飞行汽车靠谱吗
早在2020年夏天,就传出过很多车企和新车创业品牌要推出自己的飞行汽车,比如优步、吉利和小鹏。在今年因为疫情而没有观众现场参与的 CES 2021 大展上,通用汽车也展出了自己的飞行汽车。
当下,飞行汽车行业逐渐成为了风险投资关注的领域,甚至还出现了丰田一家就投了4亿美元,优步和SKT联合投资2亿美元的案例。谷歌创始人佩奇、老牌航空企业空客、波音和贝尔直升机也都投资了这个领域。
那么飞行汽车靠谱吗?飞行汽车离实用还有多远?
飞行汽车在宣传中的优势
飞行汽车,顾名思义就是能在空中飞行的汽车。根据市面上知名的飞行汽车厂商的分析,它的优势大致有以下四个方面——
优势一:解决交通拥堵问题
这是飞行汽车最核心的优势。由于飞起来后巡航的速度普遍在100-200km/h之间,所以当飞行汽车广泛普及以后,从A点到B点的平均时速至少会在120公里以上,甚至可能会达到160km。
你可能会觉得,这有什么啊?我在城市环路上也能开到100km/h。但其实那只是极速,平均速度就要大打折扣了。比如统计一下,城市中距离20公里的AB两点,就算是大年初二的深夜11点,开车的平均时速也很难超过60km。平日上下班通勤,就算交通通畅,平均时速能超过35km就非常不错了。所以,如果飞行汽车能提供120-160km/h的平均速度,其实是非常快的。
优势二:乘坐成本会快速下降
计算乘坐成本这件事,其实是类似优步这样的共享出行公司做的。它们并不认为飞行汽车会像今天的家用车那样每家车库停一辆,而是必须要通过共享出租的方式才能把成本降到最低,然后达到普及。
按照这个逻辑,它们评估的结果是:今天,汽车的乘坐成本,刨除购车费用,是0.4美元/公里。而一部分住在大城市周边的富人为了避免拥堵、节省时间,采用了购买或者租用直升机的方式,那么如果只考虑租用,乘坐直升机的成本是5.5美元/公里。它们期待,2023年左右推出飞行汽车时,最初的成本能降到3.6美元/公里,然后在两三年内迅速降到1.2美元/公里,在2040年后降低为0.3美元/公里,就和今天打车差不多了。
优势三:打造空管系统
飞行汽车公司会和类似N ASA和航空管理局这样的机构共同开发飞行器管理系统,也会和地产开发商合作建造一系列空中停机坪,建立一套城市交通新版系统。
优势四:实现技术融合
当前,绝大部分飞行汽车都是多螺旋仪垂直起降的,类似于大疆航拍器的25倍放大版。但直升机的控制难度比固定翼高,很容易出事故。在当前传感器和芯片计算能力高度发达,外加全部都是电控器件的基础上,未来可以利用冗余的多螺旋仪和反应速度极快的自动控制系统保证安全。这个自动控制系统的控制方法还会结合机器学习。
此外,电池的能量密度未来会达到成组后350瓦时/千克的水平。不使用燃油发动机,而使用电的飞行汽车,起降起来都将是非常安静的,不会扰民。而且,纯电动飞行汽车比燃油飞机的能量效率高了好几倍。
这些传感器、芯片算力、机器学习训练的控制系统、高密度电池都是最新技术在2020年这个时间节点融合的代表。
对上述优势的反驳
听着感觉很高科技,但回头仔细一看,其实只有第一条是真正可能出现的巨大优势,其他三条都有问题。
一,对解决拥堵问题的反驳
飞行汽车只会在最初期体现出不堵车的优势。类似于今天很多硅谷的大佬上下班坐直升机那样,之所以不堵,是因为这样飞的人太少了,城市上空的空域资源很充裕,就你一个人飞,怎么会堵车呢?这些大佬不用操心和空管局预约飞行资源,也不用关心天气状况,他们只要坐就可以了。而当100米高度的区域内航空器达到200多万架时,排队等着起飞很可能就是一个常态了。
200多万架的数字是怎么来的呢?因为今天美国加州的机动车一共3000万辆,我们假设共享出行可以用1/8的飞行汽车解决他们全部人的通勤需求,就是需要375万辆飞行汽车。当然,那时候不会全都是飞行汽车的市场,假设有一半的需求被飞行汽车满足,那就是187万辆飞行汽车。再加上加州本来就有的30多万私人飞机和公司的飞机,所以天上大约就会有220万架飞行器。
因为这些飞行器并不是飞到10000米的高空之上,接着飞到几千公里之外,而是占据着150米以下的高度、飞到几十公里以外而已,一架飞行汽车一天内还可能会起落几十次,于是增加的180多万辆飞行汽车对城市上空的空域资源的占用会成百倍的扩大,很可能造成夸张的排队起飞时间。今天,洛杉矶国际机场航班的全年平均延误是4分钟。到时候,空域资源的需求是今天的几十倍到几百倍,堵车就会从道路上挪到停机坪上。
二,对乘坐成本会快速下降的反驳
按照优步的逻辑,飞行汽车的乘坐成本要到2040年后才会略低于今天传统的燃油出行成本,降低至0.3
美元/公里。这才是它低成本出行的真正劣势。
我们之前在自动驾驶的系列中说过,按同样的力气画大饼,纯电动汽车,也就是在路面上行驶的共享出行,普及起来至少会比飞行汽车早20年,而它实现后的成本非常低,如果不包含购车成本的话,每公里会低于0.1美元。也就是说,纯电动自动驾驶在解决了通勤堵车的基础上,提前20年就把成本做到了飞行汽车的的1/4。既然如此,飞行汽车要能普及,必须出现几个奇迹的叠加才行。
三,对打造空管系统的反驳
空管系统在不同国家的性质不一样,有政府统一管理的,也有商业主导的,但基本都是参考的联邦航空管理局(F AA)的标准和运行细节,对当前飞机的监控采用的是A D S-B站点监控。这个名称的意思是,监控设施会和飞机上的续航系统自动保持通讯,并且每个飞机随时都在主动的广播自己的位置。但现在,这样的站点监控范围即便是在美国,也只集中在大城市和机场周围,就更别提美国以外的地区了,它的覆盖率是很低的。
小鹏汽车 网约车所以,飞行汽车要能普及,这类跟安全相关的基础设施要先准备好才行。而今天,联邦航空管理局和欧洲航空安全局对飞行汽车最关心的根本不是基础设施的建设问题,而是飞行汽车的事故率不能高于商用客机。
飞行安全其实是飞行汽车最难过的一关。当前,大部分飞行汽车选择的都是具有垂直起降功能的设计,也就是多旋翼。直升机也是垂直起降的,但为它提供升力的螺旋桨只有一组,而飞行汽车一般有4-8个螺旋桨。它们虽然会浪费更多的电,但提供了冗余的安全性,比如其中一两个螺旋桨故障了,也不至于立刻坠机。之所以要加冗余的螺旋桨,就是因为直升机是一种不太安全的飞行器。
在F AA的统计中,直升飞机每百万飞行小时的事故数在30-60起之间,这个事故率远远高于民航客机。最近几年,民航飞机,也就是那种固定翼飞机,每百万飞行小时的事故数在0.3-0.4之间。直升机的风险比它们高了100多倍。而你发现没有,管理部门对飞行汽车的安全要求可不是高于直升机就行,而是不低于商用客机,也就是要达到每百万飞行小时0.3-0.4起事故。这是一个几乎无法达到的标准。因为飞行汽车本来就飞行在更加危险的高度上,它的飞行高度更低,于是干扰更多,而且起飞、降落更加频繁。而我们都知道,80%的飞行事故都发生在起和落的环节,所以飞行汽车的危险又被放大了,即便有冗余的安全设计也不行。
我们知道,商用直升机已经把最可靠的技术都用上了,今天的飞行汽车在安全性上是不太可能大幅超越商用直升机的。在更加不利的飞行条件下,又凭什么再把安全性提升100倍呢?那又要寄希望于几个奇迹叠加在一起才行。
四,对技术融合的反驳
飞行汽车的技术融合的实质是什么呢?它相当于是把机器学习、新能源、新式传感器、高性能芯片、新材料等都集于一身,然后再继续等待20年的发展后,才有可能接近今天传统的出行方式的综合水准。这就很悬了!
就像我高三这一年的各种模拟训练,5门考试里,语文最高考过90分,英语最高也考过90分,数学物理化学最高都考过100分,而清华的录取线是500分,那我的现状可不是“还差20分,不多哦,很有希望,努努力就能考上啦”,而是“我基本没戏,考不上”。因为我算的都是最高分,而那些最高分不是在同一次出现的。
飞行汽车的很多对比都是最差的燃油直升机做比较的,所以能量利用率当然会高很多。但实际上,典型的飞行汽车的能量利用率是190度电的电池组支持100公里的安全飞行。而你可能也听说了,不久前蔚来汽车宣布,150度电的固态电池能提供1000公里的续航。同样的能量,电动汽车提供了飞行汽车13倍的续航里程。所以,我们也很难说飞行汽车更高效、更绿。
为什么还有那么多人投资飞行汽车呢?
风险投资本来就是这样,有枣没枣打三竿子,风险高就少投点,一旦成功,收益巨大,但也做好随时收摊的准备。所以别看2019年、2020年两年飞行汽车行业的风险投资总规模都在20-30亿美元,但这个投资的规模比起自动驾驶领域每年大几百亿和上千亿美元的投资来说,就是九牛一毛了。
在这种有一丝希望,又能融合进很多高科技名词的领域,泡沫、故事、PP T创业的情况就会特别多。比如,我就查到国内一家获得了几十亿融资的著名飞行汽车项目,那个公司的前身是某某市某某玩具模型有限公司,公司成立以后一直在做航模代理。很难想象,需要N 个人类技术奇迹叠加在一起才能成功的飞行汽车会由这样的玩具公司来实现。