为什么电动车之后,下个被革新的一定是“飞行汽车”

汽车脱离地面交通的束缚 , 任意穿梭于三维空间 。 不需要七弯八绕 , 出行可以是「两点之间 , 直线最短」 , 这是《银翼杀手2049》等科幻片里的未来交通 。
从1924年《大众科学》杂志的整个版面、亨利·福特嘴里念叨的「飞行汽车会很快到来」 , 到莫勒(PaulMoller)1967年成立飞行公司 , 却在25年后仍然不能让飞车稳定悬停 。 很长时间里 , 飞行汽车只是彼得·蒂尔抱怨中的那140个字符 。
为什么电动车之后,下个被革新的一定是“飞行汽车”】开源自主飞行框架GAAS的创始人王汉洋 , 曾这样描述飞车早期的常见的叙事:「一群人出于疯狂或者『忽悠』 , 浪费资源做一件注定无望的事 。 」
为什么电动车之后,下个被革新的一定是“飞行汽车”
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莫勒和他的飞行汽车|图片网络
在过去几个月 , 多被称作「飞行汽车」的eVTOL(电动垂直起降飞行器)却异常活跃 。
全球从事eVTOL开发的项目达260余项 , 丰田、优步、腾讯纷纷布局 , 国内包括玮航科技、沃兰特、时的在内的一批初创公司获得融资 , 国外Joby、Lilium、Archer成功上市……
10月底 , 小鹏汇天发布聘请原国防科技重点实验室副总师李明的消息 。 此前不久 , 它刚把新一代飞行器的量产时间定在了2024 , 融资5亿美元在A轮成为了行业「独角兽」 。
经历了一次次的希望与失望 , eVTOL再次打开了人们对立体出行的想象 。 资本的青睐、越来越多的参与者似乎都在预示着一场交通的变革 。 发生在这个时期的eVTOL热潮不说水到渠成 , 其实也早有了些准备 。
技术发展带来新可能
「黄浦江边曾经有一个直升机游览的项目 , 后来因为噪音扰民被叫停 。 」这个例子常被用在eVTOL介绍的开场 。
直升机靠一个巨大的旋翼提供升力 , 「单旋翼高速转动时产生的噪声 , 恰恰正处在那种足以惹恼每个人的频率上 。 」而且如果旋翼失灵 , 很容易直接坠毁 。 可见单旋翼的构型 , 并不能满足城市飞行对安全和噪声小的要求 。 而这两点 , 也正是eVTOL相较于直升机的优势 。
eVTOL的构型主要有多旋翼和多涵道(涵道风扇) , 「多」的设置是为了提供安全冗余 。 多涵道目前主要在验证阶段 , 目前已经生产出的eVTOL , 大多采用多旋翼的构型 , 其中的原因离不开多旋翼已经在无人机上经过一轮验证 , 有了较多的应用 。
多旋翼结构早在鸦片战争期间就被英国人乔治·凯设计了出来 , 但早期在和直升机的竞争中一直落于下风 。 多旋翼的机械结构简单 , 可是同时控制好几个旋翼、感应并调节姿态对传感器的精度有极高的要求 , 这个问题在最初的几十年一直没解决 。
受益于电子技术的发展 , 处理器逐渐能满足多旋翼的计算要求 , 传感器小型化也成为可能 。 控制学专家对多旋翼直接驱动方式的青睐 , 则进一步推动了飞控技术的发展 。
2005年 , 基于Arduino的开源飞控发布 , 随后的开源飞控APM(ArduPilotMega)和PX4相继问世 , 无人机产业爆发 , 而技术还在进步 , 不断积淀 , 并在eVTOL上找寻新的应用机会 。
分布式电力推进系统(DEP)是另一个在降低噪音和提高安全性上具有决定性意义的技术 。
分布式推进系统是多电机和飞控组成的动力系统 , 能更好地管理运行状况 , 而且同多旋翼一样 , 也提供了一定的安全冗余:即使一个或多个电机失效 , 垂直起降飞行器仍然能维持飞行 。
除此之外 , 分布式推进系统是将发动机的能量转化后 , 提供给分布在机翼或机身上的若干风扇、螺旋桨或者其他装置产生动力 。 它能够集成到机体结构上 , 优化机体周围的流场 , 大幅降低油耗、减少排放 , 同时能够减轻飞机的重量 , 降低阻力和噪声 。