《電子技術(shù)應(yīng)用》
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隨停隨飛救護(hù)車(chē)、災(zāi)難救援飛行汽車(chē),,未來(lái)能否顛覆地面交通?

2020-09-12
來(lái)源:與非網(wǎng)

  “飛行汽車(chē)”是一個(gè)經(jīng)常出現(xiàn)在科幻作品和科幻影視劇中的元素,代表人們對(duì)于未來(lái)交通的一種美好憧憬,。

  但實(shí)話來(lái)講,想到“飛行汽車(chē)”這個(gè)概念很難嗎,?好像并不難,,它不過(guò)就是兩種二十世紀(jì)的兩種主流交通工具的拼合。那么“飛行汽車(chē)”很難做出來(lái)嗎,?其實(shí)也并不難,,早在上世紀(jì)就已經(jīng)有很多“失敗”的嘗試,而最近幾年更是有眾多創(chuàng)業(yè)公司開(kāi)始了“飛行汽車(chē)”的設(shè)計(jì)和制造,,從可見(jiàn)的報(bào)道來(lái)看,,已經(jīng)有數(shù)家公司的飛行汽車(chē)成功試飛。

  8 月底,,日本初創(chuàng)公司 SkyDrive 在豐田試驗(yàn)場(chǎng)對(duì)一輛名為 SD-03 的飛行汽車(chē)進(jìn)行了首飛測(cè)試,,這輛頗具日本科幻動(dòng)漫感覺(jué)的飛行器成功的在 10 米的飛行高度堅(jiān)持了 4 分鐘。據(jù)介紹這款飛行汽車(chē)可以在低空進(jìn)行低速無(wú)束縛的穩(wěn)定航行,,未來(lái)可以將飛行速度提高到每小時(shí) 100 公里,,并計(jì)劃在 2023 年實(shí)現(xiàn)商用。

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  這一“飛行汽車(chē)”只設(shè)計(jì)了固定的起落架,,因此不能在公路行駛,。如果嚴(yán)格來(lái)講,,這一飛行汽車(chē)只能完成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直飛,其實(shí)叫它“低空飛行器”就行,。

  這么說(shuō)雖然有一些吹毛求疵的嫌疑,,但我們需要對(duì)“飛行汽車(chē)”的出現(xiàn)做一番詳細(xì)的檢討。在眾多人紛紛表示會(huì)把飛行汽車(chē)看作未來(lái)主流交通工具的時(shí)候,,我們可能還得認(rèn)真審視一下飛行汽車(chē)想要落地普及的重重考驗(yàn)和問(wèn)題,。

  飛行汽車(chē)的“虛擬現(xiàn)實(shí)”

  飛行汽車(chē)的概念在眾多的科幻作品中出現(xiàn)之前,這個(gè)概念的原型其實(shí)就已經(jīng)出現(xiàn),。在二十世紀(jì)那些充滿浪漫幻想的工程師手中,,打造這樣一輛又能路面行駛又能騰空飛行的機(jī)械裝置其實(shí)并不難。

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  根據(jù)記錄,,最早在 1917 年,被稱(chēng)為“飛行汽車(chē)之父”的格·寇蒂斯就發(fā)明了世界上第一輛名 Autoplane 的飛行汽車(chē),,汽車(chē)尾部由三層機(jī)翼組成,,最長(zhǎng)的一個(gè)機(jī)翼達(dá) 12.2 米,推進(jìn)器是由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)尾的四葉片螺旋槳組成,,受制于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平,,Autoplane 最終只做到了短距離的飛行式跳躍。

  這一組合創(chuàng)新啟迪了很多后面的發(fā)明者,。1937 年,,沃爾多·沃特曼也嘗試在取名為 Arrowbiled 汽車(chē)上裝上翅膀,但最終也沒(méi)有成功,。

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  為汽車(chē)裝翅膀不太可行,那么反過(guò)來(lái)把飛機(jī)改裝成汽車(chē)也是一種思路,。1946 年一名叫羅伯特·富爾頓的工程師發(fā)明了一種可拆卸機(jī)翼和機(jī)尾,,并能伸縮螺旋槳到機(jī)身中的飛行汽車(chē)。這架名為 Airphibian 的飛行汽車(chē)能夠以每小時(shí) 190 公里的速度成功飛行,,在地面上也能以每小時(shí) 80 公里的速度正常行駛,,成為第一款在美國(guó)民航局獲得認(rèn)證的飛行汽車(chē)。至于為何沒(méi)有流行起來(lái),,可能價(jià)格實(shí)在喜人,。

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  (Aerocar)

  在此之后,,另一個(gè)大名鼎鼎的飛行汽車(chē) Aerocar 在 1949 年成功上天,,這款由美國(guó)工程師莫頓·泰勒發(fā)明的飛行汽車(chē)是世界上最接近量產(chǎn)的車(chē)型。不過(guò)這款飛行汽車(chē)一共只被制造出來(lái) 6 輛,其中有一輛頗具傳奇色彩,,還曾為古巴領(lǐng)導(dǎo)人菲德?tīng)柨ㄋ固亓_效勞,,至今現(xiàn)存的 5 輛都被博物館收藏。

  最終為何 Aerocar 沒(méi)有成功呢,?其實(shí)還是跟當(dāng)時(shí)并不嚴(yán)重的堵車(chē)焦慮以及石油危機(jī)所引發(fā)的能源焦慮雙重作用的影響,,飛行汽車(chē)實(shí)在沒(méi)有多少優(yōu)勢(shì)能夠“飛入尋常百姓家”。另外,,這塊飛行汽車(chē)的機(jī)翼過(guò)度占用地面道路空間,,盡管后來(lái)也取得了政府的飛行許可證,但也沒(méi)有機(jī)會(huì)推廣到民用領(lǐng)域,。

  在現(xiàn)實(shí)中沒(méi)有成功的飛行汽車(chē),,卻在虛擬的科幻影視作品中大放異彩。在眾多科幻導(dǎo)演構(gòu)筑的未來(lái)世界中,,飛行汽車(chē)成為必不可少的一種元素,。

  在架空宇宙的《星球大戰(zhàn)》當(dāng)中,恢弘壯闊的宇宙飛船都已經(jīng)是一種平常的存在,,更不用說(shuō)在行星表面貼地飛行的汽車(chē)飛船,。或者是在一些類(lèi)似蒸汽朋克的架空世界中創(chuàng)造的那種城市漂浮的飛船,。

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  (蒸汽朋克的飛行器)

  這種帶有傳統(tǒng)燃料特征又違反物理學(xué)原理的飛行模式,,也只能在軟科幻中看到,,代表著人們天馬星空的想象。另外一種則是對(duì)未來(lái)城市交通的想象,,大概率會(huì)設(shè)想一種可能實(shí)現(xiàn)的飛行技術(shù),,比如磁懸浮汽車(chē),可以貼地飛行,,也可以在空中穿梭,。但導(dǎo)演更多的考慮是要通過(guò)這些飛行器來(lái)表現(xiàn)緊張刺激的追逐場(chǎng)面。這一邏輯和現(xiàn)實(shí)要求相差太遠(yuǎn),。

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  好萊塢中的飛行汽車(chē)自然可以天馬行空,不用在乎現(xiàn)實(shí)的交通管理,,也不用在乎飛行汽車(chē)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)和成本,。但這些問(wèn)題卻是今天那些想要把飛行汽車(chē)推向商用的公司不得不考慮的問(wèn)題。

  技術(shù)可行,,但前景不明

  直到最近十來(lái)年,,隨著新型動(dòng)力電池、新材料和自動(dòng)駕駛技術(shù)的進(jìn)步,飛行汽車(chē)又重新成為一些制造企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)公司們投入的熱點(diǎn),。

  2009 年,,美國(guó)工程師肯尼思·韋尼克發(fā)明的一架可折疊機(jī)翼螺旋槳的飛行汽車(chē)試飛成功,成為首個(gè)真正意義上可以行駛上公路的飛行汽車(chē),。

  受此鼓舞,,更多可靠的飛行汽車(chē)被陸續(xù)設(shè)計(jì)出來(lái)。2010 年 7 月 6 日,,美國(guó) Terrafugia 公司制造出一種陸空兩用變形車(chē),,其機(jī)翼可折疊,配備的是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和鋰離子磷酸鹽電池,,空中續(xù)航 640 公里,,最高時(shí)速每小時(shí) 160 公里,變成汽車(chē)模式的時(shí)候使用電力驅(qū)動(dòng),,并被美國(guó)航空主管部門(mén)允許投入商業(yè)性生產(chǎn),。

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  2017 年,這家公司被我國(guó)的吉利汽車(chē)收購(gòu),,盡管現(xiàn)在首款飛行汽車(chē)還沒(méi)有真正上市,,但李書(shū)福仍然對(duì)此充滿信心。

  現(xiàn)在投入飛行汽車(chē)的除了汽車(chē)公司外,,還有傳統(tǒng)的飛機(jī)制造公司,。比如 2018 年,波音公司收購(gòu)了航空技術(shù)公司 Aurora Flight Sciences,,成立 Boeing Next 部門(mén),,并宣布重啟飛行汽車(chē)計(jì)劃。

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  曾經(jīng)的 Google 無(wú)人車(chē)項(xiàng)目的發(fā)起者 Sebastian Thrun 在離開(kāi)后創(chuàng)辦了飛行汽車(chē)公司 Kitty Hawk,,一家專(zhuān)門(mén)制造飛行汽車(chē)的公司,接受了拉里·佩奇投資,。在創(chuàng)始人 Thrun 看來(lái),,飛行汽車(chē)和自動(dòng)駕駛一樣,是徹底改變地面交通的一種全新技術(shù),。

  但現(xiàn)在 Kitty Hawk 項(xiàng)目技術(shù)故障頻發(fā),,難以完成商業(yè)量產(chǎn),現(xiàn)在僅僅定位為城市之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的共享飛行器,。

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  除此之外,,我們還可以看到像美國(guó)的英特爾、日本的豐田,、德國(guó)大眾,、荷蘭公司 PAL-V、中國(guó)的億航都在這一領(lǐng)域進(jìn)行著各自的探索。

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  但整體上來(lái)說(shuō),,飛行汽車(chē)的技術(shù)可行性正在走向商用,,也就是從飛行里程、動(dòng)力續(xù)航和安全性上滿足空中出行的要求,。不過(guò),,飛行汽車(chē)要想投入到大規(guī)模使用,無(wú)論是從監(jiān)管要求,,還是從配套設(shè)施,,甚至是人們屢屢吐槽的擁堵難題來(lái)說(shuō),都還不是最優(yōu)解,。目前還看不到飛行汽車(chē)可以大規(guī)模商用的日程表,。

  “上路”執(zhí)照難得,顛覆地面交通難期

  從根本上來(lái)說(shuō),,飛行汽車(chē)本身就有一個(gè)巨大的悖論,。這一概念之初的涵義就是可以用作陸空兩用的一種運(yùn)載工具。當(dāng)需要遠(yuǎn)途出行的話,,就切換為飛行模式,,當(dāng)需要近距離移動(dòng)就切換為公路行駛。

  所以,,前期飛行汽車(chē)失敗的一大技術(shù)原因就是無(wú)法解決飛行裝置和地面行駛之間的矛盾,,過(guò)于復(fù)雜的飛行機(jī)翼根本無(wú)法適應(yīng)公路行駛的要求,安全性和便捷性是其極大的阻礙?,F(xiàn)在的飛行汽車(chē)解決方案正在通過(guò)可折疊機(jī)翼螺旋槳來(lái)解決這一難題,,盡可能讓飛行和地面行駛的切換變得更為方便和便利,但是它不可避免的另一個(gè)問(wèn)題就是這種汽車(chē)仍然占用公路資源,,在擁堵日益嚴(yán)重的今天,飛行汽車(chē)的加入無(wú)疑給地面交通帶來(lái)更為嚴(yán)峻的考驗(yàn),。這也是很多陸空兩用飛行汽車(chē)無(wú)法真正上路的原因,。

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  基于這一本質(zhì)矛盾,現(xiàn)在更多的飛行汽車(chē)其實(shí)都采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)低空飛行的模式,。這類(lèi)飛行器不再采用較長(zhǎng)的機(jī)翼,,而是采用四旋翼直升機(jī)的方式進(jìn)行起落和飛行,這樣不僅不用再占用地面交通,,也不用占用過(guò)多的場(chǎng)地,,可以在較小的空間或者高樓頂部進(jìn)行升降。但是考慮到城市當(dāng)中越發(fā)密集的住宅和狹小的公共空間,,能夠?yàn)檫@些飛行器提供降落的空間仍然會(huì)是一個(gè)巨大的問(wèn)題,。

  由于是低空飛行,一旦未來(lái)有越來(lái)越多的飛行汽車(chē)投入使用,低空域的航線規(guī)劃和飛行許可也將成為一個(gè)考驗(yàn)城市交通管理的難題,。此外,,由于飛行的操作難度和危險(xiǎn)系數(shù)遠(yuǎn)大于駕駛汽車(chē),飛行駕駛員的培訓(xùn)考核也將成為這一交通方式普及的障礙,。當(dāng)然我們看到像億航這樣的飛行器推出完全無(wú)人駕駛的模式,,也就是全程由飛行器自動(dòng)控制飛行和導(dǎo)航,乘客無(wú)需操作,,這可能是解決這兩個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵所在,。但如果將飛行汽車(chē)變成一個(gè)立體交通系統(tǒng),這個(gè)實(shí)現(xiàn)的難度仍然非常艱巨,。

  當(dāng)然,,飛行汽車(chē)想要大規(guī)模上路的最大難點(diǎn)在于安全監(jiān)管。一方面大量飛行汽車(chē)上天,,只要出現(xiàn)零星故障或者失控,,都可能造成嚴(yán)重的事故,另一方面如果飛行汽車(chē)遭到危險(xiǎn)分子的劫持和濫用,,變成攻擊性武器,,這一風(fēng)險(xiǎn)會(huì)遠(yuǎn)大于地面交通的風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)在在無(wú)人機(jī)都要被嚴(yán)格管控的情況下,,談及飛行汽車(chē)其實(shí)是奢侈的,。

  另外,當(dāng)前解決交通擁堵的最好辦法仍然是發(fā)展公共交通和地下交通,,特別是地下交通的安全性和大運(yùn)量能夠充分滿足未來(lái)城市的出行需要,。我們看到最熱衷于發(fā)明創(chuàng)造的埃隆·馬斯克把賭注押在了地下隧道項(xiàng)目,而非飛行汽車(chē)上面,。

  很顯然,,飛行汽車(chē)已經(jīng)來(lái)到我們眼前,但是什么時(shí)候能像共享單車(chē)一樣讓我們隨時(shí)取用,,可能還要等上很長(zhǎng)的時(shí)間,。在這個(gè)中間,飛行汽車(chē)大概率只是少數(shù)有錢(qián)人的城際出行的奢侈選擇,,即使他們使用,,也必須是在一套非常嚴(yán)密的監(jiān)管規(guī)定和報(bào)備制度下才能成行。

  因此,,飛行汽車(chē)對(duì)于現(xiàn)有交通體系只能說(shuō)是一種小小的補(bǔ)充,,要說(shuō)顛覆地面交通出行,解決地面擁堵,,還任重而道遠(yuǎn),。所謂的 3D 立體出行模式,,更可能出行在地下,而非空中,。

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  日本 SkyDrive 的飛行汽車(chē)成功試飛后,,一位日本官員很誠(chéng)懇地表示,“這款飛行汽車(chē)有望解決偏遠(yuǎn)島嶼或山區(qū)的運(yùn)輸問(wèn)題,,或在災(zāi)難救援行動(dòng)和貨物運(yùn)輸中存在的問(wèn)題,。”

  確實(shí),,一架隨停隨飛的“飛行救護(hù)車(chē)”可能是這一發(fā)明目前最好的歸宿,。


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