eVTOL与飞行汽车的区别2

eVTOL与飞行汽车的区别 二

 

关于eVTOL的发展历程详解。

Volocopter的前身VC-1,虽然非常简陋,起落架就是用一个健身球作为缓冲,但这是世界上第一个离地的载人eVTOL,在航空史上成功留下了自己的印记

由此可见,eVTOL比陆空两用飞行汽车晚了近百年才出现。这可能不仅仅是脑洞的原因,更重要的原因可能是两者的基础性技术差异。

3、技术差异。实现eVTOL的技术基础是集成电路、半导体、飞控、软件、电控、电机、锂电池等,这些条件与自动控制和电气化技术密切相关,而这些相关技术最近几十年才发展成熟到可以应用在载人飞行器设计中。

与之相比,陆空两用飞行汽车从概念出现之初,就是建立在传统的航空和车辆机械设计的技术基础上,甚至可以完全不需要电气系统,更别提自动飞控。陆空两用飞行汽车最大的技术难点是解决地面和空中的动力传动问题,此外还有机翼的折叠存放和重心位置等问题,而这些都是比较传统的机械设计领域。由此可见,eVTOL与陆空两用飞行汽车的技术基础存在本质差异,一个是电气,一个是机械。当然,现在的陆空两用飞行汽车也完全可以采用电驱动力,甚至自动飞控,但追根溯源,两者的技术发展路径是完全不同的。

4、应用场景。陆空两用飞行汽车从百年前概念出现开始一直到今天,所设想的应用场景基本就没变过:即实现门到门的快速出行。最典型的使用场景是从家里以车辆状态出发,到达机场,转换为飞机状态,飞往目的地机场降落,转换为车辆状态驶往最终目的地,从而解决机场到目的地之间的地面交通问题。当然,如果是可以垂直起降的陆空两用飞行汽车所设想的使用场景就更为方便,可以直接从家里起飞,到达目的地后转换为车辆状态在当地行驶。也许您已经注意到,这样的使用场景的很大一部分是出发点到目的地的飞行阶段,实际上现有的陆空两用飞行汽车都比较注重航程,因为太短的距离是不是还不如直接车辆状态开过去方面呢?

此外,您也许还注意到了,如果是固定翼构形的陆空两用飞行汽车,那么就必须往返机场来使用。这种使用方式就导致仍然避免不了从家到机场的地面交通拥堵的可能,也就是说,陆空两用飞行汽车在使用中只能解决两地之间的长途交通,而不能解决市内的地面交通拥堵问题,在出发点和目的地的城市内行驶过程中,陆空两用飞行汽车与普通车辆没有任何区别,不能发挥飞行的优势,仍然面临拥堵的问题。

与之相比,正如eVTOL热潮是怎么来的?一文所言,eVTOL之所以能有大发展,城市空中交通(UAM)应用场景是至关重要的诱因(至于UAM最终是否能规模化落地应用是另外的问题)。正如名称所言,UAM针对的就是城市地面拥堵问题,设想利用eVTOL垂直起降、空中飞行的优势,从城市内的起降场起飞,越过地面交通,避开拥堵,直达目的地。UAM应用所设想的一个典型场景是从设置在市内商业区的起降场往返机场这样的人流密集地点。因此UAM应用所要求的eVTOL设计而言,垂直起降和低噪音就是刚需,航程则不是最重要的设计指标要求。根据一些现有市场调研,甚至几十公里的续航已经有望满足相当部分的UAM应用,eVTOL的缘起初衷就是用于UAM这样的城市内短途出行。

所以,您可能已经注意到了,eVTOL所设想的UAM应用场景正是要竭力避免城市内的地面交通,这也是eVTOLUAM场景里最大的优势,地面行驶功能对eVTOL的意义就很小,因此目前涌现出的数百个eVTOL设计几乎都只是飞行器,而没有地面行驶功能。与之相比,陆空两用飞行汽车如果不具备垂直起降的能力,那么就不能满足UAM的应用场景的要求,与eVTOL的用途就有着本质区别。

实际上,带动eVTOL热潮的优步公司2016年发布的“Elevate”报告中,完全没有提及任何对eVTOL设计和UAM应用场景有地面行驶能力的要求,截至目前所有的eVTOL行研报告中也几乎没有涉及地面行驶的内容。

在此必须顺便说明的一点是,目前世界各国的航规都不允许飞行器在正常情况下直接在公共道路上起降,公路不是跑道,只有用于救护和警用的直升机以及紧急迫降属于例外。因此,陆空两用飞行汽车无论是否具备垂直起降能力都不能在堵车时就直接飞走,而是必须从起降场起飞。

5、市场预期。陆空两用飞行汽车经过百年发展,许多技术障碍已经能够比较好得解决,也已经出现了多个能够比较好得实现陆空状态转换的设计,但为什么至今还没有形成规模化市场呢?这也许可以参考前面提到的应用场景的分析,在此简要提一下。陆空两用飞行汽车的基本构想是快速连接出发地和目的地,解决从机场到最终目的地的最后几公里的交通问题,实现门到门快速出行。但如前所述,这种使用场景存在两个根本性的问题:第一,仍然可能面临出发地和目的地的地面交通拥堵,因此也就难以真正实现门到门快速出行;第二,不能在公共道路上想飞就飞,仍然需要往返机场,即使能够垂直起降,也必须使用专用起降坪。随着城市地面快速交通体系的建设和完善,从机场到大城市市内最终目的地的接驳交通越来越方便,此外,共享出行、网约车,甚至远期的无人驾驶出租车,也能够较好的解决机场到小城市市内最终目的地的接驳交通问题,因此,陆空两用飞行汽车百年以来所一直设想的应用场景就面临比较大的挑战。如果应用场景不明,自然也就难以有很大的市场预期。

与之相比,如前所述,eVTOL有与之伴生的UAM应用场景,无论UAM场景最终落地情况如何,至少在优步的“Elevate”报告和各类行研报告中对UAM应用场景所对应的市场预期有清晰的描绘,对此可以参考“Elevate”报告和各类行研报告的研究分析。当然,还是必须再次强调,欧美行研报告中的市场预期数字只能作为参考,eVTOL的应用场景及其所对应的市场规模完全可能在各国因国情不同而有较大差异,UAM这种应用场景最终在各国的实现情况存在不确定性,特别是eVTOL在我国的实际市场需求和使用场景还有待更加深入细致客观的调查分析。

6、资本关注度。从前面几点分析应该可以得出的一个结论是,如果陆空两用飞行汽车的应用场景不明,与之相应的市场预期就不明,企业的盈利性自然也就不明,那么相应地可能就难以引起投资人的关注。事实也证实了这个结论。陆空两用飞行汽车的概念和项目一百多年以来一直难以获得较大的投资。截至目前,还没有陆空两用飞行汽车上市企业。

与之相比,eVTOL及其伴生的UAM应用场景作为硅谷和华尔街联手造就的产品概念,从2016年优步发布“Elevate”报告正式提出这个概念之初,就与硅谷、风投、资本市场密不可分。夸张一点儿地说,没有硅谷和华尔街,可能就没有eVTOL的热潮。因此,eVTOL和陆空两用飞行汽车所受到的资本关注度自然就存在巨大差异。截至目前,已有四家eVTOL企业在美股上市,另有多家正在努力争取上市。

 

写在后面的话:

既能跑又能飞的陆空两用飞行汽车作为一个百年梦想,一直萦绕在许多发明家、工程师和爱好者的头脑中。一百多年以来有无数先驱前仆后继地进行各种尝试,包括许多著名的设计师和企业家,例如前面提到的寇蒂斯,还有亨利福特(没错,就是发明流水线汽车生产和T型车的那位福特,他在30年代设计了一个可以进行短距离地面行驶、更偏向飞行用途、设计特意精心简化以利于规模量产的陆空两用飞行汽车,目标是想实现让每个美国家庭的车库中都有一架小飞机这样一个宗教般的憧憬。该机在试飞中失事,试飞员丧生,福特随即终止了该项目)和传奇式航空航天设计师伯特鲁坦(他退休前的最后一个亲自设计的作品就是一个陆空两用飞行汽车,进行了唯一一次跳跃离地的高速滑行以作为对他退休的纪念),包括奔驰、丰田、宝马等等在内的许多汽车厂商也做过陆空两用飞行汽车的技术研发并申请了相关专利(都是固定翼构形)。但是,由于本文前面提到的使用场景和市场预期等问题,以及新近出现的尾气排放和车辆碰撞要求等问题,陆空两用飞行汽车一百年多来还始终没有实现商业化和规模化发展。

笔者从学童开始就痴迷陆空两用飞行汽车,曾涂绘过许多稚嫩的设想,后有幸结识了一位潜心钻研并亲自实践了一辈子的陆空两用飞行汽车资深专家,与之有过深入的交流,加上笔者从2013年以来触电电动航空,因此自认对eVTOL和陆空两用飞行汽车两者的历史、技术和市场都有一定了解。因此,本文绝不是对陆空两用飞行汽车的否定。在笔者看来,陆空两用飞行汽车eVTOL都是能充分激发想象力和创造力的航空设计,都将在航空史上留下属于自己的记录。作为陆空两用飞行汽车的长期爱好者,笔者更是热切期盼有能真正打开市场局面的陆空两用飞行汽车特别是我国企业研发的产品能够取得适航证并投入量产销售,那将是具有载入史册的百年意义的突破。