飞行汽车何时才能最终为公共社会做好准备?

当您想到飞行汽车时,您会想象一辆汽车在马路中间起飞并盘旋在城市中。自从科幻电影存在以来,它就一直痴迷于此。更重要的是,一个多世纪以来,人们一直试图将这种虚构变成现实。

1900 年代中期的未来学家预测,到 20 世纪末,飞行汽车将充满天空,彻底改变我们的通勤方式。然而,我们还没有看到任何重大迹象表明这种情况正在发生。至少现在还没有。让我们找出原因。

飞行汽车简史

在 20 世纪初,人们将飞行汽车视为改善交通的解决方案。即使在汽车刚刚向公众开放时,由于缺乏完善的道路网络,人们也开始幻想飞行汽车。

被这个想法所吸引,美国飞机工业的创始人格伦柯蒂斯于 1917 年制造了第一个名为Curtiss Autoplane的车机混合动力原型机,如下图所示。原型机可以升空,但不能飞行。在此之后,许多原型被建造和测试,但无法获得批量生产的任何批准。

后来,在 1946 年,美国发明家小罗伯特·爱迪生·富尔顿 (Robert Edison Fulton Jr.) 建造了富尔顿 Airphibian 。这是第一个获得民航局 (CAA) 安全飞行认证的飞行汽车原型。但由于巨大的制造成本,它从未进入生产阶段。

从那时起,许多公司和政府组织一直在投资设计飞行汽车,但只有少数能够开发出兼具汽车和飞机功能的工作模型。

当前飞行汽车的工作模型

当前飞行汽车的工作模型可以在跑道上起飞和降落——就像飞机一样——同时在路上作为普通汽车运行。它们具有可折叠的机翼,可在公路旅行时缩回并在飞行时展开。

成功的原型包括AeroMobil 4.0Klein Vision AirCarPAL-V LibertyTerrafugia Transition 。最后两个型号已经获得认证,可以购买。其余的已经完成了多次试飞,预计很快就会出来。

制造飞行汽车的挑战

1. 设计

尽管存在工作模型,但它们都没有足够适合批量生产的设计。这是因为设计这种动态车辆会带来许多复杂的挑战。飞行汽车需要实现两个核心目标:通过向前加速来对抗摩擦和通过起飞来对抗重力。

因此,这两个问题需要不同的解决方案。试图将两者结合导致了不切实际和不安全的设计。许多现有模型都暴露了飞行部件和传感器,使它们在不利条件下变得脆弱和脆弱。

理想的飞行汽车应该垂直起飞和降落,不需要任何跑道,并且像任何普通汽车一样在道路上运行。这种起降(TOL)模式称为垂直起降(VTOL)模式。

VTOL 飞行汽车需要巨大的起飞动力、用于空中旅行的轻型车身以及用于道路的坚固结构。正在探索的一些解决方案包括碳纤维复合材料以减轻重量和高能量密度电池以提供比相同尺寸的常规电池更多的功率。

2. 安全

除了缺乏设计解决方案外,另一个大问题是安全性。飞机故障可能导致灾难,造成重大死亡人数。考虑到飞行汽车在城市上空盘旋,对乘客和下面的人的威胁越来越大。

因此,飞行汽车需要承受恶劣的天气和路况,才能避免平民伤亡。此外,获得道路运输当局和航空当局的安全认证本身就是一个挑战。

此外,如果飞行汽车可用于商业用途,那么每个驾驶它们的人都需要在常规驾驶执照之上获得私人飞行员执照 (PPL) 。即便如此,由于人为错误导致事故的可能性也会增加。

3. 道德和环境挑战

随着对环境的日益关注,可持续性已成为主要优先事项。如果飞行汽车要成为主流,就必须适应这种叙述。由于其巨大的能源需求,飞行汽车可能会加剧气候变化。即使我们用电代替燃料,用过的电池的毒性仍然是一个问题。

最重要的是,飞行汽车还会产生巨大的嗡嗡声。这将对周围的野生动物产生负面影响——可能会破坏生态平衡——并可能导致地面人员受到干扰。

另一个大挑战是隐私保护。例如,一个陌生人在凌晨 3 点在你后院上方盘旋他们的飞行汽车并不是我们任何人都会喜欢的。需要一套新的监管规则和指南来解决此类情况,包括限​​制飞行区域和时间以及精心规划的航线。

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焦点转向 VTOL 飞机

就目前而言,制造一种既能在公路上又能在空中运行良好的安全飞行汽车根本不可行。因此,就目前而言,科技公司正在放弃该等式的道路部分,而只专注于空中部分。这使 VTOL 飞机成为众人瞩目的焦点。 VTOL 飞机是垂直起飞和降落的空中机动车辆,但它们没有任何上路能力。

与飞行汽车不同,制造 VTOL 飞机是可能的。放弃道路能力将使获得航空当局的安全认证变得更加容易。然而,除了设计之外,飞行汽车的所有挑战也适用于 VTOL 飞机。

在过去十年中,包括 Joby Aviation、波音、优步和丰田在内的几家公司都投资建造了 eVTOL 飞机。这些车辆将依靠电力运行并实现自动化,以减少人为错误的可能性,从而提高安全性。

理想情况下,他们将能够做自动驾驶汽车可以做的一切,但在空中。如果成功,eVTOL 飞机将被用作公共和私人交通工具。然而,在它们最终可供公众购买之前,还有很多工作要做。

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飞行汽车什么时候可以面向公众?

当汽车在 1900 年代首次成为主流时,它们创造了巨大的产业,永远改变了我们的生活水平。但这种转变并不容易。经过数十年的创新,让普通人买得起汽车。飞行汽车也需要发生类似的事情。

为专家和训练有素的专业人员制造车辆是一回事,而为公众制造车辆则是完全不同的事情。如果飞行汽车要成为现实,它们需要相当易于使用、可靠,而且最重要的是,要安全驾驶(和飞行!)。

不幸的是,当今世界并不存在生产真正的可在陆地和空中工作的飞行汽车所需的技术。即使是这样,在它们成为主流之前,我们仍然有十几个其他重大问题需要解决。

缺乏基础设施、需要新的法规、环境影响、舆论的不确定性、噪音污染等等等等诸多问题在等待着。尽管有一些飞行汽车的工作模型可用,但它们的安全性和可靠性仍然值得怀疑。

也就是说,我们确实在取得进展。 eVTOL 飞机将在未来十年内向公众开放。正如技术的本质一样,如果需求增加并且大规模生产降低了单位成本,它们会随着时间的推移变得更便宜。尽管如此,称它们便宜可能仍然是夸大其词。