飛行車不一定非要和汽車扯上關係

作者 | 發布日期 2022 年 10 月 02 日 0:00 | 分類 交通運輸 , 航太科技 line share follow us in feedly line share
飛行車不一定非要和汽車扯上關係


飛行車成了新標的。從中國車廠等新手到福斯老車廠,再從波音空巴傳統航空機製造商到 Lilium 飛行車新創,飛行車產業湧進新舊兩股力量,科幻感十足的飛行車產品近年層出不窮。

但先上市的「飛行車」一定和汽車沒多少關係。

科技的盡頭是退化的人類?

飛行車界有家公司非常具參考價值。2017年,吉利控股集團收購美國飛行車公司Terrafugia,由幾位麻省理工畢業生2006年創立。從影片看,至少2008年就有飛行車原型。可摺疊機翼設計能在汽車與固定翼飛機之間切換。

(Source:Terrafugia)

數年間Terrafugia修修補補原型車,終於2021年拿到FAA特殊適航證(輕型運動飛機,不得商用)。但拿到許可同時,居然還沒拿到上路許可。也就是說這輛「飛行車」並不能開上路。

且這款產品有個致命傷:無法垂直起降,得把這輛「飛行車」開到機場才能起飛(滑跑距離短並不代表隨時能起飛)。或許這對一些航空業較發達的國家有點實用性,但不能當成城市空中交通(UAM)用。

這類可改換形態的飛行車有垂直起降產品,但都還停在概念階段。2015年Terrafugia就在官方YT上傳TF-X概念影片,有兩個垂直螺旋槳,展開狀態可垂直起降,巡航狀態可將螺旋槳改成水平,提升速度與航程。

但看起來和波音與貝爾公司聯合製造的側轉旋翼機魚鷹V-22有點像?這類側轉旋翼機研發難度極高,較實用的產品也只有V-22。且這類產品對引擎要求極高,特別起降階段,單引擎出問題就會發生嚴重事故。

▲ V-22 魚鷹。(Source:Greg Heartsfield, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons)

且V-22不用當「汽車」,擁有較大機翼,巡航即便引擎故障,也能滑翔一段時間好降落。但「飛行汽車」需用摺疊機翼,且機翼面積有限,造成飛行器「空滑比」(飛機無動力時,滑翔距離與下降高度比)過低。機翼面積太小也會造成機翼單位面積翼面承重過高,需使用非常高強度材料製造。無論安全面還是成本面考慮,這種產品都不可能短時間進入商用領域。

小鵬去年1024科技日也發表類似產品:小鵬匯天第六代飛行車。影片看來雖然並不具側旋轉翼,但可當成汽車與垂直起降飛行器(vtol)。雖然小鵬未公布開發時程,但從外觀看,靠兩個電動螺旋槳能讓一輛車起飛,且整車重量都交給兩個細細機翼,以目前人類科技程度,這產品能飛上天都還要數年,量產就要更久。

(Source:小鵬匯天)

綜合說可切換形態的飛行車,短期無法成真,但人們不願放棄飛行車美夢,於是另一種飛行車出現了。2018年Terrafugia又發表概念產品TF-2影片。這次「飛行車」只是飛行器,但可拆卸式乘客艙與空地出遊無縫接軌,地面由巴士載著乘客艙,到起降點裝上機身。

(Source:Terrafugia)

但不說可行性,這產品意義何在?就為了少走下車到搭飛行車那幾步路嗎?這「人類退化」飛行車產品不只這款,2021年消費電子展(CES)通用汽車也發表凱迪拉克eVTOL,可垂直起降,為了不必走路,還搭配Halo自動駕駛艙,直接將乘客送到飛行器門口。

(Source:通用汽車)

科技的盡頭,真是退化的人類嗎?我們似乎太糾結飛行與汽車兩個詞,導致方向偏差。發展到今天,飛行車產品終於有短期結論:eVTOL。2020年Terrafugia發表新飛行車TF-2A,是電動垂直起降機,終於擺脫汽車。

(Source:Terrafugia)

為什麼說Terrafugia非常有參考價值,因幾乎每條路都走過,嘗試各種無法成真的方案,最終才選了eVTOL這條路。這可能預告飛行車恐怕短時間不能完成汽車的使命。

像紐澳良烤雞翅的飛行車

大家都知到紐奧良並沒有「紐奧良烤雞翅」這道菜,只是亞洲發明的名稱。對飛行車來說,不一定非要和汽車有關係,只是運用概念,讓大腦把地面開慣的車過渡到天上。

既要通過飛行器認證又要通過汽車認證,對全新物種並不簡單。除此之外,要兼顧汽車與飛行器兩種形態,最終結果就是兩邊都做不好,成為四不像。目前最有可能成真的飛行車是eVTOL(電動垂直起降機),看起來更像「大號無人機」,有較多優勢與可能性。

(Source:波音)

近百年發展,直升機產品線非常豐富,從小到只能坐一個人的蚊子直升機,到大到能裝下100多人的米-26,既然有這些可垂直起降且種類豐富的直升機,eVTOL到底有什麼優勢和直升機鬥?可從eVTOL最擅長的應用場景──城市空中交通(UAM)來看。

城市空中交通最關鍵便是安全,不只搭機人員,也要考慮地面人的安全。eVTOL的安全措施比直升機更多,且機身比一般直升機輕許多,沒有螺旋槳,增加整機降落傘的安全措施。如西銳SR22就搭載整機降落傘,若失重可利用降落傘安全著陸。

另一種適用類似Terrafugia TF-2A有機翼的飛行器,透過擴大機翼面積,提升飛行器空滑比,即便失去動力,也能無動力滑行迫降。但代價是飛機起降時空間要更大,不利城市應用。空巴研發中eVTOL專案CityAirbus,也由無機翼轉成第二代固定翼型電動可垂直起降飛機,就有安全性考量。

▲ CityAirbus NextGen。(Source:空巴)

其次是環保與噪音問題,電動飛行器可零排放、低噪音,續航劣勢可逐漸用電池能量密度提升及動力最佳化逐漸解決。

最後是成本優勢。直升機可用的安全措施不是很多,整機設計與製造,特別發動機功能有更嚴格要求,確保相對安全。但電動化eVTOL如果可以用其他方式解決安全問題,就會大幅降低研發難度與生產門檻,就如電動車。此外,能源類型從燃油轉為電動,隨著電池製造成本逐漸下降,能源成本優勢也會逐漸拉開差距。

飛行車未來的路還很長

上面說的優勢,大多數還只是飛行車的「潛力」,人人都能用城市空中交通的那天還很遠。幾天前Google聯合創辦人Larry Page投資的飛行車新創Kittyhawk宣布關門,這家成立12年的公司直到關門那刻,也未做出一台滿意的飛行車。對起步較早的飛行車新創,能撐到最後或許微乎其微。

近年歐洲EASA與美國FAA都針對VTOL及eVTOL的安全性、設計等有更詳細規定,代表這項產業會逐漸規範化。最終仍需飛行器、電池等技術突破,才有可能推出產品,至少普通人兩三年內還用不到飛行車。

但人類嚮往天空無法改變,雖然短時間甚至連eVTOL都還看不見,但或許10~20年後,能切換形態的飛行車會走進日常生活。歷史人物研究需考慮「歷史局限性」,我們無法用現有知識技術與價值觀評價歷史。這句話也適用現在,我們無法預測數十年甚至百年後科技程度,雖然上天下地的飛行車短期無法實現,但放眼未來可能性,也不必覺得不可能成真。

(本文由 品玩 授權轉載;首圖來源:Terrafugia