展商动态 » “飞行汽车”技术哪国强?未来飞行汽车离现实还有多远?

面对着日益拥堵的城市交通,“飞行汽车”概念不断被提起,而且有不少的车企和科技公司,纷纷加入到研发行列中。在这其中,也包括豪华汽车品牌阿斯顿·马丁。

在今年7月份,阿斯顿·马丁发布了一款具备垂直起降功能的概念飞行汽车。这款飞行汽车是阿斯顿·马丁和克兰菲尔德大学以及劳斯莱斯联合研发的。尽管这在一定程度上是一个设计概念,但阿斯顿·马丁已经预计两年内推出可以真正飞上天空的车型了。

据悉,这款概念飞行汽车采用了最新的航空、电气化和自动化驾驶技术,将采用混合动力驱动并具备自动飞行能力,预计时速将达到320公里。整体看这款飞行汽车约是两辆Valkyrie赛车的大小,外观造型极其炫酷,犹如是科幻影片中的太空飞行器。

奢华的座舱延续了阿斯顿·马丁的豪车基因,采用1+2三座布局。位于驾驶舱前方两侧由电动马达驱动的螺旋桨推力装置,可以依照不同的需要改变角度。与后方运用引擎驱动主要提供升力的大型螺旋桨搭配,使其具备如同直升机般的垂直起降能力。

现代飞行汽车概念

传统概念飞行汽车主要是指兼具地面行驶功能和空中飞行功能的陆空两栖交通工具,在现代概念中,飞行汽车则主要是指面向城市空中出行的交通工具,即在城市中用于地面交通的为汽车、用于空中交通的则为飞行汽车。

而从概念上讲,面向城市空中交通的电动垂直起降飞行器(eVTOL)是飞行汽车的一种,主要突出和强调空中飞行功能属性,本身并不具备地面行驶能力;而近期飞行汽车的技术和应用场景也主要支撑和突出飞行模式优势,因此偏重飞行器设计。

随着汽车和飞行器的电动化、智能化技术的跨界渗透与融合发展,同时智能交通设施也在不断发展和完善,未来飞行汽车的地面行驶属性必将得到实现和强化。

飞行汽车作为面向城市空中交通的新型交通工具,目前进入了一个新的发展阶段,但总体来说,飞行汽车目前还处于从研究探索走向商业化应用的早期阶段。虽然基于飞行汽车的城市空中交通可能会颠覆人们传统的出行方式,但要实现这个愿景还需要突破一系列关键技术,也还面临着许多瓶颈。

从技术角度讲,飞行汽车进入城市则需要满足城市对安全、环保和噪声控制等方面的性能要求,必然会使用电力等新能源动力。但新能源动力系统功重比低,还难以满足飞行汽车商业化运营的要求,且目前对新能源动力系统空中环境适应性的相关研究还不够充分。因此,适用于飞行汽车的新能源动力系统正日益受到汽车和航空领域的双重重视。

由于城市空中管理的要求,飞行汽车还需突破低空智能驾驶的关键技术瓶颈。与地面行驶不同,气象环境会严重影响低空飞行安全性,对低空气象环境的感知、决策与控制十分关键。在遇到不确定情况或飞行器故障时,飞行汽车无法像地面行驶汽车一样停在路边,因此必须提供相应的模式确保安全降落,这也是飞行汽车低空无人智能驾驶技术面临的最主要挑战。

从非技术角度讲,面向城市空中交通的飞行汽车还面临规则和市场等问题和挑战。其中行业规则问题涉及城市空域管理、飞行汽车的认证,以及空中行驶规则,包括“航线”的制定、事故责任划分、空中执法手段等。而市场问题涉及城市空中交通的基础设施、运营模式、经济成本、用户体验及公众接受程度等。

国内外飞行汽车项目

进入21 世纪以来,从北美到欧洲再到亚洲,许多公司都在制造飞行汽车原型, 其中许多公司都希望在2030 年前推出功能齐全的飞行汽车,一些以制造飞行汽车为最终目的初创公司开始了在这一新兴领域的尝试。

在2013 年,斯洛伐克的飞行汽车制造商AeroMobil 公司的2.5 版原型车首飞成功,该原型车被设计为一种可以从汽车转换为飞机的车辆,具有折叠机翼并装备Rotax912 发动机,速度可达200km/h, 航程为690km。

在2014 年,AeroMobil 推出了其飞行汽车的3.0 版本,但遗憾的是该车在2015 年不幸遭遇事故。经过一系列改进,增加了更多安全功能后,该公司于2020 年9 月对其4.0 版飞行汽车进行了成功的测试。改进后的版本可在3min 内从汽车转换为飞机。该公司表示, 一旦获得当地与国际运输监管机构的批准,这款飞行器车可于2023 年投入商业运营,价格120 万~160 万美元。

斯洛伐克的KleinVision 公司开发了AirCar 原型车, 它可像跑车一样驾驶,在飞行模式时采用带有双尾梁与折叠机翼的推进式螺旋桨。2021 年6 月,该原型车在斯洛伐克的相距96km 的两个机场间成功完成了35min 的城际试飞,并于2022 年1 月获得了斯洛伐克监管部门认证。AirCar 的创始人StefanKlein 称, AirCar 原型车只需不到3min 即可从汽车转换为飞机,航程可达1000km。

吉利汽车在2017 年时收购了美国Terrafugia公司的全部业务与资产。2021 年1 月,Terrafugia 开发的混动飞行汽车“太力飞车”(Transition)获得了美国联邦航空局(FAA)的轻型运动飞机(LSA)适航证书。

该公司希望在2022 年“太力飞车”可获得公路与空中运营认证。“太力飞车”能够在不到1min 的时间内将车辆从驾驶模式转换成飞行模式,折叠机翼并驱动前轮仅需要不到30s,使其既可以作为传统的公路车辆, 也可以作为飞行器。该车续航距离可达800km,可搭乘两人及行李,但驾驶员需要同时有汽车和飞行器的相应执照才能驾驶该车。

“太力飞车”使用的Rotax912 发动机,预期的基本配置版本价格为27.9 万美元。

在2018 年3 月的日内瓦车展上,荷兰PAL-V 公司首次展示了其旋翼机与三轮摩托混合体—Liberty 单发飞行汽车,并有望成为首款量产的飞行汽车。该车有两个座位,采用1 台160kW 的汽油发动机,在陆地与空中的最高速度均为180km/h,驾驶该车也需要同时持有汽车和飞行器执照。

Liberty 将有两个不同的版本:运动版与先锋版,其中运动版是基本型号,售价预期为30 万欧元以上,而先锋版的起价则为50 万欧元。

Terrafugia 开发的混动飞行汽车“太力飞车”(Transition)

在国内,小鹏汽车旗下子品牌小鹏汇天的第四代产品旅航者X1 亮相,载着主持人与两位演员穿梭在半空中。

此前,小鹏汽车董事长何小鹏曾表示,要在2024 年前实现其飞行汽车的量产,并将价格控制在100 万元人民币以内。小鹏汇天已在飞行汽车领域已有8 年的尝试,共推出了5 款产品。“旅航者X1”采用多旋翼结构,起飞后的续航时间可达到30min,最大飞行高度为1000m,最大飞行速度为130km/h。

最新的第五代产品则在第四代的基础上又额外添加了自动驾驶、感知避障、整机降落伞等安全保障功能。据介绍,小鹏汇天的第六代产品将实现桨叶折叠,以及在陆空不同场景下的形态切换等功能。

“飞行汽车”技术哪国强

日本经济新闻网站近日报道称,世界各地相继启动实证试验的“飞行汽车”正受到越来越多的关注。在中国和美国先行推进相关举措的情况下,日本也在大力推动飞行汽车技术实用化。

日本修改了《航空法》——自2022年起,将允许小型无人机(Drone)在例如市区等有人地带实施自动飞行,这正为飞行汽车在日本实现实用化吹来东风。报道将以2021年4月日本特许厅(专利厅)发布的飞行汽车技术动向调查报告为基础,介绍相关领域的技术发展状况。

日本特许厅发布的报告针对飞行汽车的机体结构、马达等驱动源、电池和控制技术等,以向中美欧日韩5个国家和地区申请的专利和基于《专利合作条约》(PCT)申请的国际专利为对象,实施了统计和分析。

2012至2018年申请的同族专利数量为1106项,从申请人的国籍和地区来看,中国为444项,美国为399项,中国超过美国。虽然总体申请量逐年增加,但2017年中国超过了一直领先的美国,2018年更是达到了美国的2倍以上。

中国籍的申请以中国本土居多。如果仅从基于《专利合作条约》的申请数量来看的话,专利总数为310项,其中美籍申请人提交的申请为138项,占比近一半,是位居美国之后的欧洲和中国的2倍以上。

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