什么是飞行汽车?汽车电动化、智能化的下一个台阶是飞行汽车吗?

什么是飞行汽车?汽车电动化、智能化的下一个台阶是飞行汽车吗?

你知道么?飞行汽车并不是一个新鲜的词,人类有记录最早对飞行汽车的梦想,可追溯到距今4000多年前中国先秦《山海经》里关于“奇肱飞车”的传说,“奇肱国制飞车,游行半空,日可万里”。1600多年前晋朝葛洪在其编著的《抱朴子》中,详细记载了他研制用于山间交通的飞车工具:“用枣心木为飞车,以牛革结环剑以引其机,或存念作五蛇六龙,三牛交罡而乘之, 上升四十里,名为太清。太清之中,其气甚罡,能胜人也”。

世界上第一辆汽车诞生于1886 年,人类历史上的第一次飞行在1903年,之后人们便开始了将汽车与飞机结合起来的飞行汽车实践探索。1906年罗马尼亚人 Tarian Vuia 在法国巴黎进行了他的飞机 汽车 airplane-car 首次飞行,该飞机汽车是在简单的汽车结构上添加了两个翅翼 ;1917 年美国人 Glenn Hammond Curtis 在纽约全美航空展上展出了铝制机身与固定翼结合的飞行汽车Autoplane,为飞行汽车的发展走出了里程碑式的一步,Autoplane被认为是人类历史上第一款飞行汽车,Curtis 亦被称为飞行汽车之父。

飞行汽车与普通汽车最明显的区别是它具有空中飞行功能。近年来随着城市空中交通(urban air mobility,UAM)概念的兴起,用于解决城市交通拥堵问题、仅具有空中飞行功能的电动垂直起降飞行器(electric vertical takeoff and landing, eVTOL)亦称为飞行汽车,飞行汽车概念的内涵拓展为具有陆空两栖功能或用于城市空中交通的运载工具。由于现代科技的发展,飞行汽车的发展可以说是五花八门,主要可以分为折叠翼式飞行汽车,多旋翼式飞行汽车,自旋翼式飞行汽车三大类。

折叠翼式TF-X

2009年美国的Terrafugia公司首次成功试飞了世界上第一款真正意义上的飞行汽车“Transition”,但该车起飞降落时需要足够的“施展”空间和起降距离,城市使用受限。为解决此问题,近年来主要研发能垂直起降的新型概念车 TF-X,此飞行汽车采用可折叠机翼设计。在公路行驶时,机翼可以折叠在车身两侧, 螺旋桨折叠在整流罩内,可以像普通的民用汽车一样在公路 上行驶。在飞行模式时,机翼和螺旋桨展开。车轮收缩在车体内部整流罩内,减小飞行时车轮的阻力。飞行模式的 TF-X 采用倾转旋翼飞机的原理。TF-X 起飞时, 双发动机与水平线承一定夹角,使 TF-X 可以垂直起降, 到达一定高度后双发逐渐转至水平,提供持续动力。TF- X 具有垂直起降功能,安全系数更高,对路面的起飞场地的要求低。但是 TF-X 采用倾转旋翼结构导致他的造价较高, 能耗比大大增加,使用成本高,适众面小。值得一提的是吉利控股集团2017年11月13日宣布与美国Terrafugia飞行汽车公司达成最终协议,将收购Terrafugia的全部业务及资产。

多旋翼式亿航216

多旋翼式飞行汽车应用外置对称螺旋桨原理,在提供足够升力的同时并且抵消扭矩力。亿航216具有垂直起降的能力,不再局限于起飞和降落场地。他可以通过事先规划的航线进行无人驾驶飞行,对乘员的操作能力限制低,误操机率低,安全性高。但是相比于其他飞行汽车它的使用的成本高、速度慢、耗能大、航程小、维护成本高。仅适合小范围内交通,短距离路程使用。

自旋旋翼式 PAL-V

荷兰一家工作室开发的 PAL-V 飞天汽车,PAL-V One 采用自旋翼飞机设计,同时融合了汽车和摩托车的功能,将旋翼折叠后可以在公路上正常行驶。展开旋翼后,通过集体尾部的螺旋桨提供推力,使自旋翼旋转产生升力,需 170m 的滑跑就可以起飞。 它飞行速度快,对场地的需求低,不具有悬停能力。相比于多旋翼飞行汽车,自旋翼飞行汽车的能耗低,飞行速度快, 造价低廉,安全性高,不具备垂直起降功能。但它满足了人 们日常对汽车和飞行的需求,有一定的实用性。

但受限于城市交通空间的制约,滑跑起降类型飞行汽车难以进入空间限制的城市使用,也无法在未来融入地面交通体系。城市还具有严格的噪声控制和排放法规要求,因此,具备垂直起降功能、 低噪声、新能源,将是城市空中交通和未来出行飞行汽车的基本特征。

飞行汽车作为面向城市空中交通和未来出行的新 型交通工具,正日益受到航空和汽车领域的重视,成 为航空与汽车技术与产业跨界融合的重要发展趋势。 罗兰贝格(Roland Berger)公司在 2018 年 11 月发布的 《城市空中交通——一种新型交通方式的兴起》研究报告中预测到 2025 年将有3 000 架飞行汽车投入使用, 随后呈指数增长;到2050年全球范围内将有近10万架飞行汽车用作空中出租车、机场班车和城际航班服务 。摩根士丹利(Morgan Stanley)公司在 2018 年 12 月发布的公司蓝皮书估算,2040 年全球城市空中交通的产业规模将达到1.5万亿美元。

随着汽车和航空电动化、智能化技术的跨界渗透与融合发展,智能交通设施的不断发展和完善,未来飞行汽车的地面行驶属性必将得到实现和强化,人类将在全新的智慧出行交通体系下重新回归和实现关于汽车“飞”起来的梦想!

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