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飞行汽车普及还需数十年时间 技术难关及人文因素成“拦路虎”

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 olivia chan • 2019-01-31 14:26:55 来源:前瞻网 E1572G0
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一个世纪以来,空想家、未来学家和狂热的科幻作家都曾预言,每一个郊区通勤者的车库里都会停着一辆飞行轿车。然而,进入21世纪近20年后,这个梦想还没有实现,尽管许多其他“未来”的标志——视频聊天、机器人清洁工、赢得世界职业棒球大赛的小熊队——已经成为现实。

飞行汽车普及还需要几十年的时间

随着时间的推移,人们开始质问“飞车为什么还没出现?这是对现实的失望,因为现实无法满足对未来最激动人心的预测。当然,我们的口袋可以装下微型超级计算机,工作台上的扬声器可以讲笑话,但我们的汽车仍然是四轮驱动的。

这种情况可能很快就会改变。真的。在过去的十年里,曾经被称为“飞行汽车”的技术出现了一系列的创新;现在它们是垂直起降飞行器、电动垂直起降飞行器或空中出租车。它们是由零散的初创公司和传统航空航天公司建造的。这些初创企业来自硅谷、匹兹堡、斯洛文尼亚和中国。没有一个科技亿万富翁的投资组合是完整的,除非他投资了一款可以在天空中行驶的汽车。

如果最雄心勃勃的预测是准确的,那么在未来五年内,某些地方的人将会嘲笑那些地面上陷入交通堵塞中的人。但最雄心勃勃的预测很少是准确的。更有可能的是,飞行汽车要普及还需要几十年的时间。如果真的是这样的话,它们也不会是我们现在想象的那样。

卡内基梅隆大学机器人研究所的研究教授Sanjiv Singh表示:“普通人通常会想到一个类似于电影《杰森一家》的世界。汽车从他们的车道上起飞,然后将他们带往目的地。这种是在在人口密集、非常复杂的地区运行的车辆。”

Singh说:“我们首先看到的是自动飞行汽车向偏远地区运送货物,或者向难以进入的灾区运送救灾物资。在某个道路被飓风或者地震摧毁的地方,由于电力中断,道路损毁,物资供给无法获得。”

一旦飞行汽车进入城市,它们看起来会更像直升机或人体大小的无人机。它们会从一个停机坪垂直起飞,然后降落在另一个停机坪上。在早期,会配备一名飞行员,但人类飞行员最终会被一种更可靠、更有利可图的自动飞行系统所取代。

“它们将成为多模式运输体验的一个元素,”德勤航空和国防主管Robin Lineberger说。“但它们不能解决旅途的第一英里和最后一英里问题。”

这种会飞的汽车能够在公路上驾驶也能在空中飞行,并且可以停放在车库中,但这种车只有超级富豪才能消受得起。这并不仅仅因为它们会很昂贵,并且用户还需要维护、储存和着陆的能力,这需要的不仅仅是一条车道。Lineberger 说:“这种车型不是针对大众的。”

多家企业正在积极开发飞行汽车

以上似乎都是从理论上论证的,因为实际上没有人在空中看到过它们,但事实并非如此。AeroMobil公司目前正在接受AeroMobil 4.0的订单,预计2020年交付。优步表示,其空中出租车服务将于2023年推出。迪拜迫切希望有一架空中出租车投入运营,而日本的Cartivator则希望其SkyDrive能帮助点燃2020年东京奥运会的火炬。

它们可能不是科幻小说中承诺的飞行汽车,但它们是距离现实最近的,并且可能会快就是实现。

在继续之前,我们先定义一些术语。1924年,《大众科学》杂志(Popular Science)在报道《未来汽车旅行》时,将这种理论上的交通工具(承诺在短短20年内就能投入使用!)称为“飞行汽车”。它们一半是汽车,一半是飞机,能够在城镇中穿行,然后在开阔的道路上展开翅膀,飞向空中。

1917年,美国航空业的重要人物格伦·柯蒂斯(Glenn Curtiss)建造了第一条柯蒂斯自动驾驶飞机跑道。这是一辆四轮汽车,看起来像福特T型车,带有机翼和螺旋桨。

在那之后的几十年里,雄心勃勃的商人们做了一些尝试来改进柯蒂斯的设计。在20世纪40年代中期,飞机公司Convair推出了两款真正会飞的汽车。这些车辆与雪佛兰类似,飞机用螺栓固定在车顶上。 这种设计美学一直延续到20世纪70年代,AVE Mizar是Cessna Skymaster和福特平托的字面混搭。

由于第一代飞行汽车未能成功起飞,一些发明家把目光从飞行汽车转向可驾驶的飞机上。上世纪50年代初开发的布莱恩自动驾驶飞机(Bryan Autoplane)的机翼是可折叠的,而不是可拆卸的,它的起落架在汽车模式下充当轮胎。大多数飞行汽车现在更关注飞行而不是汽车,像直升机一样的垂直起降成为最主要的设计。

那么我们怎么称呼这些交通工具呢?没有人知道垂直起降是什么意思,不同飞行汽车设计者建议不同的标签。空客称其Vahana项目的产品为“个人飞行器”。由丰田汽车支持的Cartivator开发的SkyDrive,更像是一款载客无人机。来自谷歌首席执行官Larry Page的公司Kitty Hawk的宣传片,从水中起飞,使它更像一艘飞艇。百合喷射看起来像一个会飞的鸡蛋。从马萨诸塞州的Terrafugia到AeroMobil 4.0,都有充分的理由接受“飞行汽车”这个词——它们的本意是沿着公路行驶,然后飞向天空。

AeroMobil负责企业发展的副总裁Jonathan Carrier表示:“这就像一辆拥有超能力的超级跑车。”该公司飞行汽车的最新版本看起来更像是几十年前的混搭。Carrier说,设计的选择相当于该公司押注什么将首先成功。

“我们正在积极开发垂直起降机。然而,我们相信将产品推向市场的踏脚石方法会让我们盈利,”Carrier说。因为AeroMobil 4.0将依赖现有的跑道,并提供一种人们熟悉的飞行方式——水平起飞——该公司认为消费者将更快适应。

优步正押注于垂直起降飞机。2017年,这家拼车公司宣布推出Uber Air,这是一项空中出租车服务,将在短短4年内推出。该公司表示,到2023年,它将“在郊区、城市之间,最终在城市内部,实现共享、多式联运”。达拉斯、洛杉矶和一个尚未确定的国际市场被选为试行地点。该公司制作了一段想象Uber Air未来的精彩视频,视频显示一名女性在上班回家的路上,搭乘该公司称之为“垂直起降飞机”的垂直起降设备下班回家。“他们一家三口住在郊区。她回家正好赶上吃晚饭。”

优步所设想的世界是这样的:日常通勤不再是购房者的考虑因素。城市和郊区被重新规划。通勤者愿意居住的城市周围的合理半径将会扩大,因此从帕洛阿尔托到加州蒙特雷之间的通勤将从90分钟缩短至15分钟。Lineberger说:“如果人们能够乘坐这种交通工具,他们可以选择住在更远的地方。”

当优步视频中的女性搭乘垂直起降飞机时,她拿出笔记本进行工作。“郊区和城市地区的生活质量将会提高,”Lineberger 谈到我们未来的飞车时说。因为人们不用开车,他们将有更多的时间用于“工作和休闲”。

影响飞行汽车成为现实的技术难关及人文因素

但在这成为现实之前,还需要一些技术创新。这并不是指实现飞行汽车的技术,而是为了减轻客户和监管机构的担忧的安全技术创新问题,并降低使之成为大众交通工具的成本,进而引爆这个行业。

直升机制造商贝尔(Bell)负责创新的副总裁Scott Drennan说,最重要、或许也是最大的挑战是自动化。在2019年国际消费电子展上,该公司推出了Nexus空中出租车,它使用6个平铺式转子垂直推动自己飞离地面。Nexus有五个座位,包括一名飞行员,但它是为自动飞行设计的。

2017年,贝尔与优步合作,后者希望有人为Uber Air生产飞行汽车。Drennan说,为了让这项服务的价格变得合理,他们的空中出租车必须是自动驾驶的,这样就不用支付飞行员的费用。据《航空安全杂志》(Aviation Safety magazine)报道,从理论上讲,自动驾驶的空中出租车也会比人类驾驶的出租车更安全,从而消除了人为失误的可能性。

卡内基梅隆大学机器人研究教授Singh在其职业生涯的头几年致力于自动驾驶汽车,或者用他的话说,“这些移动机器人太笨重了”。这些又大又笨重的机器更适合在露天矿场里穿行,而不是在帕洛阿尔托的街道上穿行。但Singh自上世纪80年代开始研究自动驾驶汽车以来所取得的进展,为自动驾驶私人飞机提供了一个模型。

自动驾驶汽车曾经纯粹停留在理论上,但现在它们开始变为现实,有些甚至在公路上测试了几千个小时。民众目前还没有失去他们的新奇感——亚利桑那州钱德勒市持刀居民的袭击清楚地表明了这一点——但许多人现在可以看到曾经被认为荒谬的事情:自动驾驶汽车很快就会满街跑。

自动驾驶汽车和自动驾驶飞机不可一概而论。飞行汽车不需要像路面上驾驶汽车的精准程度,不必为框框线线所阻碍。但是,如果一辆在地面上行驶的自动汽车遇到紧急情况,你可以靠边停车。但对于飞行汽车来说,你可能面临着从天上掉下来的风险。

随着自动飞行系统的出现,未来的飞行汽车将需要靠电池来驱动。但这种电池“并不存在”,优步储能系统工程总监Celina Mikolajczak在去年的一次国际电池会议上说。从特斯拉挖来的Mikolajczak花了数年时间测试和提炼用于电动汽车的电池。

对于特斯拉汽车来说,Mikolajczak并不太担心电池的重量。但如果应用到飞行汽车上,这就很重要。为电动垂直起降飞行器造合适的电池的关键是增加电池的能量密度,即使电池处于最佳状态,也远远落后于喷气燃料。据估计,喷气燃料每磅产生的能量是电池的14倍。但这种差距正在缩小。目前的创新速度使电池密度每年提高约5%。保守地说,这意味着从郊区到市中心的通勤者所需的电池将在本世纪中叶出现。

尽管这些技术障碍看起来很困难,但人类自身的障碍可能更令人烦恼。主要的问题仍然是如何允许飞行的出租车在空中运行。会发展什么样的航空交通管制系统?美国联邦航空管理局(FAA)会在多快的时间内允许无人机自主飞行?每家航空出租车公司是否会建立自己的基础设施,包括充电站和垂直升降机场?

然后是噪音。Singh说:“这是一个物理问题。“使用哪种模式并不重要;重要的是它们制造很多噪音。他说,如果人们想要这些车提供的便利,他们就必须接受通勤者嗡嗡地从他们楼上窗户前经过的烦恼。

这种接受可能来之不易。自动驾驶汽车已经上路多年,测试里程已达数百万英里,但许多人仍对其持怀疑态度。想象一下,在第一架自动驾驶飞机坠毁后,人类会产生怎样的恐惧心理。

Drennan说:“当我们驾驶这些飞行器时,我们希望成为一个伟大的邻居。”这不仅是贝尔直升机公司的关键,也是整个行业的关键。人们对飞行汽车的期待可能已经有几十年了,但当这项技术到来时,他们是否已经准备好接受它呢?

Singh说,这一进程将得益于提高透明度。“我们将开始看到人们进行测试,我们将开始看到人们建立良好的流程,”他说。“这是我们前进的方向。在等待了100多年的飞行汽车之后,我们并不想匆忙行事。”

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