比天空更廣闊的，是人類對飛行的無盡向往。自飛機(jī)和汽車在一百多年前問世以來，人們便不斷嘗試將這兩者融合，讓汽車插上翅膀，實(shí)現(xiàn)大眾飛行的夢想。傳統(tǒng)機(jī)械時代的飛行汽車，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且使用場景受限，主要停留在飛行夢想家的小范圍探索中。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著電動化和智能化技術(shù)的蓬勃發(fā)展，飛機(jī)與汽車的結(jié)合再次成為可能，飛行汽車作為未來立體交通的運(yùn)載工具，不僅激發(fā)了人們對大眾化飛行及立體出行的無限想象，更成為航空、汽車兩大領(lǐng)域，乃至資本市場、新興科技公司和社會大眾的共同焦點(diǎn)。
什么是飛行汽車
飛行汽車的概念隨著技術(shù)的演進(jìn)而不斷變化。在傳統(tǒng)機(jī)械汽車和航空時代，飛行汽車被定義為具有飛行功能的陸空兩棲汽車。而在電動智能汽車和航空技術(shù)日新月異的今天，飛行汽車的內(nèi)涵已擴(kuò)展到面向低空大眾化出行的交通工具，這既包括具備飛行功能的汽車，也涵蓋了僅具飛行功能、專為低空出行設(shè)計的電動垂直起降飛行器(eVTOL)，且eVTOL已成為當(dāng)前飛行汽車開發(fā)的主流趨勢。
廣義上，eVTOL被通俗地稱為飛行汽車，從飛行器轉(zhuǎn)變?yōu)轱w行車，這標(biāo)志著eVTOL將如同地面汽車一樣，成為具有大眾化屬性的新型交通工具，預(yù)示著航空器大眾化的重大歷史機(jī)遇。
飛行汽車發(fā)展的戰(zhàn)略意義
飛行汽車的出現(xiàn)，將道路從地面拓展至低空，預(yù)示著城市及鄉(xiāng)村空中交通新時代的到來，引領(lǐng)著第三次大眾化交通革命。它使低空空域這片尚未開發(fā)的“富礦”成為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，開啟了低空數(shù)字經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新紀(jì)元，成為低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略方向。
一是開啟低空交通新時代。飛行汽車將低空交通與地面交通有效整合，構(gòu)建出路空協(xié)同的立體交通體系，開啟了電動智能低空交通的新時代。這一體系不僅有助于解決城市地面交通擁堵問題，還能顯著降低大山、沙漠、邊疆和河網(wǎng)等地形的交通基建成本，為鄉(xiāng)村振興和西部大開發(fā)戰(zhàn)略注入新動力。
隨著技術(shù)的進(jìn)步，電動化、智能化的低空交通與地面交通將逐漸融合發(fā)展。當(dāng)前，飛行汽車的技術(shù)和應(yīng)用主要聚焦于電動垂直起降功能，未來，這一技術(shù)有望在電動智能汽車上得到應(yīng)用，成為其立體化發(fā)展的必然趨勢，繼車輪化馬車、機(jī)動化汽車之后，引發(fā)第三次大眾化交通革命，讓人類重新實(shí)現(xiàn)汽車“飛”起來的夢想。
二是引領(lǐng)低空經(jīng)濟(jì)新紀(jì)元。在全球經(jīng)濟(jì)格局中，地面資源的承載壓力日益加劇，經(jīng)濟(jì)發(fā)展重心正逐步從地面向低空轉(zhuǎn)移。低空經(jīng)濟(jì)，作為電動化、智能化、大眾化低空飛行活動牽引的綜合經(jīng)濟(jì)形態(tài)，已成為世界主要經(jīng)濟(jì)體競相角逐的新戰(zhàn)場。
低空經(jīng)濟(jì)的主要載體包括無人機(jī)和飛行汽車。目前，無人機(jī)在低空經(jīng)濟(jì)中占據(jù)主導(dǎo)地位，消費(fèi)級無人機(jī)已從單純的休閑娛樂工具向工業(yè)級應(yīng)用轉(zhuǎn)型，如電力巡檢、農(nóng)林植保等領(lǐng)域，展現(xiàn)出強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)拉動力。而低空載物、載人運(yùn)輸?shù)慕煌夛w行汽車，是電動化、智能化技術(shù)體系下實(shí)體經(jīng)濟(jì)與數(shù)字經(jīng)濟(jì)的完美結(jié)合，將引領(lǐng)低空經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新紀(jì)元，成為低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新熱點(diǎn)和戰(zhàn)略方向。
消費(fèi)級無人機(jī)、工業(yè)級無人機(jī)和交通級飛行汽車對低空經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)，分別類似于自行車、摩托車和汽車對地面經(jīng)濟(jì)的拉動作用。隨著飛行汽車的快速發(fā)展，低空經(jīng)濟(jì)有望從百億級躍升至萬億級以上，成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎。
飛行汽車發(fā)展面臨的問題與挑戰(zhàn)
飛行汽車作為未來交通的重要發(fā)展方向，雖然承載著人們對便捷、高效出行的美好愿景，但其發(fā)展之路卻布滿了荊棘。技術(shù)安全、高成本、空域管理、社會接受度以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面的挑戰(zhàn)，如同一道道難關(guān)，橫亙在飛行汽車普及的道路上。
首先，技術(shù)難度大是首要問題，盡管電動智能汽車為飛行汽車的發(fā)展奠定了良好的電動化與智能化技術(shù)基礎(chǔ)及產(chǎn)業(yè)鏈支撐，但將車規(guī)級技術(shù)提升至航規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)仍需克服巨大的技術(shù)障礙。其次，商業(yè)邏輯閉環(huán)難也是一大難題，飛行汽車的適航取證周期長，且受到價格、安全性和便利性等多重因素制約，市場接受度有限，導(dǎo)致相關(guān)低空裝備制造和飛行運(yùn)營等商業(yè)邏輯難以形成閉環(huán)。最后，基礎(chǔ)設(shè)施與監(jiān)管滯后也是飛行汽車發(fā)展面臨的重要問題，所需的設(shè)施網(wǎng)、空聯(lián)網(wǎng)、航路網(wǎng)和服務(wù)網(wǎng)等低空支撐網(wǎng)絡(luò)尚處于發(fā)展初期，且技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范尚未統(tǒng)一完善，航空法規(guī)和服務(wù)監(jiān)管體系也需進(jìn)一步適應(yīng)飛行汽車的發(fā)展需求。
同時，飛行汽車的發(fā)展還面臨著三大挑戰(zhàn)。一是運(yùn)行安全。飛行汽車作為新型電動智能航空器，其適航性直接關(guān)系到能否順利起飛，電安全、熱安全以及智能駕駛安全問題等對于航空適航安全而言都是全新的挑戰(zhàn)領(lǐng)域，此外，多旋翼推進(jìn)方式所帶來的人機(jī)交互旋轉(zhuǎn)件防護(hù)等問題也將直接影響其運(yùn)行安全性。二是載荷與航程。作為低空交通運(yùn)載工具，飛行汽車的載荷和航程遠(yuǎn)小于固定翼飛行器，當(dāng)前主流電動汽車的動力電池用于飛行汽車時續(xù)航時間有限，這是飛行汽車走向?qū)嵱没仨毠タ说年P(guān)鍵難題。三是無人駕駛。低空交通的高效管理和飛行汽車的大眾化普及要求飛行汽車具備智能無人駕駛能力，但在復(fù)雜氣象條件和高密度飛行環(huán)境下，飛行汽車智能無人駕駛技術(shù)面臨巨大挑戰(zhàn)。在遇到不確定情況、錯誤，或突發(fā)狀況、系統(tǒng)故障時，飛行汽車無法像地面汽車那樣迅速停靠避險，因此必須提供短期恢復(fù)模式，以確保安全降落和停靠。
飛行汽車發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)
飛行汽車發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)主要包括動力技術(shù)、平臺技術(shù)和交通技術(shù)。動力技術(shù)作為決定飛行汽車載荷航程和安全性的核心技術(shù)，目前主要依賴于電動化新能源動力，但存在載荷小、航程短以及車規(guī)級新能源動力產(chǎn)品難以滿足航規(guī)級安全性要求等問題。高功率密度、高效率、高智能的航規(guī)級電動化新能源動力成為該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和主要發(fā)展方向。平臺技術(shù)則決定飛行汽車的使用性能和安全性，目前主要為多旋翼推進(jìn)垂直起降飛行平臺，存在噪聲大、安全性差和緊湊性差等問題。而多涵道推進(jìn)垂直起降平臺雖然具有噪聲低、安全性好和緊湊性高的特點(diǎn)，但尚未規(guī)?；瘧?yīng)用。多涵道推進(jìn)、輕質(zhì)結(jié)構(gòu)、陸空相容的垂直起降飛行平臺是未來平臺技術(shù)的研究重點(diǎn)和主要發(fā)展方向。交通技術(shù)則是決定飛行汽車運(yùn)行發(fā)展和安全性的另一核心技術(shù)，其核心是空中飛行控制技術(shù)。目前，飛行汽車的飛行控制主要為遙控設(shè)備和自備程序的飛行控制，難以滿足實(shí)用的智能無人駕駛飛控技術(shù)要求，因此，智能無人駕駛、路空一體、云網(wǎng)融合的立體化智慧交通技術(shù)成為該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和主要發(fā)展方向。
展望未來，飛行汽車的發(fā)展將經(jīng)歷三個階段。預(yù)計到2025年左右，進(jìn)入飛行汽車1.0發(fā)展階段，載物eVTOL飛行汽車開始商業(yè)化應(yīng)用，載人eVTOL飛行汽車則在特定場景下開始示范應(yīng)用，逐漸開啟低空交通新時代。預(yù)計到2035年左右，進(jìn)入飛行汽車2.0發(fā)展階段，載物載人eVTOL飛行汽車開始規(guī)?；瘧?yīng)用，成為低空交通出行的主要運(yùn)載工具。預(yù)計到2050年左右，進(jìn)入飛行汽車3.0發(fā)展階段，eVTOL飛行汽車和陸空兩棲飛行汽車將實(shí)現(xiàn)大眾化應(yīng)用，電動智能汽車將實(shí)現(xiàn)立體化發(fā)展，構(gòu)建起三維立體智慧交通體系，讓人類的飛行夢想觸手可及。
(作者系清華大學(xué)車輛與運(yùn)載學(xué)院教授、飛行汽車動力研究中心主任)
（來源：學(xué)習(xí)時報）
