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打開汽車智能化的想象空間,飛行汽車還有多長的路要走?

來源:智匯工業

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所屬頻道:新聞中心

關鍵詞:飛行汽車,陸空兩棲汽車


    “飛行與汽車結合的產物就要來了,你可能會笑,但它一定會來的?!?940年,被稱為工業之父的福特汽車創始人亨利·福特(Henry Ford)預言汽車將會插上翅膀。

    80年前的暢想,已然奔現。7月份,小鵬匯天自主研發制造的第五代電動飛行汽車旅航者X2首次亮相。8月份,吉利科技集團旗下沃飛長空在論壇上公布了自研的5座級純電垂直起降飛行汽車TF-2全尺寸技術驗證機及研制進展,預計2022年底實現首飛。

    官方信息顯示,小鵬匯天的旅航者X2可搭載2位乘客,續航可達35分鐘,飛行高度為1000米以下,最大飛行時速130公里/時,可滿足城市內短途出行需求,同時可提供旅游觀光、野外救援、醫療運輸等場景服務。

    人口密度不斷加大、交通擁堵日益嚴重,飛行汽車被視為解決出行方面“大城市病”的有效方式之一。中國民用航空局原副局長李健指出,飛行汽車作為陸空兩棲交通工具,是未來立體交通網絡不可或缺的組成部分,其發展深刻影響著未來交通出行方式,是未來低空經濟發展的強有力支撐。

    在8月底剛剛結束的2022世界新能源汽車大會上,由汽車安全與節能國家重點實驗室、中國汽車工程學會、工業和信息化部裝備工業發展中心、交通運輸部科學研究院共同發起的《飛行汽車發展白皮書》編制工作正式啟動,預計明年發布。該白皮書的發布,將在技術路線、發展路徑等關鍵環節提供可參考的理論基礎,推動飛行汽車加速發展。

    據《飛行汽車發展白皮書》初步研究定義,飛行汽車包括“eVTOL(Electric Vertical Takeoff and Landing)電動垂直起降航空器”和“陸空兩棲汽車”兩種類型。

    清華大學教授、長江學者特聘教授、汽車安全與節能國家重點實驗室常務副主任張揚軍預計,2025年,載物eVTOL開始規?;瘧?/strong>,陸空兩棲汽車特殊場景探索應用;2035年,載人eVTOL開始商業化應用,陸空兩棲汽車某些場景應用示范;2050年,陸空eVTOL及陸空兩棲汽車實現大眾化應用,成為出行的主導交通工具。本世紀中葉,低空與地面智能交通將相互融合,eVTOL的垂直起降飛行功能將在智能汽車上得到實現,智能汽車立體化為陸空兩棲汽車,未來的汽車將具備飛行功能,人類將逐漸進入三維立體交通時代。

    鑒于,飛行汽車與汽車電動化、智能化發展趨勢相似。繼而,飛行汽車成為繼新能源汽車、無人駕駛技術后,又一個兼具技術密集型、高客單價與規模量產的新興市場。足夠深廣的想象空間,引起資本市場的關注,不少企業早已在此提前布局。

    不過,擺在智能電動化汽車面前的技術、政策、市場化問題,飛行汽車也同樣繞不開。但并不妨礙一些業內人士做出積極的預判,飛行汽車是未來顛覆性技術的最終應用載體,隨著企業和政策逐漸加碼,規?;占皯没蛟S只是時間問題。

    悲觀者往往正確,樂觀者才能贏得未來。這一幕仿佛再次上演。

    用三維交通解決二維無法解決的問題

    “目前將近60%的世界人口生活在城市,我國50%的GDP集中在0.24%的土地上,美國50%的GDP集中在1.8%的土地上?!鼻迦A大學教授、長江學者講席教授、歐洲科學院院士曲小波在2022世界新能源汽車大會上用一組數據描述城市的擁擠程度。

    千百年來,城市成為經濟發展、生活水平提高的解決方案之一。在城市化領域研究頗多的上海交通大學經濟學教授陸銘認為:“中國越是要參與國際競爭,一線城市越要充分提供給大家便利交流的場所和途徑,減少人和人之間見面成本和時間距離?!毕喾?,越來越擁擠的城市和日益擁堵的交通,增加了人們出行和溝通的時間與經濟成本。

    升維,將二維轉化為三維,打造路空一體的立體交通,被普遍認為是供需失衡的城市交通問題的最優解,飛行汽車是實現立體交通的工具。

    “(飛行汽車)把道路從地面拓展到低空,將顛覆人類的出行方式,形成立體化出行的三維智慧交通”在接受搜狐汽車采訪時,張揚軍對飛行汽車的發展持有非常樂觀的態度。

    立體化出行場景由簡單到復雜。第一步,立體化出行的初級場景里,垂直起降飛行器eVTOL可在特殊位置、時間、場景下實現短時飛行,比如貨運、醫療、空中游覽、城際擺渡、市區出租車、市區擺渡、機場擺渡等。

    第二步,終極場景下,空域和地域隔離消失,陸空兩棲的飛行汽車可在全域暢行,極大提高出行效率、降低交通及道路設施對土地資源的占用。

    對于落地過程,張揚軍認為合適的途徑是先載物后載人。這大概是因為,飛行汽車的發展首要問題是實現技術突破。

    技術路線上看,先從eVTOL開始做,突出飛行功能,弱化地面行駛功能;最終發展為陸空兩棲飛行汽車,形成陸空一體的三維立體智慧交通。

    張揚軍指出,目前小鵬匯天公司探索的陸空兩棲汽車先營地后航線,即主要是汽車行駛功能,飛行功能從特定的營地飛行開始,逐漸強化和突出飛行功能,也可能是另一條場景落地的有效途徑。

    資本市場的又一“寵兒”

    電動車+eVTOL”已經成為飛行汽車行業的主要研究方向,眾多公司涌入,投資界紛紛看好空中交通。

    格局未定的千億市場,蘊含巨大的商業價值和社會價值,并孕育出大量投資機會。

    據麥肯錫7月19日發布的報告顯示,航空創新領域截至當前共獲得150億美元投資,今年上半年獲得22億美元投資,去年同期獲得43億美元,去年全年由于幾家公司的上市而總共獲得69億美元融資,創下了紀錄。

    資本看好飛行汽車領域,企業融資有爆發趨勢。據摩根士丹利估計,全球飛行汽車市場規模將在2030年達到3000億美元,2040年驟增至1.5萬億美元。

    在全球5家飛行汽車上市公司中,有3家在去年上市。同時,也就是在去年,有5家飛行汽車公司獲得萬級到億級不等的融資金額。

    值得關注的是,2021年10月,小鵬匯天宣布完成超過5億美元A輪投資,公開資料顯示,這時迄今為止亞洲低空載人飛行器領域企業獲得的最大單筆融資。

    新興行業而言,投資情緒高漲,對行業快速發展常常能起到杠桿作用,飛行汽車行業迅速擴張。

    麥肯錫的統計數據顯示,現有500多家新的行業參與者。而這個數字在2018年僅為70多家。據悉,這些企業主要集中在中國、美國、歐洲等國家與地區,在國內主要在廣州(億航、小鵬)、成都(沃飛)、上海(峰飛)。

    正如新能源汽車賽道上,來自整車、科技、互聯網、房地產等領域的企業競相涌入。方興未艾的飛行汽車賽道也吸引了相關領域的企業入局,大致有四類:第一類是波音、空客等飛機制造商;第二類是豐田、吉利、現代、小鵬等汽車企業;第三類是騰訊、Uber等科技公司;第四類是億航、峰飛等一眾飛行汽車制造商。

    自研還是合作,是“燒錢”的飛行汽車領域的重要命題。目前,除了飛行汽車制造商,投資入股和戰略合作的“抱團形式”較為主流。

    波音公司收購了航空技術公司Aurora Flight Sciences,并將與保時捷聯手研發eVTOL;豐田公司投資了Joby Aviation和Sky Drive,吉利汽車則收購了美國Terrafugia并投資了德國Volocopoter,我國網絡科技巨頭騰訊也兩次領投Lilium。

    對比國內外飛行汽車的發展,張揚軍介紹,國外更多以航空的視角,更多關注的是安全性、高可靠,在純技術層面有更多優勢。國內更多從汽車和航空跨界融合的角度來做,更關注需求牽引、應用場景和技術鏈產業鏈融合等。

    “新能源和智能化目前來講,在國際上我們有比較好的基礎,特別是我們有比較大的市場需求牽引,因此這種跨界方式,我們很可能會走到一個比較領先的位置?!毕啾戎?,張揚軍認為,國內飛行汽車的發展速度會更快。

    飛行汽車發展的三大難題

    城市環境下,噪音和排放要求嚴苛,一架eVTOL要想在城區飛行,目前來看“電力驅動”是唯一方案。同時,無論載人還是載物,無人駕駛是城市空中交通生態體系的關鍵一環。

    在張揚軍看來,汽車電動化、智能化的發展,是飛行汽車發展很重要的一個前置條件。

    不過,擺在智能電動化汽車面前的技術瓶頸,飛行汽車也同樣會遇到。

    首先,續航能力是eVTOL走向使用化首要突破的關鍵問題。馬斯克曾對eVTOL的結論是,鋰電池能量密度至少要達到400Wh/kg,但即便特斯拉Model3使用的21700圓柱型電池,單體能量密度也只有300Wh/kg。

    另外,還有安全問題。在低空環境,多變的氣候條件和復雜的障礙物等,帶來新能源航空器的電安全、熱安全、氫安全困擾,以及低空無人駕駛飛行的安全性問題。

    同時,要滿足在沒有跑道的城市環境使用,eVTOL需要垂直起降模式。區別于固定翼飛機的“機翼提供升力,發動機提供推力”模式,垂直起降的升力和推力都來自發動機推動旋翼旋轉,能源效率會遠低于固定翼方案。

    對于飛行汽車技術瓶頸,張揚軍提出了三大關鍵技術突破方向,高功率密度、高效率、高適應性的新能源動力技術;高安全、高可靠、全天候的智能駕駛平臺技術;安全高效、云網融合、路空一體的三維智慧交通技術。

    飛行汽車技術瓶頸與關鍵技術之間相向而行,汽車和飛行汽車同步攻堅,技術瓶頸的解決或許只是時間問題。

    但正如自動駕駛技術,即使達到L4級水平,要想大規模落地應用,仍有政策和大眾接受度的問題。對于飛行汽車而言,目前涉及電動無人駕駛航空器與低空交通規則問題,未來還會涉及地面交通多域融合的規則問題。

    路空一體的交通規劃、基礎設施和運行管理,城市空中出行時間及地點的隨機性需求,以及起降、動力布局的差異,是城市空中交通商業化需要解決的規則瓶頸。

    另外,面臨作為新生事物和顛覆性技術推廣應用,還有最終的市場問題,這與汽車剛出現時面臨的處境類似。

    那么eVTOL在應用化落地方面,進程如何?答案是仍處于概念機與試制階段。

    續航里程來看,主要公司的產品普遍在200~300公里區間。億航智能的純電動載人級自動駕駛飛行器 VT-30,設計航程為300公里,續航時間為100分鐘;小鵬匯天的旅航者X2,續航時間是35分鐘;峰飛航空的V1500M最大航程250公里;美國 Joby Aviation 飛行器可實現約241公里的航程,持續飛行1小時17分鐘。

    資質來看,吉利旗下太力飛車TF-1是全球唯一取得適航證的產品。另外,全球首家上市eVTOL公司億航智能,是中國首個且唯一獲民航局批準的載人級自動駕駛飛機器適航審定試點單位,其產品EH216-S已經陸續在廣州、賀州、深圳、肇慶、三亞等城市圍繞空中旅游觀光的應用場景開展試運行。

    量產上,2024年似乎是一個節點。Cartivator sky-Drive公司的飛行汽車最早將于2023~2025年量產并銷售;吉利計劃于2024年在中國市場推出首款飛行汽車;小鵬汽車官宣2024年實現飛行汽車的量產,并爭取將起售價控制在100萬元以內。

    政策方面,6月30日歐洲航空安全局(EASA)公布了全球首個城市空中出租車(air taxi)運行規則提案。3個月前,EASA還發布了針對城市空中交通(UAM)場景的垂直起降場技術規范等。

    同樣在3月,我國飛行汽車產業也有了政策支撐。交通運輸部、科技部印發了《交通領域科技創新中長期發展規劃綱要(2021—2035 年)》,統籌推進交通運輸科技創新發展,其中提到要“部署飛行汽車研發,突破飛行器與汽車融合、飛行與地面行駛自由切換等技術”。

    (審核編輯: Model)

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