1957 年夏天,一個(gè)美國(guó)少年在達(dá)拉斯坐上一輛長(zhǎng)途巴士,準(zhǔn)備前往俄克拉布布布布布布布布布布荷馬城看望他的父親。
這時(shí)距離蘇聯(lián)發(fā)射人類(lèi)第一顆人造衛(wèi)星“斯普特尼克 1 號(hào)”還有三個(gè)月、距離 NBC 開(kāi)始播放彩色電視節(jié)目還有一年。
飛行汽車(chē) 10 年內(nèi)就會(huì)普及。
這是少年羅伯特·薩德勒(Robert Sadler)在大巴上看《大眾機(jī)械》(Popular Mechanics)雜志的結(jié)論。7 月刊的封面上,展示了一輛會(huì)飛的汽車(chē)。這輛車(chē)沒(méi)有車(chē)輪,車(chē)身中部是紅色的乘員艙,車(chē)身前后布置了四個(gè)升力風(fēng)扇。封面左下角寫(xiě)道:1967 年,你的飛行汽車(chē)。
12 歲的薩德勒為此懊惱了幾個(gè)星期。他還沒(méi)拿到駕照,覺(jué)得等他長(zhǎng)大就沒(méi)辦法開(kāi)到地面上跑的汽車(chē)了。
薩德勒后來(lái)參加了越戰(zhàn)、當(dāng)過(guò)警察,退休之后成了小說(shuō)家。在第一本小說(shuō)《牙買(mǎi)加月亮》里,他用書(shū)中的虛擬人物再次演繹了這段 1957 年夏天的內(nèi)心波瀾:我永遠(yuǎn)都不能開(kāi)車(chē)了。
現(xiàn)在 60 年過(guò)去。人類(lèi)去了月球,不止一次。但飛行汽車(chē)一直沒(méi)有影子……直到最近。
今年 4 月底的 TED 大會(huì)上,創(chuàng)業(yè)公司 Kitty Hawk 的空氣動(dòng)力負(fù)責(zé)人 Todd Reichert 上臺(tái)放了一段視頻:一個(gè)極限運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者裝扮的人騎在一個(gè)大疆和摩托車(chē)結(jié)合體一樣的“飛車(chē)”,飛了起來(lái)。
Reichert 幾個(gè)月后就會(huì)有比較粗糙的樣機(jī)供人騎行,年底前看上去更完善的產(chǎn)品會(huì)上市。
Kitty Hawk CEO 是原 Google 無(wú)人駕駛負(fù)責(zé)人 Sebastian Thrun,它的投資來(lái)自 Google 創(chuàng)始人拉里·佩奇。
Kitty Hawk 只是一眾飛行公司里野心最小的那一個(gè)。
在 Reichert 宣布飛行計(jì)劃的那周,Uber 在達(dá)拉斯召開(kāi)了飛行的士大會(huì)。會(huì)上,制造出休伊、眼鏡蛇、魚(yú)鷹等直升機(jī)巨頭貝爾直升機(jī)宣布了和 Uber 合作電動(dòng)飛行的士的計(jì)劃。
另一邊,空客宣布了類(lèi)似的計(jì)劃,在硅谷成立了一家叫 A3 的全資子公司,主要目標(biāo)也是研制可以承載一人的垂直起降電動(dòng)飛機(jī),項(xiàng)目名字叫做“Vahana”,梵語(yǔ)的意思是“神的座駕”。
Uber 和空客的計(jì)劃都差不多:造一個(gè)無(wú)人垂直起降飛行器,可以自動(dòng)去接了乘客再飛到目的地。2020 年就來(lái)。
更宏偉的是硅谷最大創(chuàng)業(yè)孵化器 YC 今年推出的萊特電動(dòng)(Wright Electric)——20 年內(nèi),帶來(lái)電力飛行的,能夠乘坐上百人的支線(xiàn)客機(jī)。
萊特電動(dòng)、Kitty Hawk(萊特兄弟試飛人類(lèi)第一架飛機(jī)的地名),從這些名字也能看出他們的野心。
2017 真的會(huì)變成“1967”了么?
所有這些計(jì)劃的共同點(diǎn)都是電動(dòng),因?yàn)殡姍C(jī)和電池足夠簡(jiǎn)單?!翱罩械氖俊庇盟鼈?,體積有望比直升機(jī)更小。支線(xiàn)客機(jī)用它,更省錢(qián)。
今天航空業(yè)不擔(dān)心飛機(jī)性能?,F(xiàn)代的民航飛機(jī)是人類(lèi)創(chuàng)造出的性?xún)r(jià)比最高的交通工具之一。今天客機(jī)的動(dòng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了起飛需求。波音在售的雙發(fā)動(dòng)機(jī)客機(jī),在一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后還可以保證順利降落。
而且它的人均效率比汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)高許多。
以波音最新推出的 787 型洲際客機(jī)為例,787-8 型飛機(jī)的最大油箱容積超過(guò) 12 萬(wàn)升,最遠(yuǎn)航程超過(guò) 15000 公里。以 3 級(jí)客艙配置的 242 個(gè)座位計(jì)算,每一位乘客每公里只消耗 0.03 升航空煤油。實(shí)際上很多兩級(jí)艙位設(shè)計(jì)的 787-8 能運(yùn)載超過(guò) 300 人。
這個(gè)油耗性能,一輛轎車(chē)要坐滿(mǎn)四個(gè)人才能達(dá)到——而且慢得多。航空煤油的價(jià)格大約只有汽油的一半或更低。
但這個(gè)燃油成本還是太高。目前,在競(jìng)爭(zhēng)激烈的美國(guó)航空公司,燃油成本要占全部成本的三分之一。
航空公司已經(jīng)減無(wú)可減,只好把成本縮減放在了增加座位數(shù)和減少服務(wù)上。于是經(jīng)濟(jì)艙越來(lái)越擠、東西越來(lái)越難吃、能免費(fèi)帶上去的行李越來(lái)越小。
同時(shí)航空發(fā)動(dòng)機(jī),還在消耗化石燃料,飛行過(guò)程中會(huì)排量大量的二氧化碳。2012 年,歐洲曾將航空業(yè)納入歐盟碳排放交易體系(Emissions Trading System,ETS),規(guī)定從歐洲出發(fā)及抵達(dá)的航班所屬的公司都必須為全年排放的所有二氧化碳繳納 15% 的費(fèi)用。這個(gè)措施讓單張機(jī)票價(jià)格漲價(jià)至少 60 歐元。
但美國(guó)、中國(guó)等航空業(yè)大國(guó)家抵制這一法案,認(rèn)為這個(gè)法案沒(méi)有從發(fā)動(dòng)機(jī)制造、燃料等源頭領(lǐng)域控制排放,對(duì)航空公司征收是不公平的。2013 年秋天開(kāi)始,歐盟針對(duì)航空公司的碳排放收費(fèi)暫停。
雖然暫停了,但減少碳排放的方向沒(méi)有變。
航空運(yùn)輸業(yè)在全球范圍內(nèi)制定的碳減排目標(biāo)包括,到 2020 年,每年將燃油效率提高 1.5%;在 2020 年前,制定凈排放量上限并實(shí)現(xiàn)碳中和增長(zhǎng);截至 2050 年,將碳排放量降低至 2005 年的一半。在這樣的困境下,現(xiàn)在航空公司采用的改進(jìn)措施是使用從食品廢物油等中提取的生物燃料,來(lái)替換航空煤油,以同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能和縮減成本。
但是,生物燃油不是徹底的解決方案,因?yàn)楝F(xiàn)在的問(wèn)題是,全球都對(duì)二氧化碳排放控制越來(lái)越嚴(yán)格。也就是說(shuō),總有一天航空業(yè)也會(huì)是碳排放管制的行業(yè)。也許航空公司沒(méi)有選擇,但是作為飛機(jī)制造商,像空中客車(chē)和波音的這樣的公司,為了公司和行業(yè)的未來(lái),也必須找到替代方案。
電動(dòng)正在改造汽車(chē)業(yè),現(xiàn)在進(jìn)入飛行生意的新公司也在做同樣的事。
但這也是最難的地方。
讓現(xiàn)代民航飛機(jī)這么高效飛行的原因來(lái)自機(jī)翼下吊著的那兩臺(tái)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
常見(jiàn)民航客機(jī)都已經(jīng)是噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī),但它們和加速時(shí)噴射出長(zhǎng)長(zhǎng)火焰的戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)不一樣,民航客機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)超過(guò) 70% 的推力不來(lái)自渦輪的壓縮燃燒,而是來(lái)自外圈被推動(dòng)的風(fēng)扇。你能從正面看到一個(gè)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇,正是這個(gè)風(fēng)扇為民航飛機(jī)提供了大部分動(dòng)力。
同時(shí),還有很多支線(xiàn)客機(jī)使用渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī),最常見(jiàn)的 ARJ 系列、龐巴迪 Dash 8 系列和中國(guó)制造的新舟系列支線(xiàn)飛機(jī)。
簡(jiǎn)單說(shuō),今天在飛的民航客機(jī),幾乎全都靠燃燒航空燃油推動(dòng)風(fēng)扇或螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)力。
這就給電動(dòng)飛機(jī)帶來(lái)了可能,因?yàn)榭侩娏︱?qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī),也可以讓風(fēng)扇旋轉(zhuǎn),讓飛機(jī)起飛。理論上來(lái)說(shuō),波音和空客飛機(jī)使用的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),把核心部件從渦輪換成電動(dòng)機(jī),只要有足夠的電力驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇以相似的速度旋轉(zhuǎn),飛機(jī)照樣可以飛。
問(wèn)題是,現(xiàn)在的電池還太弱了。
根據(jù) Batterybro 網(wǎng)站的計(jì)算,噴氣飛機(jī)使用的航空煤油每千克的能量密度,是常見(jiàn)的動(dòng)力電池 18650 電池的 138 倍。18650 是一種棒狀的鋰電池單元,特斯拉汽車(chē)的電池就是 7000 多塊這種部件組成。
很顯然,給 787 換上電機(jī),載著 300 人從北京飛到紐約是完全沒(méi)可能了。
退而求其次,改進(jìn)氣動(dòng)力設(shè)計(jì)造、小一點(diǎn)的飛機(jī)是普遍想法。
創(chuàng)業(yè)公司萊特電動(dòng)的目標(biāo)就是如此。這家 YC 孵化的公司每周都會(huì)發(fā)一份周報(bào),介紹自己接觸了什么人、做了什么工作、研究了什么問(wèn)題。
在 2017 年 4 月 23 日萊特電動(dòng)的周報(bào)里,他們?cè)O(shè)定了一個(gè)電池技術(shù)目標(biāo):400 瓦時(shí)每千克的能量密度。但這個(gè)密度只有航空燃油的數(shù)十分之一,但還是比今天特斯拉 18650 的 250 瓦時(shí)每千克高出太多。
同時(shí),鋰電池的技術(shù)進(jìn)步也很緩慢。隨著手機(jī)、電腦、電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)用,這 20 年來(lái),工業(yè)用鋰電池得到了不小的改進(jìn)。但從 1991 年到 2011 年,鋰電池的能量密度提升了一倍,達(dá)到了大約 200-300 瓦時(shí)每千克的水平,同時(shí),這種改進(jìn)帶來(lái)的增長(zhǎng)曲線(xiàn)正在變慢。
按照這個(gè)曲線(xiàn),即使按照萊特電動(dòng)自己預(yù)期可以滿(mǎn)足最低要求的電池性能,現(xiàn)在的電池能量密度至少需要再提升 50% 到一倍性能指標(biāo)才能達(dá)標(biāo)。以今天的進(jìn)步速度,可能是 20 年甚至更遠(yuǎn)的事。
另外一個(gè)選擇來(lái)自燃料電池。理論上來(lái)說(shuō),燃料電池是一個(gè)非常優(yōu)越的動(dòng)力來(lái)源,比如氫燃料電池或是乙醇燃料電池,都可以用常規(guī)的燃料罐來(lái)存儲(chǔ)燃料,續(xù)航里程也很長(zhǎng)。豐田制造的 Mirai 氫燃料電池車(chē),充滿(mǎn)一罐氫氣的時(shí)間只要幾分鐘,續(xù)航里程可以達(dá)到 700 公里。
但是燃料電池目前不可能在民航飛機(jī)上大規(guī)模應(yīng)用,一個(gè)原因是燃料電池所需的貴金屬材料比較稀缺,造價(jià)太貴,另一個(gè)是大規(guī)模的燃料電池反應(yīng)堆放在飛機(jī)上不夠安全。
已經(jīng)有很多原型和試驗(yàn)機(jī)在電力飛機(jī)上做了許多嘗試。
NASA 和 AeroVironment 合作開(kāi)發(fā)的太陽(yáng)神(Helios)太陽(yáng)能原型機(jī)是最著名的電動(dòng)飛機(jī)之一。這架無(wú)人遙控飛機(jī)長(zhǎng)度只有 3.6 米,相當(dāng)于一臺(tái)奔馳 Smart 微型車(chē),但翼展非常大,超過(guò)了 75 米,比翼展 65 米的波音 747 客機(jī)還要寬,看上去就像一根會(huì)飛的尺子。
太陽(yáng)神的機(jī)翼表面覆蓋了太陽(yáng)能電池,同時(shí)有鋰電池存儲(chǔ)多余的電力,有 14 具 2 馬力的電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)飛機(jī)。根據(jù)設(shè)計(jì),這架飛機(jī)可以飛到 30000 米高,同時(shí)續(xù)航可以達(dá)到幾個(gè)月之久。
2001 年,太陽(yáng)神飛機(jī)試飛成功,飛行高度最高達(dá)到 29524 米,打破了固定翼飛機(jī)的世界紀(jì)錄,并且保持了超過(guò) 40 分鐘。相比之下,正常民航飛機(jī)飛行的高度大概是 9000 米左右。在 30000 米這個(gè)高度上,太陽(yáng)神可以避開(kāi)所有氣流、陰雨等大氣活動(dòng),實(shí)際上已經(jīng)變成了一臺(tái)大氣層中的衛(wèi)星,這也是太陽(yáng)神的設(shè)計(jì)初衷。
2003 年,太陽(yáng)神飛機(jī)的改進(jìn)版,動(dòng)力系統(tǒng)更換為氫燃料電池的第二代原型機(jī)在試飛起飛階段因?yàn)闅庀笤蚴陆怏w。
電動(dòng)飛機(jī)當(dāng)然也有可以載人的。2014 年空中客車(chē)在法國(guó)范堡羅航展上展出了一臺(tái)叫做 E-Fan 的雙座小型飛機(jī),這架飛機(jī)由鋰電池電力驅(qū)動(dòng),機(jī)翼后方安裝了兩臺(tái) 60 千瓦的電動(dòng)機(jī)用來(lái)驅(qū)動(dòng)涵道風(fēng)扇,可以提供 1 小時(shí)的續(xù)航時(shí)間。
E-Fan 在范堡羅航展上的試飛很成功。在空中客車(chē)的計(jì)劃中,E-Fan 未來(lái)的改進(jìn)型上會(huì)有一些有趣的設(shè)計(jì),比如起落架輪就像汽車(chē)一樣是有動(dòng)力的,可以在起飛時(shí)用輪子加速到約 60 公里再利用電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)起飛,以節(jié)省電力——不然就需要全程靠螺旋槳煽起的風(fēng)在地面推動(dòng)飛機(jī)到起飛速度,這是最耗能的階段。
空中客車(chē)設(shè)計(jì) E-Fan 的長(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo)是從這架用于訓(xùn)練的兩座鋰電池發(fā)飛機(jī)開(kāi)始,發(fā)展出續(xù)航更長(zhǎng),四個(gè)座位,換裝煤油燃料電池的輕型飛機(jī),最終目標(biāo)是在 2020 年之后完成一種 90 個(gè)座位,可以投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)的電動(dòng)支線(xiàn)客機(jī)。
但因?yàn)殡妱?dòng)飛機(jī)的相關(guān)進(jìn)展太慢,E-Fan 計(jì)劃在 2017 年 4 月被取消,空中客車(chē)轉(zhuǎn)向了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)加混合動(dòng)力,比如裝著電動(dòng)輪子飛機(jī)的研發(fā)。
還有另外一架電動(dòng)飛機(jī)走得更遠(yuǎn)。
2016 年 7 月,瑞士探險(xiǎn)家貝特朗·皮卡爾和安德烈·波許博格主導(dǎo)的太陽(yáng)能飛機(jī)項(xiàng)目“陽(yáng)光動(dòng)力 2 號(hào)”(Solarimpulse 2)累計(jì)歷時(shí) 558 小時(shí),分成 17 段航程完成了環(huán)球飛行。
這架飛機(jī)由“陽(yáng)光動(dòng)力”項(xiàng)目組設(shè)計(jì)制造,翼展 71.9 米,機(jī)翼上安裝了 11628 塊柔性單晶硅太能能電池,總面積 200 平方米。這些電池給總共 86 千瓦時(shí)的鋰離子電池充電,驅(qū)動(dòng)四臺(tái)約 7 千瓦的電動(dòng)機(jī)在白天和夜晚不間斷運(yùn)行。
陽(yáng)光動(dòng)力 2 號(hào) 2015 年 3 月 9 號(hào)從阿聯(lián)酋阿布扎比出發(fā),歷經(jīng) 13 小時(shí)抵達(dá)安曼的 馬斯喀特,稍作停留之后飛往印度艾哈邁達(dá)巴德。之后的路程途徑印度瓦拉納西、緬甸曼德勒、中國(guó)重慶、日本名古屋、美國(guó)夏威夷等等地點(diǎn),最終回到阿布扎比。這 17 段航段中大部分航程時(shí)間在 20 個(gè)小時(shí)以?xún)?nèi),但少部分航段的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)天:從南京飛往名古屋歷時(shí) 44 小時(shí),從名古屋飛往夏威夷歷時(shí) 117 小時(shí),從夏威夷飛往加州歷時(shí) 62 小時(shí)。
這架飛機(jī)之所以分段航行,除了項(xiàng)目本身是希望前往世界各地宣傳清潔能源之外,主要原因是這架飛機(jī)總重只有 2.3 噸,更像一臺(tái)動(dòng)力滑翔機(jī),更容易受氣流影響,所以飛行員必須長(zhǎng)期保持駕駛狀態(tài)。在橫跨太平洋的 117 小時(shí)飛行中,也就是超過(guò) 5 個(gè)日夜的飛行中,飛行員必須以一種駕駛兩個(gè)小時(shí),睡覺(jué) 20 分鐘的特殊模式來(lái)完成飛行。
換句話(huà)說(shuō),這架飛機(jī)的動(dòng)力部分足以支持它一直在天上飛,但控制系統(tǒng)不夠完善,飛行員堅(jiān)持不了那么長(zhǎng)時(shí)間。
關(guān)于“陽(yáng)光動(dòng)力 2 號(hào)”,有一件很有趣的事情。2015 年 3 月 31 日凌晨,陽(yáng)光動(dòng)力 2 號(hào)接近重慶江北機(jī)場(chǎng)。在降落之前,陽(yáng)光動(dòng)力 2 號(hào)在空中遭遇了強(qiáng)風(fēng)。駕駛員貝特朗·皮爾卡被地面告知,他當(dāng)時(shí)的地速,也就是飛機(jī)相對(duì)于地面的絕對(duì)速度是 -20 公里每小時(shí)。也就是說(shuō),這架飛機(jī)的速度比當(dāng)時(shí)的風(fēng)速還要慢。
實(shí)際上,包括 NASA 太陽(yáng)神、陽(yáng)光動(dòng)力 2 號(hào)在內(nèi)的長(zhǎng)續(xù)航太陽(yáng)能電力飛機(jī),都采用的相似的設(shè)計(jì),與其說(shuō)他們是飛機(jī),不如說(shuō)是動(dòng)力滑翔機(jī)。
很顯然,買(mǎi)機(jī)票出行的乘客不能接受這樣的速度。
在之前的一次采訪(fǎng)中,空中客車(chē)的首席技術(shù)官 Paul Eremenko 曾表示,如果動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)生革命, 未來(lái)的民航飛機(jī)將不再采用現(xiàn)在這種樣子,外形可能會(huì)發(fā)生較大改變。
他說(shuō),如果未來(lái)的混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)小型化,一架飛機(jī)就可能安裝很多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)。如此一來(lái),飛機(jī)現(xiàn)在的機(jī)翼-機(jī)身結(jié)構(gòu)可能會(huì)被替代,變成協(xié)和式飛機(jī)的三角翼或是 NASA X-48 實(shí)驗(yàn)飛機(jī)那樣的翼身融合結(jié)構(gòu)。
空中客車(chē)目前已經(jīng)在飛機(jī)的能源改變上做了一些嘗試。今年 3 月,空中客車(chē)已經(jīng)宣布和西門(mén)子達(dá)成合作,會(huì)在混合動(dòng)力民航飛機(jī)方面聯(lián)合開(kāi)發(fā)。
Paul Eremenko 同時(shí)說(shuō),全電動(dòng)化大型商業(yè)用飛機(jī)受能量存儲(chǔ)技術(shù),也就是電池技術(shù)的限制,現(xiàn)在談?wù)撨€為時(shí)尚早。
稍微近一點(diǎn)的是電動(dòng)飛行的士。
在電影《第五元素》里,未來(lái)的紐約已經(jīng)變成了一座立體城市,經(jīng)典的黃色的士已經(jīng)變成了飛船,不同的車(chē)道變成了在空中不同高度層飛行。
這差不多就是 Uber 4 月底召開(kāi)飛行大會(huì)的目標(biāo)。會(huì)上,Uber 宣布會(huì)和貝爾直升機(jī)合作,聯(lián)合開(kāi)發(fā)用于城市空中通勤的自動(dòng)交通系統(tǒng)。在 Uber 的設(shè)想里,電動(dòng)無(wú)人飛行器也是汽車(chē)的代替,但并不按照汽車(chē)的方式來(lái)前進(jìn)。
Uber 設(shè)想,當(dāng)飛行技術(shù)和自動(dòng)駕駛技術(shù)成熟之后,鬧市區(qū)的樓頂和城郊的住宅區(qū)會(huì)創(chuàng)建能容納數(shù)艘電動(dòng)飛行器的停機(jī)坪,用戶(hù)只需要像今天的用手機(jī)叫車(chē)一樣呼叫一架飛車(chē)就可以快速通勤。
同樣的,空中客車(chē)的的計(jì)劃也是如此。2017 日內(nèi)瓦車(chē)展上,空中客車(chē)展出了一個(gè)叫做 Pop.Up 的電動(dòng)個(gè)人飛行器的原型。
這臺(tái)被稱(chēng)為電動(dòng)汽車(chē)的載具目前還是一臺(tái)靜態(tài)展示模型,外形看起來(lái)很熟悉:四個(gè)帶函道的旋翼田字形排列,下方有一個(gè)成員吊艙,看起來(lái)完全就是大疆“精靈”航拍無(wú)人機(jī)的放大版。
這種設(shè)計(jì)非常普遍,在 2016 年的 CES 展會(huì)上,中國(guó)玩具無(wú)人機(jī)廠(chǎng)商億航也展出了一個(gè)非常類(lèi)似的東西。
目前,有創(chuàng)業(yè)公司的原型個(gè)人飛行器采用了類(lèi)似的傾轉(zhuǎn)旋翼設(shè)計(jì)。德國(guó)慕尼黑的百合航空(Lilium Aviation)4 月份曾成功試飛了他們的原型機(jī)。
這臺(tái)飛機(jī)是雙座、電動(dòng)、垂直起降結(jié)構(gòu),由機(jī)翼和機(jī)身前部共 36 臺(tái)小型涵道風(fēng)扇提供動(dòng)力,起飛階段風(fēng)扇朝下,平飛階段風(fēng)扇轉(zhuǎn)向后方。百合航空宣稱(chēng),這架飛機(jī)可以續(xù)航 300 公里,速度可以達(dá)到 300 公里每小時(shí)。
但這架飛機(jī)看上去也很不靠譜。Embry-Riddle 航空大學(xué)的空氣動(dòng)力學(xué)家 Charles Eastlake 說(shuō),這架飛機(jī)的性能言過(guò)其實(shí),因?yàn)閰^(qū)區(qū) 600 公斤的起飛重量,所包含的電池?zé)o法驅(qū)動(dòng)這架 450 馬力的飛機(jī)飛行一小時(shí)。實(shí)際上,裝了超過(guò) 900 公斤電池的特斯拉 Model S,也只能在地上跑 400 公里而已。
但這樣的設(shè)計(jì)確實(shí)看上去是飛行汽車(chē)的方向:垂直起降而不需要跑道,乘員艙不用太大,像轎車(chē)一樣能坐 2-4 個(gè)人就足夠了,同時(shí)續(xù)航也無(wú)需太長(zhǎng),因?yàn)槌鞘型ㄇ谝话胍簿驮?100 公里以?xún)?nèi)。
要達(dá)到垂直起降、同時(shí)兼顧飛行速度的需求,波音和貝爾直升機(jī)聯(lián)合研發(fā)的 V-22 魚(yú)鷹傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)設(shè)計(jì)會(huì)比大疆更合適。
V-22 有兩具旋翼,起飛的時(shí)候旋翼向上垂直起飛,之后旋翼會(huì)旋轉(zhuǎn)朝向前方,飛機(jī)的飛行姿態(tài)就變成了固定翼飛機(jī),從而實(shí)現(xiàn)比直升飛機(jī)更好的飛行性能。
但這件事實(shí)現(xiàn)并不容易,因?yàn)槿祟?lèi)并不真正理解飛行背后的原理。廣泛流傳的飛行理論:飛機(jī)能飛是因?yàn)闄C(jī)翼上下表面的表面積不同,空氣流過(guò)產(chǎn)生壓力差讓飛機(jī)起飛。這種理論已經(jīng)被 NASA 自己的研究結(jié)果否定。直接的反證是戰(zhàn)斗機(jī)頭朝下也可以飛行,理論上來(lái)說(shuō)這時(shí)候機(jī)翼無(wú)法產(chǎn)生升力。
所以盡管航空業(yè)通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了各種不同飛機(jī)設(shè)計(jì)的飛行效果。但每當(dāng)一個(gè)新設(shè)計(jì)出現(xiàn),還是需要非常多的測(cè)試,實(shí)際經(jīng)歷各種極限狀況,才能保證安全。這個(gè)過(guò)程還不能完全在實(shí)驗(yàn)室用計(jì)算機(jī)仿真解決。
V-22 魚(yú)鷹的研發(fā)因?yàn)槭侨碌念I(lǐng)域,就曾遇到重大波折。1997 年開(kāi)始,魚(yú)鷹在原型機(jī)階段發(fā)現(xiàn)飛機(jī)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu),容易陷入渦環(huán)效應(yīng)導(dǎo)致墜毀,發(fā)生了三次重大事故,造成 20 多名士兵和工程人員喪生,這個(gè)故障后來(lái)得到解決。
軍人在訓(xùn)練中喪生,飛機(jī)在試飛階段死亡都是令人遺憾但預(yù)期中可能發(fā)生的損失。但叫的士不一樣。
這也是為什么載人航空監(jiān)管如此嚴(yán)苛。
尤其是在 Uber 們?cè)O(shè)想的場(chǎng)景里,空中的士要在城市里飛行,地面的行人和建筑物里的居民都會(huì)受到事故的威脅,這樣的設(shè)備要投入商業(yè)化運(yùn)營(yíng),時(shí)間表將會(huì)是難以估計(jì)的。
至今美國(guó)、中國(guó)連商用無(wú)人機(jī)立法都還沒(méi)完成。更別提至少幾百公斤重的載人飛行器。
雖然空客宣布了一個(gè) 2020 年的計(jì)劃,但這只是首飛。它的 CTO Paul Eremenko 曾在采訪(fǎng)中表示,空客計(jì)劃中的 Vahana 電動(dòng)個(gè)人飛行器會(huì)在兩年內(nèi)首次飛行,但是投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)還有很長(zhǎng)時(shí)間。
在這一大堆公司里,進(jìn)展最快,看起來(lái)最可能的就是名字同樣有野心的 Kitty Hawk(小鷹)了。1900 年,萊特兄弟來(lái)到北卡羅來(lái)納州小鷹鎮(zhèn),開(kāi)始測(cè)試動(dòng)力滑翔機(jī),最終在 1903 年,飛行者 1 號(hào)(Flyer I )試飛成功,成為人類(lèi)歷史上第一架可以控制的動(dòng)力飛機(jī)。
拉里·佩奇的投資的這家“小鷹”公司,要的東西其實(shí)很簡(jiǎn)單:一臺(tái)大玩具。
目前已經(jīng)試飛成功的原型機(jī)像一輛摩托車(chē)大小,成員一人,有六個(gè)旋翼提供動(dòng)力,但是不能飛的很高,離地距離也就是 2-3 米。這架飛行器的結(jié)構(gòu)實(shí)際上比大疆的無(wú)人機(jī)還要簡(jiǎn)單:除了旋翼部分由電腦控制平衡,它沒(méi)有無(wú)線(xiàn)電遙控,沒(méi)有避障雷達(dá),成員騎在上面用手柄操作,相當(dāng)于一臺(tái)手動(dòng)無(wú)人機(jī)。
小鷹的用途也很簡(jiǎn)單,比如野營(yíng)時(shí)候的游樂(lè)等等,不會(huì)真的有人把它當(dāng)作交通工具。小鷹公司宣布,他們的這架大玩具這架飛機(jī)會(huì)在 2017 年底開(kāi)始售賣(mài)。
如果一切順利,小鷹大概會(huì)成為跳傘、滑翔傘的東西讓人拍照發(fā)朋友圈。大概就是最接近我們生活的電動(dòng)飛機(jī)了。
至于乘一架電動(dòng)支線(xiàn)客機(jī)降落在機(jī)場(chǎng),而后叫一輛飛行 Uber 或者滴滴回家。2017 與這個(gè)世界的距離,并沒(méi)有比 1957 接近很多。
圖片/Wikipedia
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