飞行汽车,上天容易落地难!
随着科技的飞速进步,飞行汽车已经从科幻电影中的概念逐渐走入了现实生活。根据摩根士丹利预测,到2030年,飞行汽车市场将达到3200亿美元。预计到2040年和2050年,城市空中交通的总市场规模将达到1万亿美元和9万亿美元。另外在双碳、数字经济双战略驱动下,城市低空出行迎来了历史性机遇。飞行汽车可以在应急救援、观光体验、低空物流、立体交通等诸多领域发挥特殊作用。然而,尽管这种新型交通工具拥有诸多潜在优势,其在市场上的接受度却受到多种因素的影响。从技术成熟度与安全性考量
飞行汽车作为一种融合航空与汽车技术的产品,首先需要克服的就是技术成熟度和安全性问题。飞行汽车作为一种新型交通工具,需要解决的核心技术问题包括高效的动力系统、先进的飞行控制系统、以及紧凑且安全的机体结构。目前的电池技术尚不能完全满足长时间、远距离飞行的需求,而飞行控制算法也需要在复杂多变的环境中实现高度自主化和智能化。
中国工程院院士项昌乐在最近以《飞行汽车发展现状与关键技术进展》为题的报告中指出,由于城市空地混合空间建筑林立和地貌复杂造成的垂直起降问题、城市边界层气象环境复杂及气流扰动大带来的稳定控制问题、解决绿色低噪问题、综合交通态势复杂造成的智能管控、空中和地面多种载具数量多以及高密度运行带来集群调度问题、电磁频谱交错和建筑遮蔽通讯以及定位受阻等因素造成定位导航问题等都是目前飞行汽车技术层面需要面临的。
从安全性角度看,飞行汽车的安全性首先体现在其设计和制造过程中。与传统汽车和飞机相比,飞行汽车需要同时满足陆地和空中两种不同环境的运行要求。这意味着飞行汽车必须具备出色的结构强度、动力性能和稳定性,以应对各种复杂的气候条件和突发情况。此外,飞行汽车的控制系统也必须经过严格测试和优化,以确保在各种飞行状态下都能保持精确的控制和稳定的性能。除了设计和制造,飞行汽车的安全性还与其运行环境密切相关。在空中,飞行汽车需要与其他航空器共享空域,这就要求飞行汽车必须具备先进的感知和避障技术,以确保在空中交通中的安全。此外,飞行汽车还需要与地面交通进行协同,避免与地面障碍物或其他交通工具发生碰撞。因此,建立一个高效、智能的交通管理系统对于保障飞行汽车的安全性至关重要。另外与传统汽车和飞机相比,驾驶飞行汽车需要更高的专业知识和技能。驾驶员不仅需要熟悉飞行汽车的操作和维护,还需要了解空中交通规则和气象条件。因此,对于飞行汽车驾驶员的培训和认证也是确保飞行汽车安全性的重要环节。
目前的法规政策与监管环境
目前,飞行汽车的法规政策尚处于摸索阶段。各国政府都在努力制定和完善相关法规,如欧盟制定的《空中交通整体规划》以适应这一新兴产业的发展。这些法规主要涉及飞行汽车的制造标准、驾驶资格、空中交通管理、安全要求等方面。然而,由于飞行汽车技术的复杂性和创新性,很多法规政策都还在不断调整和完善中。
另外飞行汽车的监管环境面临着诸多挑战。一方面,现有的交通监管体系主要针对地面交通工具,而飞行汽车的出现需要建立一个全新的空中交通监管体系。另一方面,飞行汽车的安全性和可靠性也是监管部门关注的焦点。如何确保飞行汽车在空中和地面都能安全、高效地运行,是监管部门需要解决的重要问题。
今年以来,从国务院、省一级到地级市,密集出台了一批与低空经济相关的政策文件。其中,《国家综合立体交通网规划纲要》《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》《绿色航空制造业发展纲要(2023—2035年)》《中华人民共和国空域管理条例(征求意见稿)》等重磅政策让eVTOL商业化的政策限制被逐步打通。
民航管理干部学院通航系教授于一建议,首先在监管理念上,飞行汽车类产品应用的广深、深度和频次远超传统民航运输服务,需要社会化监管,如驾驶员个人应对自己安全负责。其次在工具上,作为诞生于数字时代的产品,飞行汽车以数字、智慧、绿色为根本特征,因此新监管必须要适应新的需求,建立数字监管工具箱,比如说对算法的监管、对算力的评估、对数据的分级分类等。三是在节奏上,要处理好监管与创新的关系,既要守住底线,又要支持好创新探索。
经济成本与市场定位
尽管有资料显示,飞行汽车的成本远低于传统小飞机,每百公里成本约为18元,仅为传统小飞机的20%。电动飞行汽车的维护成本约为传统小飞机的一半左右。
但是飞行汽车的制造成本和维护费用目前仍然较高,飞行汽车的售价远高于普通汽车,这使得大多数消费者望而却步。此外,运营成本也相对较高,尤其是燃料成本和维护成本。这些因素都限制了飞行汽车的普及速度。要想实现飞行汽车的普及,就必须降低生产成本,提高经济可行性。这要求科研机构和企业不断进行技术创新,同时也需要政府提供政策支持和财政补贴。
飞行汽车的成本可以大致分为研发成本、生产成本和运营成本三大部分。研发成本是飞行汽车从无到有的过程中必不可少的投入,涵盖了技术研发、原型机制造、测试验证等环节。这部分成本通常较高,但随着技术的成熟和规模化生产,单位成本会逐渐降低。生产成本则是指将飞行汽车从原型转化为实际产品的过程中所产生的费用,包括材料成本、制造成本、人工成本等。运营成本则是指飞行汽车在使用过程中所产生的费用,如燃料成本、维护成本、保险费用等。
对飞行汽车未来发展建议
项昌乐院士在以上报告中提出三个方面建议,第一在政策生态方面,对于飞行汽车首先应该根据国情,推动飞行汽车的发展路径、政策、生态建设。我国飞行汽车产业的发展与落地提供政策保障,健全和营造相关的产业生态和社会生态,建立人才培养体系,以满足飞行汽车发展需求。第二在技术引领方面,布局整合、推动飞行汽车技术难题突破。在能源和动力技术方面,飞行汽车需要长航时动力和高比能量动力电池,电池能量密度是决定飞行汽车eVTOL能否商业化落地的核心要素之一。建议飞行汽车商业化要求电池成组能量密度须提升至300-400Wh/kg以上。此外飞行汽车对于轻质车身的要求非常高,轻质车身技术主要包括整机空气动力学和轻量化材料技术,目前处于持续优化阶段。另外目前低空飞行智驾技术处于发展早期,多数eVTOL配备飞行员,预计高等级智能驾驶技术将在未来实现商业落地,届时需要整个系续体系的协同管理。第三,在示范应用方面,打造全链,在国内特定城市、地区设立飞行汽车先行应用示范区。设立飞行汽车立体交通场景应用试点,完善试点内基础设施建设,为飞行汽车未来在全国范围内的普及积累经验,聚点成链,聚链成圈,打造未来飞行汽车全链条产业体系。
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