08.24 内参|汽车加翅膀,就是飞行汽车?

内参|汽车加翅膀,就是飞行汽车?

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目前,全球至少有19家公司正在开发飞行汽车计划,现代意义的飞行汽车有望从在科幻小说中的交通工具变成现实。未来飞行汽车真正实现量产并走向市场,还需技术突破,智能化、电动化、陆空一体化将是其发展趋势。我国应紧跟趋势,积极进行技术储备。

一、多国企业开始布局飞行汽车技术

目前拥有市场竞争力并且已经投入生产飞行汽车的企业有:斯洛伐克的AeroMobil公司;美国的Terrafugia公司以及荷兰的PAL-V公司。飞行汽车正转变为一个技术快速发展且具有前景的投资主题。

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斯洛伐克Aeromobil——最有可能实现的飞行汽车。Aeromobil 1990年开始研发飞行汽车。The Aeromobil 2.5的原型机于2013年成功首飞;2014年,该公司以实现空陆转换的概念设计了The Aeromobil 3.0,在维也纳亮相并于同年试飞,被评价为是最有可能实现的飞行汽车;2017年推出The Aeromobil 4.0,2018年3月上市量产。产品在处于汽车模式时,时速达161公里,进入飞行模式时,时速达200公里。满燃料状态下,在汽车模式和飞行模式下可分别行驶875公里和700公里。

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美国Terrafugia——世界上第一款真正意义上的飞行汽车。Terrafugia公司成立于2006年,2010年推出产品Transition被誉为“世界上第一款真正意义上的飞行汽车”,美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)已经宣布准许其行驶在美国的道路上。2013年推出纯电动TF-X概念车,其优势在于可以实现垂直起降,无需起飞跑道,巡航时速为322km/h,飞行里程可达805公里。该公司计划于2019年推出首款飞行汽车,2025年推出全球首台垂直起降的飞行汽车。

荷兰PAL-V——单座混合动力汽车和旋翼机结合的个人飞行汽车。 PAL-V公司设计和制造的三轮飞行汽车Liberty,是一款单座混合动力汽车和旋翼机结合的个人飞行汽车。Liberty于2012年首飞成功。2018年3月,荷兰公司PAL-V推出了其最终量产版飞行汽车,并开始在其公司网站上接受预订,将在2019年上市,售价约60万美元。Liberty飞行汽车主要由轻质材料碳纤维、钛及铝打造,是一款拥有双动力推进系统、三车轮、两旋翼桨叶的飞行汽车,并且配备一款以汽油(生物柴油或生物乙醇亦可使用)为燃料的转子发动机,该发动机具有良好的燃油经济性。PAL-V具备卓越的陆空运行能力,可以支持560公里的飞行或1200公里的陆地行驶。

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二、飞行汽车应用发展的优势与瓶颈

飞行汽车用途非常广泛,可供商用,也可供军用,尤其在应对紧急情况方面有着独特的优势,如警用、消防、边境巡逻、救援和急件投递等。

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一是更快捷。飞行汽车将地面车流量转移至空中,配合飞行汽车良好的自由度及飞行转向能力有效地缓解交通压力,在抢险救灾亦能在狭小空间自由穿梭,及时赶到救助现场。二是更便利。和直升机相比更稳定便利,能实现低空飞行,运行噪音小。三是更灵活。飞行汽车以其体型优势还能用于战争,灵活性使其在巷战中能发挥很大作用。四是适用性更强。飞行汽车受天气影响程度相对于传统飞机小 80%,在强风暴强降雨天气下可以使用汽车模式,可根据天气条件选择适宜的行进方式。

实际上,飞行汽车的实际应用和商业化发展还面临着性能、造价、审批、技能等方面的制约。

一是设计难度大。设计性能需要综合考虑汽车与飞机两种需求,某些飞行汽车起飞与降落需要几百米长的平整滑道。二是造价高。由于考虑机身重量,提升升力需要必须使用碳纤维复合和钛合金材料,后期的生产加工价格昂贵从而导致飞行汽车整体造价不菲,即便产品上市,价格也不能被普通人群所接受。三是飞行审批受限。上路与飞行需要通过各国的监管部门与法律部门的审批。各国对于车辆和飞行器有着严格的安全管理规则,就中国而言,国内除民航航路和机场上空的空域是由民航当局管辖,其他空域全部在军事管制之下。根据相关法律规定,中国私人驾机飞行必须向军民航空管理部门申请飞行区域和飞行计划,得到批准后方可飞行。如果跨省飞行,飞行前还需要向两省军管部门提出申请,否则即为“黑飞”,一经发现将面临罚款。 四是驾驶技能要求高。驾驶技能方面对驾驶者与管制者的要求均非常高,需要拥有飞行员执照以及汽车照。

三、飞行汽车技术发展的趋势

飞行汽车作为未来的城市交通工具,绝不是把汽车加上“翅膀”那么简单,新型轻量化材料、动力电池、电驱动系统、智能驾驶等技术的突破对飞行汽车的商业化发展至关重要。

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此外,飞行汽车与无人驾驶汽车一样,将对目前的城市交通运行方式、通讯及网络基础设施布局、安全责任、法律法规及运行体系等领域带来强烈冲击。

预计飞行汽车还需5-10年的研发投入期,2030年能够步入规模化应用阶段。吉利收购Terrafugia,认为飞行汽车是未来城市交通发展的必然趋势,也充分体现吉利希望占领未来出行技术制高点的发展战略。对于我国来说,应关注全球创新资源,进行飞行汽车领域智能化、电动化等关键技术的前瞻性布局和储备。

智能化技术的应用:飞行汽车的操作和控制是技术重点和难点。飞行汽车是由现代通信技术、计算机网络技术、智能控制技术等汇集而成。对飞行环境的感知能力将成为飞行汽车的必备技能。全自动无人驾驶等智能驾驶技术在飞行汽车上的融合应用,会让飞行汽车的应用潜力成倍增长。

我国在飞行汽车智能化技术发展方面,应加快人工智能和机器人等技术的发展,尤其是加强智能化或无人驾驶技术、智能交通技术及基础设施的建设布局,将飞行汽车作为未来城市智能交通的一部分,进行智能化的控制与管理。

电动化技术的应用:飞行汽车需要兼顾道路行驶和低空飞行技术。续航能力和载重能力不足、高油耗等问题也成为制约其发展的关键瓶颈。

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随着汽车行业跨入电动化时代,我国在飞行汽车电动化技术发展方面,应加快高效电动机和高能量密度动力电池技术等方面的突破,进一步加强内燃机、混合动力、燃料电池等发动机技术,电动化系统推进技术和先进动力电池技术的积累和布局,使电动飞行汽车成为未来理想的交通工具之一。

陆空一体化发展趋势:飞行汽车技术是汽车和通用航空技术的有机结合,且为典型的军民两用技术。飞行汽车应具备在地面高速行驶时可随时离地飞行的功能,即能进行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。

我国在飞行汽车陆空两用技术发展方面应加强垂直起降技术、陆空转换模式连续性技术、螺旋桨或者风扇低噪声及安全性技术的积累和研发,有效促进汽车和通航产业的发展,以及无人机和陆空两栖战车等国防装备的发展。


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