近日,全球首款載人級兩座智能分體式飛行汽車工程樣車在重慶發(fā)布,該樣車由中國工程院院士項昌樂團(tuán)隊研發(fā),北京理工大學(xué)、北京理工大學(xué)重慶創(chuàng)新中心、酷黑科技(北京)有限公司與重慶市聯(lián)合發(fā)布。這款飛行汽車采用了自主垂直起降飛行器、智能操控座艙和自動駕駛底盤三個獨立模塊的分體式構(gòu)型,是面向載人、載物需求的立體運(yùn)載系統(tǒng)。
小鵬汽車旗下飛行汽車試驗樣車X3成功試飛,吉利旗下飛行汽車正式獲中國民用航空局(以下簡稱中國民航局)受理申請……飛行汽車已經(jīng)成為時下熱點。飛行汽車已來,但真正進(jìn)入我們的生活還有多遠(yuǎn)?
助力解決擁堵和環(huán)境污染
“飛行汽車是航空器與汽車的跨界融合,是一種通俗化的叫法?!表棽龢方榻B,只有當(dāng)它面向消費端個人客戶時,才具有通俗概念上汽車的意義。在業(yè)界,它被更確切地稱為電動垂直起降(eVTOL)飛行器,對于項昌樂團(tuán)隊設(shè)計的分體式的飛行汽車,項昌樂更愿意稱之為“立體運(yùn)載系統(tǒng)”。
很多人會疑惑飛行汽車與直升機(jī)的區(qū)別。相較于直升機(jī),飛行汽車在平飛時可以像普通的飛機(jī)一樣靠機(jī)翼產(chǎn)生升力,直升機(jī)則全程靠旋翼;飛行汽車對于起落的場地需求相對于直升機(jī)較小。
飛行汽車是面向城市立體交通和未來出行的新型交通工具,是解決城市發(fā)展面臨的交通擁堵和環(huán)境污染問題的有效路徑。美國、歐盟、日本等發(fā)達(dá)國家或地區(qū)高度重視并積極規(guī)劃支持飛行汽車或城市飛行器研發(fā)。今年3月,我國交通運(yùn)輸部、科技部聯(lián)合印發(fā)《交通領(lǐng)域科技創(chuàng)新中長期發(fā)展規(guī)劃綱要(2021—2035年)》,正式將飛行汽車的研發(fā)納入規(guī)劃。據(jù)中國民航局消息,我國擬在2035年前建立載人無人駕駛航空交通運(yùn)輸系統(tǒng)。
“飛行汽車是面向未來城市立體出行的運(yùn)載工具?!表棽龢方榻B,特大型城市的點對點日常通勤,應(yīng)急救援物資投送、人員救助、高層滅火等應(yīng)急場景;山地、河流、跨海等公路交通不便的場景;智慧海島、智慧港口、智慧園區(qū)等無人化物流調(diào)度;觀光和飛行體驗等都是未來飛行汽車的應(yīng)用場景。
項昌樂表示,飛行汽車在技術(shù)層面有兩個明顯特征:一是電動化,二是智能化。未來無人駕駛智能飛行汽車不光需要單體具備智能感知、識別和規(guī)劃的能力,同時還應(yīng)具備網(wǎng)聯(lián)調(diào)度的能力,分體式可重構(gòu)的方案適合這個發(fā)展趨勢。分體式方案不但能實現(xiàn)空中和地面調(diào)度,還能根據(jù)交通大數(shù)據(jù)資源實現(xiàn)最優(yōu)的路空分段規(guī)劃。
北京理工大學(xué)重慶創(chuàng)新中心發(fā)布的未來應(yīng)用場景包含大數(shù)據(jù)調(diào)度的共享立體出行,用戶使用相關(guān)服務(wù)時相當(dāng)于使用網(wǎng)約車服務(wù),飛行模塊和陸地模塊分別停泊在一些大型建筑或街道兩側(cè)的泊位中,當(dāng)用戶有需要時飛行汽車可以通過自動駕駛前往點位,并根據(jù)用戶需要進(jìn)行飛行模塊和陸地模塊的切換。
據(jù)了解,目前的飛行汽車樣機(jī)中,地面底盤模塊已經(jīng)實現(xiàn)了部分場景的自動駕駛,而飛行模塊也可按照相應(yīng)的路線規(guī)劃自動飛行。
還有許多難點要突破
“要實現(xiàn)汽車飛上天這一百年夢想,在技術(shù)上還有許多難點要突破?!北本├砉ご髮W(xué)機(jī)械與車輛學(xué)院副院長王偉達(dá)表示,首先是在能源動力技術(shù)上,技術(shù)要為飛行汽車提供更安全、長續(xù)航的性能,突破用戶對電量里程的擔(dān)憂;在智能化技術(shù)上,以自動駕駛和自主飛行為基礎(chǔ),智能化技術(shù)需實現(xiàn)更和諧的人機(jī)共融機(jī)制,突破人們對于安全倫理的擔(dān)憂。
王偉達(dá)表示,目前,分體式飛行汽車突破了新車輛構(gòu)型與氣動布局、高效新能源動力推進(jìn)、分布式電驅(qū)動、智能感知與精確定位、智能駕駛、自動對接切換、人機(jī)交互、陸空協(xié)同、智能網(wǎng)聯(lián)等眾多關(guān)鍵技術(shù)。下一步,研究團(tuán)隊還將突破近地強(qiáng)擾動下飛行增穩(wěn)控制、對接切換過程厘米級精確定位與位置控制、強(qiáng)變負(fù)載條件能量管理與力矩控制等方面的重大難題。
“飛行汽車是典型的未來產(chǎn)業(yè),需要基礎(chǔ)設(shè)施、法規(guī)、安全、倫理等全方位體系的支持。”北京理工大學(xué)教授、酷黑科技(北京)有限公司創(chuàng)始人徐彬表示,飛行汽車的應(yīng)用需要推動交通管理體系、適航標(biāo)準(zhǔn)、低空空域管理優(yōu)化協(xié)同。
據(jù)了解,目前在電動無人航空器適航審定方面,中國民航局已經(jīng)走在世界的前列,根據(jù)不同無人電動航空器針對性地出臺適航條件,推動適航審定工作;在交通管理體系方面,需要建立空地泛在互聯(lián)條件下的路空協(xié)同立體交通管理體系,實現(xiàn)空中和地面數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通互用,形成立體交通態(tài)勢感知、規(guī)劃控制、需求分解和訂單派送的交通管理系統(tǒng)。同時,要開展飛行汽車路空協(xié)同示范。
在北京理工大學(xué)發(fā)布飛行汽車的當(dāng)天,北京理工大學(xué)重慶創(chuàng)新中心與重慶兩江協(xié)同創(chuàng)新區(qū)建設(shè)投資發(fā)展有限公司、重慶兩江航空航天產(chǎn)業(yè)投資集團(tuán)有限公司三方共同簽署了《飛行汽車路空協(xié)同示范合作協(xié)議》,各單位將依托重慶兩江國家級車聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)區(qū)、重慶兩江民用駕駛航空試驗區(qū),在智慧空域、智慧道路空地泛在互聯(lián)條件下,開展飛行汽車路空一體化示范運(yùn)營及應(yīng)用推廣,實現(xiàn)“車—路—云—網(wǎng)—圖”的高度協(xié)同,共同構(gòu)建國家首個未來立體交通路空協(xié)同示范區(qū),助推飛行汽車成果轉(zhuǎn)化,服務(wù)未來立體交通產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
“我們預(yù)計最快可能在2025年為公眾提供體驗性乘坐?!毙毂虮硎?,他們還將結(jié)合物流、應(yīng)急救援等需求,建立演練保障體制,推廣飛行汽車在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用。