全球视野
文 / 本刊记者 赵子垚
时隔三年，当地时间9月14日，北美国际车展终于回归，不过论人气，这个彼时的全球五大车展之一在展品规模上却稍显落寞。在展会空档期，国际消费电子展（CES）正在逐
渐盖过该地区传统车展的热度，以至在本届车展中并未有太多具有前瞻概念的汽车新品。
然而，总会有展品让人耳
目一新，一款来自日本初创企
业的“飞行自行车”XTurismo 亮相并宣布开启预售。据称，这辆“展车”采用混合动力，
具有两个主螺旋桨和四个辅助螺旋桨，可在100公里时速下，最大有效载荷100千克，续航40分钟。尽管
其公开的几项评价指标参数并不突出，但该公司还是为这款产品开出了77.7
万美元的预售“天价”。当然，
由于当前法律限制，“飞行自行车”既无路权也无适航许可，所以即便售出依然不过是大号“玩具”。
在近未来的科学幻想中，
飞行汽车是一种有效解决城市
拥堵、实现最小化交通流量的载具模式，可充分利用城市低空环境，在客运、货运、个人飞行器、应急服务等多种场景“大有作为”。如今，将幻想落归于现实，伴随汽车电动化、
智能化技术的发展，飞行汽车似乎已做好前序技术的铺垫，基于电驱动的垂直起降飞行器（eVTOL）正在吸引包括汽车行业、航空航天企业、运输行业等多方关注。同时，由于
eVTOL 采取分布式推进，其在
更高安全性、更低碳排放及低噪声等方面的可观预期，也使
得飞行驾驶规模化、大众化应用的瓶颈及障碍逐步降低。
据不完全统计，奔驰、丰田、
通用、Stellantis 等传统跨国车企均已表露出着手研发飞行汽
车的意愿。而在实际行动上，
大众、通用、吉利、小鹏等四家传统或新兴车企正在eVTOL 产品进度、技术相关配套等方
面走在前列。
大众、通用特不一
起初，大众集团并未有与
eVTOL 产品直接相关的公开规划，其电动化转型的主要精力
仍聚焦于地面出行工具。不过，大众长期合作伙伴Italdesign 与空客公司在2017年日内瓦车展联手发布的一款飞行汽车模
型Pop.Up，却为该集团提供了一个中途加入的契机。随后，
全球视野大众旗下奧迪股份公司参与到
这起合作之中，并在次年的同
一车展上，与Italdesign、空
客共同推出新版Pop.Up Next
概念“车型”，并预计在2025
年实现量产。
据悉，模块化是Pop.Up
Next这款产品的显著特征，可
分离的垂直起降旋翼飞行模块、
座舱模块和汽车底盘三者结合，
令其相比其他eVTOL飞行汽
车，仍保留了不少传统汽车设
计元素。其中，飞行模块拥有4
个螺旋桨，由一台160kW电动
机驱动，在飞行状态下，飞行
及座舱模块可在120公里时速
下跨越50公里。座舱部分则由碳纤维制造，其内部可容纳两名乘客，采用无方向盘设计，并声称具备自动驾驶功能。车辆模块在单次充电情况下可续航130公里，最高时速100公里。目前，Pop.Up Next项目参与三方已进行1/4模型的公开模拟测试并取得成功，在此次测试中，飞行模块将座舱准确地放置于车辆模块上，随后车辆模块依靠自动驾驶平稳开出试验场。不过，其技术验证机测试过程已表明飞行模块和车辆模块都需要专用充电站做配套支持，这无疑也对Pop.Up Next 商业化开拓造成制约。
因此，大众集团层面也有一体化eVTOL合作产品在着
小鹏汽车回应手推进。7月28日，大众汽
车中国联合英国设计咨询公司
Tangerine 和中国航空制造商
山河科技发布V.MO原型机。
据称，该原型机通过8个垂直
起降旋翼以及2个航向水平推
进螺旋桨，可在运载4名乘客
以及行李物品的情况下飞行200
公里。大众汽车中国计划于今
年下半年通过数轮飞行试验加
快方案优化，令改进后的原型
机在2023年夏季进行更高标准
的试飞测试，达到早期规划的
200公里时速以及单次充电60
分钟续航阶段目标。
2021年CES展，通用汽
车公布了凯迪拉克飞行汽车
（VTOL）开发计划。据了解，
凯迪拉克VTOL是一款纯电动
的多功能飞行器，飞行器内部
仅设有单人座位，电池组容量
为90kwh，能够以最高时速90
公里实现点对点出行。彼时，
通用汽车CEO玛丽·博拉声称：
“我们坚信电动汽车的未来，将
不限于道路上行驶的汽车。”并
表示通用汽车的Ultium电池系
统的强度和灵活性，足以为空
中汽车提供动力。
四对旋翼、超轻型车身的
凯迪拉克VTOL有些像科幻作
品中“单人飞行器”概念，其
载重能力未有过多体现。不过，模块化是Pop.Up Next这款产品的显著特征，可分离的
垂直起降旋翼飞行模块、座舱模块和汽车底盘三者结合，
令其相比其他eVTOL飞行汽车，仍保留了不少传统汽
车设计元素。
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得益于Ultium电池系统的灵活组合能力、成本及地面补能举措的相对便利，通用汽车不必为凯迪拉克VTOL额外设计专用电池，只需在布置形式方面进行重量分布设计和重心调整。这使得凯迪拉克VTOL的开发过程也相较容易，可以更关注于飞控系统及适航标准方面的研发与匹配。
吉利、小鹏各有进展2017年，吉利汽车斥资收购飞行汽车公司Terrafugia （后与无人机创业团队AOSSCI 合并为沃飞长空）。该集团的最初设想是依托飞行汽车与曹操专车等联合打造立体的智能出行生态体系，完善其在大出行领域的产业链布局。如今，Terrafugia TF-1已取得美国联邦航空局（FAA）适航证书，意味着其产品将能投入合法商业化运营，距离“上天”又近了一步。
随后，沃飞长空结合Terrafugia TF-1技术验证机的研发经验，在2022年8月首次公布TF-2飞行汽车全尺寸技术验证机及研制进展。据了解，TF-2是一款纯电垂直起降5座级飞行汽车（eVTOL），特点是能够以直升机1/4~1/6的运营成本提供涵盖城市圈的出行服务。当前TF-2全尺寸技术验
证机已完成总装下线，预计于
2022年底实现首飞。此外，沃
飞长空方面声称已突破倾转动
态过程的关键技术，并同步完
成TF-2缩比样机倾转动态的验
证过程，将发力低空出行、“亚
支线”低空物流等市场领域，
瞄准大规模商业运营。
小鹏汽车旗下小鹏汇天在
飞行器方面确实已积累一定经
验。不过，就其于2020年北京
车展期间公布的旅航者T1来
说，其严格意义上是具备VTOL
属性的低空“无人机”。当时，
这款产品被表述为可在5-25米
的低空飞行高度，配备自动驾
驶系统，支持垂直车位起降，
并支持智能交互和低空智能地
图导航。自2013 年涉足飞行
器领域以来，小鹏汇天截至目
前共研制五代智能电动载人飞
行器，除两代验证机外，目前
小鹏飞行家族共有旅航者 T1、
X1、X2等三款实物产品。2021
年10月，小鹏汇天又发布了第
六代飞行汽车概念机型，根据
官方透露，该飞行汽车计划采
用创新设计的机臂、桨叶折叠
及锁止结构，以探索陆行、飞
行两种不同场景的自动切换。
当然，小鹏汇天并未被“低
空”场景所局限，该公司已公
开表示旅航者X2将前往迪拜开
展符合性验证飞行测试。据悉，
旅航者X2是一款双人智能电动
飞行汽车，机身采用碳纤维结
构，空机含电池重量为560公斤，
拥有最高35分钟的续航时间，
最高飞行高度为1000米，最大
飞行时速130公里。小鹏汇天
方面称其拥有自主飞行路径规
划能力，即通过多传感器实现
对地监控、无死角环境感知、
自助返航降落、百公里双向实
时通信等功能。此外在安全方
面，旅航者X2布置八组独立电
池以实现冗余供电，以及整机
弹射降落伞、24小时监控系统
等配置来保障飞行安全。目前，
该产品已累计进行15000次试
飞。
截至目前，除了汽车企业
在探索eVTOL方向的发展前景
外，谷歌、英特尔、优步等科
技巨头也跻身其间。部分公司
也制定了相应量产时间表。据
incoPat全球专利数据库检索信
息，目前公开有效的“飞行汽
车”专利和申请数量已从200
个（2010年）增长至600个（2020
年）。截至2021年，全球据统
计已有超过200家企业或机构
在研发约420种型号的飞行汽
车产品。
政策、技术仍有制约
根据近来市场的可见预
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期，摩根士丹利根据技术发展情况和政策配套进度对2040年的全球eVTOL市场规模进行预估：技术发展最为乐观，监管政策也能够及时放开的情况下，eVTOL市场规模可能达到29000亿美元；当技术成熟程度和政策配套均为中等水平时，市场规模为15000亿美元；而最不乐观的情况，市场规模也会达到6150亿美元。罗兰·贝格方面也曾发布相似预测，“到2050年，全球范围内将有约10万架eVTOL飞行器在运行，它们将用作空中出租车，机场班车和城际航班服务。”所以，在eVTOL广阔的发展潜力之下，哪些瓶颈及障碍在制约其规模化、大众化应用？从上述摩根士丹利观点来看，还是政策和技术两大方面。
先看迭代相对快速的技术。eVTOL的核心子系统主要包括电池、动力、飞控、航电、通讯、导航及整机结构等，但在目前，其每个子系统都面临着设计及适配开发的挑战。
首先是电池系统。尽管电池技术在汽车电动化转型的发展浪潮中取得很大突破，但eVTOL对电池的要求却与电动汽车和小型无人机不同，其要求电池在较轻自重下既可以保证足够长的续航，又可以满足起降阶段的高功率密度。与此
同时，由于eVTOL无法同汽
车刹车一般随时制动，所以对
电池可靠性的考量会更加严苛，
确保在供电失效或故障等极端
情况下实现安全降落。由此也
不难理解，为何通用汽车选择
优先在Ultium电池系统方面
着手凯迪拉克VTOL的开发工
作。
其次是飞控系统。在飞行
过程中，eVTOL将完全依赖飞
控系统实现飞行器的感知、控
制和决策。但由于eVTOL将
涉及到城市低空使用场景，意
味着其无法将小型无人机、民
航飞机的成熟飞控系统方案拿
来应用，需要对飞控系统的自
主性做有针对的优化设计。而
在整机结构方面，在eVTOL
供应链上，机体结构从定制到
低成本量产显然还要经过漫长
的积累过程，其他的航电系统、
通讯系统和导航系统成规模制
造，显然也需更多的产业布局
及发展。
发展eVTOL在适航政策
方面的难点，则在于现有飞行
规则尚不明晰，甚至可以说，
目前全球缺乏飞行汽车的统一
认证标准以及空域管理规章体
系。当eVTOL产品可以成规
模下线后，这类飞行器的交通
管理系统怎样与现有的空中交
通管理系统协同工作，显然还
需要eVTOL运营商、通信系统
服务提供商、数据服务提供商
和监管机构经历更多的协同挑
战。
不过尽管困难重重，相关
政策也正在逐步推进。当前，
中国民航局（CAAC）、美国
联邦航空管理局（FAA）和欧
洲航空安全局（EASA）都在制
定相关的航空器适航标准。截
至2021年，EASA已先后公布
两版eVTOL适航认证的拟议符
合性评审方法。FAA方面也在
加快制定更具体的eVTOL认证
规则。目前，中国民航局虽然
还没有建立对eVTOL的适航认
证，但大体政策向好。2022年
8月22日，中国民航局就《民
用无人驾驶航空发展路线图
V1.0（征求意见稿）》征求意见，
提出了“先载货，后载客；先
通用，后运输；先隔离，后融合”
的发展路径，设定出一系列无
人驾驶航空产业运营和管理的
发展目标。
亨利·福特在1940年提出
“飞行汽车”的预言，认为飞机
和汽车的混合体将成为现实。数
十年来固定翼、旋翼式等各种汽
车“飞上天”的构想层出不穷，但
都离商业化应用太过遥远。如今，
eVTOL的发展似乎又让预言“成
真”前行一步。
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