進系統則是關鍵卡脖子技術。

「突出飛航模式優勢、具有垂直起降功能的電動飛行汽車,已成為當今國內外飛行汽車研發的主流。波音、空客、貝爾、巴西航空、中航工業等傳統航空企業巨頭均已佈局電動飛行汽車的研發。電動汽車的發展,為電動航空奠定了較好的技術與產業基礎。」張揚軍介紹說。

有分析指出,飛行汽車亦被認為是汽車技術電動化、智慧化之後的必然發展,目前,吉利、奧迪、現代、豐田、特斯拉等汽車企業也都紛紛加入飛行汽車研發的行列。

事實上,飛行汽車的發展,不僅會給人類帶來一個更加美好的智慧出行時代,更會對未來社會、經濟、安全和環境等方面產生重大影響。

以旅遊觀光領域為例,飛行汽車可以在景區、遊樂園旅遊景點等指定地點提供空中旅遊服務,遊客搭乘飛行汽車,可以透過一種新的視角遊覽以前難以到達或者無法到達的地區,比如深谷、高峰、叢林、荒島、瀑布等。

據瞭解,除了載人出行,飛行汽車近期更可能的落地場景就是運物,特別是在地面交通不便的地域,比如距離不太遠的離岸島嶼,山區地區等沒有陸地交通條件或者地面交通基礎設施不佳的區域,透過飛行汽車實現物流運輸是有明顯優勢的。

「目前國內上海金山地區就在進行這類海上空域範圍內智慧空中物流的示範運營工作,一個場景就是將離岸海島的優質水產品快速運抵金山區,再透過陸運抵達城區。」張揚軍說。

如何搶佔產業發展新風口

事實上,飛行汽車的發展,不僅會給人類帶來一個更加美好的智慧出行時代,更會對未來社會、經濟、安全和環境等方面產生重大影響。

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,將給人們帶來一個更加美好的智慧出行時代,也將在出行行業重新掀起一輪市場洗牌。

「對於任何新型領域而言,‘先到者’都具有一定的天然優勢,這種優勢起初是技術上的,隨後會轉化到產品和市場中,最終轉化為大量的訂單和良好的市場口碑,因此,如何搶佔飛行汽車這個產業發展新風口,是當下最要緊的問題。」徐宏分析道。

而張磊就是與時間賽跑,搶佔飛行汽車風口隊伍中的一員。作為北京瑋航科技公司的聯合創始人兼CEO,張磊從2016年起,就將目光瞄準在了飛行汽車的領域。

「我本科和研究生都是在清華大學汽車工程系讀的,當時透過與課題組老師和同學的交流討論,結合對於市場發展趨勢的研判和消費者需求的分析,我們預測未來交通領域的發展會從面向地面交通的電動智慧汽車時代,最終走向實現立體出行的飛行汽車時代,這也讓我與飛行汽車結緣。」

然而當時在國內,研發飛行汽車相關技術的企業和科研機構少之又少,沒有前人的經驗可以借鑑就只能在未知中摸索前進,為了能夠確定發展的方向,張磊查閱尋找了很多國外關於飛行汽車的資料,經過近一年的學習研究,張磊有了較為清晰的認知和理解。

「飛行汽車作為新生事物,實現從0到1的突破,讓飛行汽車飛起來是當前各個企業關注的焦點,而我們認為從無到有之後,從有到優才是未來產品競爭的核心」張磊分析說,「載得多、飛得遠、噪聲低,這三點將成為未來衡量飛行汽車優不優的關鍵因素,動力推進系統則是關鍵卡脖子技術。」

張磊直言,「目前在測試的飛行汽車基本都採用旋翼推進方式,旋翼推進基本解決了飛行汽車從0到1飛起來的問題,而涵道風扇具有尺寸小、推力大、噪聲低、安全性好的優勢,是更加適合城市立體交通應用場景的推進方式,是讓飛行汽車從有到優的推進方式。」

為瞭解決「優」這一關鍵問題,張磊和同事們將目光鎖定在了研發大推力、高效率、低噪聲的電動涵道風扇推進技術上。據張磊介紹,瑋航科技圍繞電動涵道風扇智慧推進技術進行系統研究並建立了核心技術門檻。建立了高通流涵道風扇設計理論與方法,提出了涵道風扇電機一體化耦合設計模型,以及在地面效應影響下提高飛行汽車安全起降能力的智慧控制策略,相較於旋翼飛行汽車,涵道風扇飛行汽車在垂直起降的過程中更加安全,與此同時,在風扇電機一體化設計的加持下,涵道風扇推進系統解決了電機重量大的問題,進一步提升了續航和飛行的效率。

根據相關預測,2050年左右,飛行汽車的發展將從公共交通領域進入私人交通領域,陸空兩棲的智慧飛行汽車將開啟大眾化應用,人類將迎來地面智慧交通與城市空中交通融為一體的未來智慧出行時代。

然而想要進行技術創新,絕非一件容易的事,張磊和同事們在涵道風扇技術的研發過程中也曾遇到過不少的難題。

「比如如何解決涵道風扇適用的電機重量較大這一技術問題,國際上就沒有可借鑑的經驗,就是我們跳出常規思維,獨立自主解決的。涵道風扇低速大扭矩特性使得常規選型匹配得到的電機重量很大,這就削弱了涵道風扇相較於旋翼技術的優勢,減重的問題困擾了我們很久。後來我們將風扇和電機統籌進行考慮,透過耦合設計、協同最佳化的方法,最終為解決了這一難題指明瞭技術路徑。」張磊回憶說。

張磊告訴記者,儘管自主研發和探索的過程有時候很艱難,但是同樣非常鍛鍊人:「在研究的過程中,我們大膽打破學科邊界,頭腦風暴提出各種創意,這些成果是我們未來研發的寶貴財富。」

也正是憑藉鍥而不捨的精神和大膽求證的態度,張磊和同事們在飛行汽車的關鍵技術和場景開拓方面取得了很大的進展。「今年年底左右,我們針對特定場景的600公斤級全尺寸飛行平臺將會進行飛行測試,順利的話明年會開始產業化落地,逐漸進入大家的生活。」張磊說。

「發展飛行汽車,突破關鍵技術瓶頸,不僅可為發展城市空中交通奠定技術和平臺基礎,還將有效促進動力電池、燃料電池、新型輕量化材料和智慧駕駛等產業鏈的技術突破與創新,增強新一輪科技革命和產業變革引領能力,對中國大陸實現交通強國目標特別是發展電動航空戰略新興產業具有重要的戰略意義。」徐宏直言。

張揚軍則建議構建汽車與航空跨界融合的飛行汽車技術創新體系,以及推動飛行汽車在城市空中交通和應急救援等領域的示範應用,以此作為中國大陸發展近期飛行汽車的突破口和重點任務。

「我推測地面汽車交通在2030年左右跨入智慧汽車時代後,將開啟與城市智慧空中交通的融合過程。」張揚軍對記者說,「預計到2050年左右,飛行汽車的發展將從公共交通領域進入私人交通領域,陸空兩棲的智慧飛行汽車將開啟大眾化應用,人類將迎來地面智慧交通與城市空中交通融為一體的未來智慧出行時代。」

來源:中國青年報(7月15日11版)

中青報·中青網記者 張真齊

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