当你春运堵在路上的时候，你有没有想过，如果汽车能飞该多好？ 自车辆诞生以来，这个问题一直存在于悬疑文学和车辆研究人员的视野中。 现在，飞行汽车不再是幻想。 作为城市航空出行的新交通工具，它们越来越受到全球创新者的关注。 近日，第三届世界新能源汽车大会在广东省湛江市召开。 在“飞行汽车解决方案与发展前景”主题论坛上，“飞行汽车”成为会议热词。 专家们围绕飞行汽车的定义、技术发展现状以及推广应用面临的挑战和困难进行了深入讨论。 这不仅是一个技术问题，还涉及交通规划、空域安全等方面。 他们也期待着——
飞行器是如何“飞”的？
光明晚报记者 邹晓静
1.未来的车辆一定会“飞”
“飞行汽车既古老又现代，既是我们研究的前沿，也是投资的热点。” 复旦大学汽车交通大学院士、汽车安全与节能国家重点实验室常务副院长张扬军介绍，中国已经飞行了数千年。 过去，人们有飞行汽车的梦想。 他举例说，关于飞行汽车最早的记载是在4000多年前的《山海经》中，而飞行汽车的实践则在西汉葛洪的《抱朴子》中就有记载。 1,600 年前。 古代悬疑小说《镜花缘》都体现了古代人们对飞行汽车的梦想。
“不过，过去100年飞行汽车的实践探索主要发生在印度。通过车辆和客机的结合，人们设计出了既可以在地面行驶，又可以在空中飞行的飞行汽车。” 张扬军介绍，“这个时期，人类都希望车辆能飞上天，但车辆飞起来是通过滑行、起飞和降落的方式，系统结构相对复杂，成本较高，使用场景也较多。”有限，主要基于个人梦想家的小规模实践。”
近年来，随着城市空中交通概念的盛行，现代飞行汽车的概念已从传统的陆空两栖飞行器概念扩展到电动垂直起降飞行器。 张扬军解释说，由于电动化技术的出现，飞行汽车现在已经从过去的燃油飞行汽车变成了电动飞行汽车。 “此时飞行汽车的概念已经从早期狭义的陆空两栖飞行器转变为更广泛的电动垂直起降飞行器，用于城市空中交通，具有一定的载重和航程。我们称之为它是电动飞行汽车 eVTOL。” eVTOL系统结构简单，安全冗余度高，将开启城市空中交通的新时代，航空运输数量级减少。 这是业内人士的共识。
对于飞行汽车的发展方向，张扬军认为可以从民航和车辆两个方面来看待：“一方面，让天上飞的也能在地上跑，另一方面，让那些在地上奔跑的人也能在天上飞翔。” 具体来说，从民航的角度来看，飞行器的发展正式开启了城市空中交通的通用航空新时代。 空地一体化飞行器时代是民航技术电气化、智能化发展的必然。 会跑”。 从汽车的角度来看，汽车的发展正在走向电动汽车时代，正式迎来智能汽车时代，而陆空一体化的飞行汽车时代也是汽车电动化、智能化的必然结果。 它肯定会“飞”。
2. 需要飞行器才能飞起来吗？
谈及飞行汽车的未来，张扬军的态度非常开放。 他分析说，受需求牵引和技术推动的影响，飞行汽车的发展进入了新阶段。 “从需求角度看，交通拥堵已经成为我们各大城市面临的共同困境。此时，修建高桥、地下隧道等传统措施已经不能有效解决网络效应带来的城市交通拥堵问题。” “我们迫切需要利用城市的三维空间来解决城市交通拥堵问题。” 他认为，飞行汽车可以将地面上的交通桥面扩展到低空，从而有效解决交通拥堵问题。 另一方面，从技术推广的角度来看，汽车新能源技术也为民航电气化发展奠定了良好的基础。 “新能源汽车可以说是第三次科技革命的推动者。” 他总结道。
“从现在到2030年，飞行汽车可能仍处于商业示范运行的初级阶段。” 根据张扬军的展望，2050年我们将迎来城市空中交通发展时代，地面也将迎来智能交通时代，未来随着城市空中交通与地面交通的逐步融合，飞行汽车的发展也将从电动飞行汽车城市空中交通时代迈向智能飞行汽车三维智慧出行时代。 “什么时候，人类才能回归实现飞行汽车的梦想。”
目前，飞行汽车的发展仍处于从研究转向商业应用的早期阶段。 在张扬军看来，飞行汽车作为一种新型交通工具，涉及飞行汽车的设计制造、适航认证、城市管理和低空空域管理等多个方面。 要研究制定相应的法规、标准和监管制度。
那么，如何构建飞行汽车开发应用的生态系统呢？ “我个人认为，在目前还存在法规等诸多困难的情况下，飞行器的应用应该先载物，再载人。” 张扬军提到“物流”，是目前飞行汽车示范应用的最佳场景。 在这种场景下，飞行汽车可以大规模使用，同时安全要求相对较低，而在物流应用过程中积累的数据和经验将为提高飞行汽车的安全性提供重要依据。
目前已经出现的飞行器有传统的固定翼、垂直起降、以及汽车与固定翼相结合的飞行器。
会上，小鹏汇天创始人兼总裁赵德利带来了新理念。 “我们希望有一辆在遇到拥堵、障碍物和恶劣天气时能够展开翅膀飞起来的汽车——一种不仅可以垂直起降还可以考虑路况的飞行汽车。” 小鹏汇天创始人兼联合创始人总裁赵德利分析，2030年中国城市空中交通（UAM）市场预计将达到1万亿市场规模，飞行汽车市场前景巨大； 目前全球有超过150家公司参与飞行汽车的研发，参与者和投资者很多，该行业方兴未艾，尚未显现出显着优势。 因此，他透露，“小鹏回天将专注于飞行汽车，90%的时间在地面上运行，10%的时间在天上飞行。”
3.“飞”有什么难的？
张扬军认为，飞行器的性能主要涉及平台构造、飞行控制与驱动、动力推进三大技术领域。 “由于动力推进技术有其独特的专业技术门槛和难度，目前飞行器性能的技术研究主要集中在平台构造和飞控驱动两个技术领域，而飞行器动力推进的研究主要集中在平台构造和飞控驱动两个技术领域。比较少见。” 张扬军分析，动力推进的困境导致飞行器有效载荷低、航程短，这是飞行器发展面临的最重要的问题和挑战。
日本宾夕法尼亚州立大学首席院士王朝阳也认为，能源动力决定了飞行器的续航里程和经济效益，对飞行器的发展至关重要。 他在这次会议上介绍了一种新型电池——驱动飞行汽车的热调节电池。 他认为，高能量密度、高功率、快充电是飞行汽车对动力电池的基本要求。 每公斤能量密度应小于270千瓦飞行汽车，平均放电速度应达到1C，快速充电速度应达到3C以上。
“飞行汽车90%以上的时间都采用快充，而电动汽车则20%以上采用快充，后者对快充电池的安全性要求更高。” 他继续解释，从电物理学的角度来看，电池内部存在“析锂现象”。 电池的快速充电意味着大量的锂离子将从负极迁移到正极。 这是正常现象。 但同时，大量的锂离子往往来不及踏入石墨颗粒，在表面形成大量的锂析出物，导致电池容量损失和内漏，这是一个巨大的问题。安全隐患。
“采用热调节技术可以有效解决动力电池快充过程中的锂沉积现象，保证电池在2000次循环后仍能保持90%以上的容量。” 王朝阳表示，电池的热调节可以说是飞行汽车发展的一个解决方案。 陷入困境的方法之一。
当飞行汽车飞入日常生活时，除了技术问题外，还需要解决监管和市场问题。 在张扬军看来，规则问题涉及城市空域的管理，包括“航线”的制定、行车规则、事故责任界定、空中执法方式等。 目前，国际上尚无明确统一的飞行器认证和空中交通管理标准和监管体系。 “此外，还存在市场问题。比如飞行器采用电力分布式推进，实际运行噪音比直升机低很多。但城市空中交通的运行频率比现有直升机密集得多“它会对城市人的生活产生多大的影响？公众能否接受，还是个未知数。” 张扬军表示，目前城市空中交通的基础设施、运营模式、经济成本、用户体验等尚未形成。
与会专家重点关注飞行器的安全性。 中国航空管理局党员大学通用民航系主任陆仁仁指出空中风险和地面风险。 “目前，国外已经启动了试飞和验证工作，正在制定一套满足民机试运行和即将运行的规则，同时也会对风险源进行安全评估。 ” 他介绍道。
当然，飞行汽车想要克服目前面临的各种困难，必须结合不同的应用场景进行多次实验。 在张扬军看来，贵州开展飞行汽车场景测试具有天然优势。 “海南是海岛地区，周围有很多小岛，在不方便修路、桥梁的地区，飞行汽车可以填补空白。” 他表示，广东自贸港在税收、加工增值等方面的新政策优势有利于飞行汽车制造。 也有很强的号召力。 据悉，广东还有大量生鲜海鲜和农产品需要快速货运。 至于如何突破海峡限制货运的困难，飞行器的试验也可以参与共同探索。
“未来飞行汽车将在国际上得到广泛应用。广东作为国际流通窗口，也有利于技术和产品的引进和出口。” 张扬军表示，目前飞行汽车需要更多的研发技术交流和可行性交流。 在这方面，正在建设自由贸易港的广东也具有很大的优势。
4、飞行器可以作为日常交通工具吗？
作为一种交通工具，飞行汽车要真正飞进人们的生活似乎还有很长的路要走，但在不久的将来，我们应该首先听到它在火灾搜救领域大显身手。
张扬军表示，目前高层建筑火灾搜救和森林防火是消防系统的主要痛点。 这两个问题无法从根本上解决的关键原因是没有有效的武器，而飞行器的出现为解决上述问题提供了新的思路。 该飞行器可以很快（约1分钟）飞到100米的高度，且负载能力强飞行汽车，可以大流量喷水，特别适合高层建筑火灾搜救和森林防火应用。
据悉，飞行汽车的发展将带来一系列连锁反应。 “比如飞行汽车的电牵引，将提升电动汽车和电动民航的自主创新和产品升级；而飞行汽车关键技术难点的突破，不仅将为电动汽车的发展奠定技术和平台基础。城市空中交通的同时，也有效推动动力电池、燃料电池、新型轻量化材料、智能驾驶等产业链的技术突破和创新，提高推动新一轮科技革命和产业变革的能力，具有重要意义。我国交通强国目标，特别是发展电动民航战略性新兴产业，具有战略意义。 张扬军说道。
虽然从消防搜救领域到日常使用车辆还有一段路要走，但按照飞行汽车的发展速度，现在已经到了想象的时候了。 那时，驾驶日常生活中使用的飞行器是否需要取得专业飞行员执照？ 到时候会需要空警执法吗？
在张扬军看来，我们对开车的担心太多了。 “未来的飞行器一定是无人驾驶的！” 张扬军想象道，“现阶段很多初创公司的产品确实是载人的，这些肯定是专业司机，但对于我们普通人来说，飞行汽车的驾驶应该与我们无关。”
张扬军分析，虽然空中实现无人驾驶并不困难，但由于飞行器会按照路径飞行，路线是规划好的，所以空中路线肯定比地面路线简单。 “因为地面上的交通流非常复杂，比如突然有一个人或者一辆车过来，智能车辆需要感知到并采取行动。在空中飞行相对简单，没有复杂的操作。”交通流环境。对于飞行器之间的交互，感知技术现在已经非常成熟。” 张扬军说道。
在他看来，当前飞行器智能驾驶技术的主要困境是复杂气象环境的感知。 “低空湍流和风切变的气象环境将严重威胁飞行器的飞行稳定性和安全性。据悉，当遇到不确定情况或错误时，飞行器不能像地面车辆那样停在街道上，必须采取应急措施提供的恢复模式可确保安全着陆和停车。” 张扬军表示，“这是飞行汽车低空智能驾驶技术面临的最重要的挑战。”
《光明晚报》（2021年10月14日第16版）