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《银翼杀手2049》中的飞行汽车,可以量产了?
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来源:上观新闻 作者:雷册渊 2017-12-09 12:15
摘要:按照吉利公布的时间表,2023年,首款垂直起降的飞行汽车将实现量产。

 

在日前上映的电影《银翼杀手2049》中,飞行汽车已经成为未来世界的“标配”,而这项科幻电影中的技术正加速走进我们的生活。

 

前些天,浙江吉利控股集团确认收购美国飞行汽车公司Terrafugia(太力),计划将于2019年在美国量产首款飞行汽车,2023年首款垂直起降的飞行汽车也将量产。诞生百年的飞行汽车,终于开始谈量产了。    
   

一个世纪以来,人类为了让汽车“飞起来”,进行了哪些探索?飞行汽车步入寻常百姓家,还需扫清哪些“路障”?

 

100年前就有了设想
   

飞行汽车这个天马行空的设计,早在100年前就已经有了。1917年,美国工程师格伦·柯蒂斯制造了一款翼展长达12.2米的铝制飞行汽车,由汽车发动机驱动。严格意义上说,叫它“飞行汽车”很是勉强,因它只实现了短距离的飞行式跳跃。
   

1921年,法国工程师雷内·唐皮耶设计的飞行汽车成功在当年的巴黎航展中展出。这款飞行汽车在众人面前跑了2个小时,但拖着巨大身躯的它平均时速只有24km/h,飞行高度也低得可怜。
   

那时,飞行汽车的发展主要受限于三个方面:汽车工业在20世纪50年代走向成熟,在此之前人们根本无暇顾及汽车之外的衍生品;飞行汽车通常机翼硕大,给汽车在陆地行驶带来了巨大困难,影响其他车辆行驶不说,还不易控制;另外,当时的材料技术和动力系统水平也跟不上,导致轻量化水平差且难以提供足够长的续航里程。
   

带着这些问题一路发展,飞行汽车终于在1947年迎来了转机。那一年,亨利·德雷福斯首选玻璃纤维来制作车身,降低了车重,并采用分体式设计,车身上半部是飞机模式,而下半部则是典型的汽车模式。但遗憾的是这款车在试飞过程中,机翼和螺旋桨发生了严重的撞击断裂。
   

按照这个思路,在1953年,别克汽车工程师利兰德·布莱恩设计出了一款颇有现代感的飞行车。这款飞行车由装载于车身后部的螺旋桨推动,最大的特色是机翼能够实现两次折叠,这给通行带来了很大便利,不过其稳定性和可靠性同样存在严重缺陷。
   

从20世纪80年代开始,飞行汽车的研发有了很大转变。波音公司设计了一款飞行概念车Sky Commuter,采用了优良的空气动力底盘,能够实现垂直起降,以此来最大限度地降低起飞和降落难度。不仅如此,该飞行车在拥有紧凑结构的同时,还提供了宽敞的内部空间,车身则采用了飞机轻量化的方案,动力由机载燃气涡轮发动机提供。
   

理论上,该飞行车已经达到了现代飞行器的高度,为此波音公司还设立了一个名为“天空通勤”的项目。但高昂的成本投入最终让波音公司打了退堂鼓,飞行车项目无奈胎死腹中。


智能化陆空一体化是未来方向


随着人们对出行方式想象空间的延伸,再加上日益拥堵的城市交通,进入20世纪以来,飞行汽车得到了越来越多的关注。
   

2009年,太力公司推出了第一款具有一定商业化前景的概念车型Transition。这款飞行汽车能在30秒内实现汽车和飞机两个角色的切换;不需要专用机场跑道,在不太拥挤的道路上就能实现起落;还能够通过油门大小控制速度,前后推拉驾驶杆控制俯仰,左右压杆和脚蹬方向舵控制方向。据称,持有汽车驾照的人经过2-5天飞行培训就可以单独操纵飞行。
   

今年2月,荷兰PAL-V公司接受了全球首批90辆商用飞行车订单,计划于明年底交付使用。这标志着飞行汽车将开始进入实用领域。 
   

这款车的车身由碳纤维、钛和铝材料制成,重量仅为680公斤,而一般的轿车重量大都在1000公斤以上。在陆地行驶模式下,这款汽车的最高时速可达160公里,一箱油可以跑1315公里;而在飞行模式下,最高时速可达180公里,一箱油的续航里程为500公里左右。230马力的四缸引擎动力强大,百公里加速时间不到8秒。
   

不过,眼下这款飞行汽车仍存在局限和短板。一是价格太贵,目前在售的“先锋版”价格近60万美元,令一般消费者望而却步,随后将生产的最低配置型汽车也要卖到40万美元;二是对驾驶的要求较高,要驾驶这款飞行车必须得同时拥有驾照和运动飞行员执照;三是安全性还有待欧洲航空安全局的检验和认证。
   

今年9月,腾讯9000万美元领投德国飞行汽车初创公司Lillium。与此同时,全球还有10多家初创公司正在进行飞行汽车研发。另外,各大企业也都加大投入力度、加快研发,比如亚马逊、波音、梅赛德斯-奔驰、空客等公司都相继开展飞行汽车项目的研发。
   

“抛开市场和政策等因素,按目前飞行汽车的研发和技术水平,仅从技术角度来说两年后量产应该不成问题。”长江学者特聘教授、清华大学汽车安全与节能国家重点实验室副主任张扬军说,电动化、智能化、陆空一体化的飞行汽车,将是汽车发展的未来愿景。


成为出行“标配”还差什么
   

飞行汽车是飞机和汽车的混合物,有着较高的技术含量。飞机要求材料轻盈并实现高推重比,汽车则更多注重稳重防撞,二者还有截然相反的空气动力学设计原则。
   

“一项新技术从研发到量产乃至规模化、商业化运营,有很长的一段路要走。飞行汽车一直没有实现量产,涉及市场、价格等重要因素,相关法律法规的配套、基础设施的建设以及良好的商业模式等。”张扬军说,飞行汽车在现阶段有着特定的商业市场,主要可用于警用、应急救援、出租车等方面。
   

按照吉利公布的时间表,2023年,首款垂直起降的飞行汽车将实现量产。
   

就目前研发的飞行汽车类型,从飞行推进的角度来看大体可分为三大类:第一种:涵道风扇类,没有机翼无需跑道,占用空间仅为车身占地面积,以色列的X-Hawk就是代表;第二种,固定机翼类,其机翼一般可折叠,如美国的TF-X、MOLLER SKYCAR;第三种,直升机旋翼类,如荷兰的PAL-V,一般也可折叠。
   

这三大流派之间也会相互结合、借鉴。相比于其他两类飞行汽车,垂直起降的飞行汽车主要优势在于既能利用现有道路系统,又能充分利用天空,实现立体交通。
   

目前,垂直起降的飞行汽车研发面临着安全性、陆空转换模式的连续性,以及巡航飞行过程中油耗高等难题。
   

安全性是飞行汽车的首要问题,而螺旋桨或风扇必须具备的包容性和低噪声特征,也是飞行汽车从设计角度需要考虑的。
   

另外,飞行汽车应具备陆空模式的连续转换,这是重要的用户体验和实现大规模应用的前提。需从飞行汽车设计出发,结合无人驾驶与智能网联技术,实现飞行汽车在个体与群体两个维度间的自洽。
   

至于巡航飞行过程中的高油耗,主要是从经济与环保角度来衡量,这也是飞行汽车成为未来主流交通工具的重要技术瓶颈。
   

当科技的进步遇上人们的现实需求,总会碰撞出令人意想不到的火花。飞行汽车用100年时间从不可能走到了可能,也许在不久的将来,飞行汽车真的会成为未来交通出行的“标配”。


(本文综合自《科技日报》《人民日报》、搜狐网等)

栏目主编:龚丹韵 文字编辑:龚丹韵 图片编辑:雍凯
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