08.24 內參|汽車加翅膀,就是飛行汽車?

內參|汽車加翅膀,就是飛行汽車?

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目前,全球至少有19家公司正在開發飛行汽車計劃,現代意義的飛行汽車有望從在科幻小說中的交通工具變成現實。未來飛行汽車真正實現量產並走向市場,還需技術突破,智能化、電動化、陸空一體化將是其發展趨勢。我國應緊跟趨勢,積極進行技術儲備。

一、多國企業開始佈局飛行汽車技術

目前擁有市場競爭力並且已經投入生產飛行汽車的企業有:斯洛伐克的AeroMobil公司;美國的Terrafugia公司以及荷蘭的PAL-V公司。飛行汽車正轉變為一個技術快速發展且具有前景的投資主題。

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斯洛伐克Aeromobil——最有可能實現的飛行汽車。Aeromobil 1990年開始研發飛行汽車。The Aeromobil 2.5的原型機於2013年成功首飛;2014年,該公司以實現空陸轉換的概念設計了The Aeromobil 3.0,在維也納亮相併於同年試飛,被評價為是最有可能實現的飛行汽車;2017年推出The Aeromobil 4.0,2018年3月上市量產。產品在處於汽車模式時,時速達161公里,進入飛行模式時,時速達200公里。滿燃料狀態下,在汽車模式和飛行模式下可分別行駛875公里和700公里。

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美國Terrafugia——世界上第一款真正意義上的飛行汽車。Terrafugia公司成立於2006年,2010年推出產品Transition被譽為“世界上第一款真正意義上的飛行汽車”,美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)已經宣佈准許其行駛在美國的道路上。2013年推出純電動TF-X概念車,其優勢在於可以實現垂直起降,無需起飛跑道,巡航時速為322km/h,飛行里程可達805公里。該公司計劃於2019年推出首款飛行汽車,2025年推出全球首臺垂直起降的飛行汽車。

荷蘭PAL-V——單座混合動力汽車和旋翼機結合的個人飛行汽車。 PAL-V公司設計和製造的三輪飛行汽車Liberty,是一款單座混合動力汽車和旋翼機結合的個人飛行汽車。Liberty於2012年首飛成功。2018年3月,荷蘭公司PAL-V推出了其最終量產版飛行汽車,並開始在其公司網站上接受預訂,將在2019年上市,售價約60萬美元。Liberty飛行汽車主要由輕質材料碳纖維、鈦及鋁打造,是一款擁有雙動力推進系統、三車輪、兩旋翼槳葉的飛行汽車,並且配備一款以汽油(生物柴油或生物乙醇亦可使用)為燃料的轉子發動機,該發動機具有良好的燃油經濟性。PAL-V具備卓越的陸空運行能力,可以支持560公里的飛行或1200公里的陸地行駛。

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二、飛行汽車應用發展的優勢與瓶頸

飛行汽車用途非常廣泛,可供商用,也可供軍用,尤其在應對緊急情況方面有著獨特的優勢,如警用、消防、邊境巡邏、救援和急件投遞等。

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一是更快捷。飛行汽車將地面車流量轉移至空中,配合飛行汽車良好的自由度及飛行轉向能力有效地緩解交通壓力,在搶險救災亦能在狹小空間自由穿梭,及時趕到救助現場。二是更便利。和直升機相比更穩定便利,能實現低空飛行,運行噪音小。三是更靈活。飛行汽車以其體型優勢還能用於戰爭,靈活性使其在巷戰中能發揮很大作用。四是適用性更強。飛行汽車受天氣影響程度相對於傳統飛機小 80%,在強風暴強降雨天氣下可以使用汽車模式,可根據天氣條件選擇適宜的行進方式。

實際上,飛行汽車的實際應用和商業化發展還面臨著性能、造價、審批、技能等方面的制約。

一是設計難度大。設計性能需要綜合考慮汽車與飛機兩種需求,某些飛行汽車起飛與降落需要幾百米長的平整滑道。二是造價高。由於考慮機身重量,提升升力需要必須使用碳纖維複合和鈦合金材料,後期的生產加工價格昂貴從而導致飛行汽車整體造價不菲,即便產品上市,價格也不能被普通人群所接受。三是飛行審批受限。上路與飛行需要通過各國的監管部門與法律部門的審批。各國對於車輛和飛行器有著嚴格的安全管理規則,就中國而言,國內除民航航路和機場上空的空域是由民航當局管轄,其他空域全部在軍事管制之下。根據相關法律規定,中國私人駕機飛行必須向軍民航空管理部門申請飛行區域和飛行計劃,得到批准後方可飛行。如果跨省飛行,飛行前還需要向兩省軍管部門提出申請,否則即為“黑飛”,一經發現將面臨罰款。 四是駕駛技能要求高。駕駛技能方面對駕駛者與管制者的要求均非常高,需要擁有飛行員執照以及汽車照。

三、飛行汽車技術發展的趨勢

飛行汽車作為未來的城市交通工具,絕不是把汽車加上“翅膀”那麼簡單,新型輕量化材料、動力電池、電驅動系統、智能駕駛等技術的突破對飛行汽車的商業化發展至關重要。

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此外,飛行汽車與無人駕駛汽車一樣,將對目前的城市交通運行方式、通訊及網絡基礎設施佈局、安全責任、法律法規及運行體系等領域帶來強烈衝擊。

預計飛行汽車還需5-10年的研發投入期,2030年能夠步入規模化應用階段。吉利收購Terrafugia,認為飛行汽車是未來城市交通發展的必然趨勢,也充分體現吉利希望佔領未來出行技術制高點的發展戰略。對於我國來說,應關注全球創新資源,進行飛行汽車領域智能化、電動化等關鍵技術的前瞻性佈局和儲備。

智能化技術的應用:飛行汽車的操作和控制是技術重點和難點。飛行汽車是由現代通信技術、計算機網絡技術、智能控制技術等彙集而成。對飛行環境的感知能力將成為飛行汽車的必備技能。全自動無人駕駛等智能駕駛技術在飛行汽車上的融合應用,會讓飛行汽車的應用潛力成倍增長。

我國在飛行汽車智能化技術發展方面,應加快人工智能和機器人等技術的發展,尤其是加強智能化或無人駕駛技術、智能交通技術及基礎設施的建設佈局,將飛行汽車作為未來城市智能交通的一部分,進行智能化的控制與管理。

電動化技術的應用:飛行汽車需要兼顧道路行駛和低空飛行技術。續航能力和載重能力不足、高油耗等問題也成為制約其發展的關鍵瓶頸。

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隨著汽車行業跨入電動化時代,我國在飛行汽車電動化技術發展方面,應加快高效電動機和高能量密度動力電池技術等方面的突破,進一步加強內燃機、混合動力、燃料電池等發動機技術,電動化系統推進技術和先進動力電池技術的積累和佈局,使電動飛行汽車成為未來理想的交通工具之一。

陸空一體化發展趨勢:飛行汽車技術是汽車和通用航空技術的有機結合,且為典型的軍民兩用技術。飛行汽車應具備在地面高速行駛時可隨時離地飛行的功能,即能進行陸空模式的連續轉換,這是重要的用戶體驗和實現大規模應用的前提。

我國在飛行汽車陸空兩用技術發展方面應加強垂直起降技術、陸空轉換模式連續性技術、螺旋槳或者風扇低噪聲及安全性技術的積累和研發,有效促進汽車和通航產業的發展,以及無人機和陸空兩棲戰車等國防裝備的發展。


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