黃堃
迪拜計劃2017年7月成為全球第一個允許載客無人駕駛飛行器運營的城市,據悉其所用機型是中國的“億航184”。
未來某天,你需要去一個比較遠的地方,可看看樓下擁堵的車輛長龍又搖了搖頭,算了,還是上到樓頂打個“飛的”吧,原本兩個小時的車程,飛15分鐘就到了。

這聽起來像科幻小說中的場景,但近來的兩條新聞預示著“飛行汽車”時代也許就要來臨。2月初,美國優步公司(Uber)宣布從美國航天局挖來了資深工程師馬克·穆爾,以推動其關于垂直起降飛行器的Uber Elevate計劃;2月13日,阿聯酋迪拜宣布將成為全球第一個允許載客無人駕駛飛行器運營的城市,所用機型是中國的“億航184”。
上述行動都指向一個目標:讓人們能像如今使用小汽車那樣,使用能在天上飛行的交通工具。
不同類型的飛行汽車
對“飛行汽車”,存在兩種不同的理解。一種是給傳統汽車“插上翅膀”,讓它既能在地上跑又能在天上飛。比如,2012年美國特拉富賈公司(Terrafugia)造出了世界上第一款實用的“飛行汽車”Transition。它長約6米,高約2米,其寬度則有兩種模式,在地上跑的時候把兩側機翼折疊收起來寬約2.3米,而轉到飛行模式時把機翼展開寬約8米。它也使用燃油,展開機翼后可以像普通小型固定翼飛機一樣起飛,巡航速度為每小時160公里,航程可達640公里。這種“飛行汽車”能搭載兩個人,對于那些能找到寬闊道路起降的用戶來說,是一個不錯的選擇。
另一種“飛行汽車”是指未來在天空中擔負如今地面交通中小汽車功能的飛行器。比如已經在迪拜上空試飛過的“億航184”,它看起來像是常見的電動四軸無人機的放大版,只是每個軸上裝有兩個螺旋槳以增加升力,中心載荷換成了可容納1人的座艙。億航公司以生產無人機起家,根據其官網數據,整個飛行器高約1.4米,長寬各約4米,平均巡航速度為每小時60公里,電池可供續航25分鐘。
在優步公司2016年10月發布的Uber Elevate計劃白皮書中,所設想的“垂直起降電動飛行器”則綜合了上述兩者的一些特征。首先在外形上,根據白皮書封面上的示意圖,這種飛行器像現在的小型固定翼飛機一樣,有較長的機翼,從而實現更快的巡航速度。另一方面,它的兩側機翼以及細長的尾部各有兩個共6個螺旋槳,這些螺旋槳的葉片都是與地面平行的,可像普通直升機的螺旋槳那樣提供垂直起降功能。在空中時,兩側機翼上的螺旋槳會變換角度,提供向前的動力。
飛機愛好者可能已經想到了,這與大名鼎鼎的美軍“魚鷹”V-22傾轉旋翼機差不多。不過與“魚鷹”能裝20多名軍人相比,優步設想的這種飛行器要小得多,每次搭載三四名乘客,公司可以把目前地面上的“叫車”體系移植到空中,形成“飛的”市場。
技術瓶頸
要建設與如今地面交通網絡類似的“飛行汽車”網絡,垂直起降飛行器是更合適的選擇,Transition這樣的飛行器雖然既能在地上跑又能在天上飛,但它起降時需要空曠的跑道,不適合在城市中大規模推廣。
Uber Elevate和“億航184”都使用分布式電力推動(DEP)技術,即不像傳統直升機那樣使用一個巨大的主螺旋槳,而是使用多個分散的小型電動螺旋槳。這有多方面好處:一是顯著降低噪聲,電動馬達的噪聲比傳統引擎小,螺旋槳葉片尺寸的縮小也有助于降低噪聲;二是多個電動馬達有助于提升飛行器安全性,其中一個出現故障不致影響大局;三是電動飛行器與燃油飛機相比,在飛行過程中不排放污染物。
但優步公司在白皮書中說,長期以來還沒有一家飛機制造企業利用DEP技術制造出可商業化的飛行器,這條技術路線“存在著現實的風險”。

瓶頸之一是電池性能。如果電池能量密度不夠,就會導致飛行器載重和續航能力不足。近來電動汽車行業的發展促進了電池的進步,但現在電動車通常使用的電池能量密度為約每公斤200瓦時。而據優步估計,電池的能量密度需達到400瓦時每公斤,才能滿足設想中飛行器的需求。據優步推測,電池行業可在今后5年內達到或超過這一目標。
優步認為,只有速度達每小時240~320公里、續航里程能超過160公里的電動飛行器,且其垂直起飛和降落的時間最多不超過1分鐘,才能形成有效的交通網絡。因此,優步找來了曾在美國航天局研發此類前沿飛行器的馬克·穆爾,希望他幫助解決可能遇到的種種機械與工程問題。
市場還有多遠
穆爾在美國航天局這個“黑科技”的大本營工作多年,還有一年就要退休了,這時選擇“下海”,加入優步的Uber Elevate計劃,說明他看好這個市場的前景。優步表示,該公司的主要目的不是自己研發相關飛行器,而是促進各相關方的合作,爭取早日形成“按需打飛的”這一市場。
不過,這一市場距離現實還需要跨過幾道坎。
首先,需要監管機構的批準,目前各個大國的航空監管機構,如美國聯邦航空局,都還沒有批準此類民用的電動垂直起降載人飛行器,迪拜交通局引入“億航184”的舉動算是在全球開了先河。
第二,在此類飛行器獲準升空后,要形成大規模市場,需要空中交通法規的完善,這方面可以借鑒目前一些大城市中直升機的飛行規則,但預計將復雜得多。
第三,在硬件方面,還需相關基礎設施的完善,需要在城市中心建立大量的“機場”,優步預計,此類飛行器主要還是在“機場”節點之間往來,而由傳統汽車負責從家到附近“機場”的最后一公里。
此外,還有飛行員的培訓問題。“億航184”只能搭乘1名乘客,如何飛行則交給了自動駕駛系統。而優步設想的飛行器更大,能搭載3到4人,按設想初期會有一名駕駛員,隨后逐漸轉為自動駕駛。因此,在培育市場之初,還需培訓大批駕駛員。
“如果你能做到所有這些事情,就有可能出現一種新的交通方式。”優步的產品負責人杰夫·霍爾登說。優步希望5年后業界能制造出符合要求的飛行器,而10年后相關市場能初具規模。屆時,其設想的電動垂直起降飛行器的成本可能降到每架20萬美元,乘客費用可能降到最低每英里0.33美元,這樣就具備了市場競爭力。
正在推動無人駕駛交通、打造“智慧城市”的迪拜,計劃2017年7月成為全球第一個允許載客無人駕駛飛行器運營的城市。迪拜交通局局長馬塔·塔伊爾說:“我們已經在迪拜市上空進行了多次試飛,正全力爭取運營計劃按時進行。”
(馬月薦自《環球》)