为什么电动车之后，下个被革新的一定是「飞行汽车」

adccarry

电动汽车带来的「三电」和自动驾驶技术的成熟，为飞行汽车奠定了可能。

采写 | 陈晨

编辑 | 靖宇

汽车脱离地面交通的束缚，任意穿梭于三维空间。不需要七弯八绕，出行可以是「两点之间，直线最短」，这是《银翼杀手 2049》等科幻片里的未来交通。
从 1924 年《大众科学》杂志的整个版面、亨利·福特嘴里念叨的「飞行汽车会很快到来」，到莫勒（Paul Moller）1967 年成立飞行公司，却在 25 年后仍然不能让飞车稳定悬停。很长时间里，飞行汽车只是彼得·蒂尔抱怨中的那 140 个字符。
开源自主飞行框架 GAAS 的创始人王汉洋，曾这样描述飞车早期的常见的叙事：「一群人出于疯狂或者『忽悠』，浪费资源做一件注定无望的事。」

莫勒和他的飞行汽车｜图片网络

在过去几个月，多被称作「飞行汽车」的 eVTOL（电动垂直起降飞行器）却异常活跃。
全球从事 eVTOL 开发的项目达 260 余项，丰田、优步、腾讯纷纷布局，国内包括玮航科技、沃兰特、时的在内的一批初创公司获得融资，国外 Joby、Lilium、Archer 成功上市……
10 月底，小鹏汇天发布聘请原国防科技重点实验室副总师李明的消息。此前不久，它刚把新一代飞行器的量产时间定在了 2024，融资 5 亿美元在 A 轮成为了行业「独角兽」。
经历了一次次的希望与失望，eVTOL 再次打开了人们对立体出行的想象。资本的青睐、越来越多的参与者似乎都在预示着一场交通的变革。发生在这个时期的 eVTOL 热潮不说水到渠成，其实也早有了些准备。




01
技术发展带来新可能




「黄浦江边曾经有一个直升机游览的项目，后来因为噪音扰民被叫停。」这个例子常被用在 eVTOL 介绍的开场。
直升机靠一个巨大的旋翼提供升力，「单旋翼高速转动时产生的噪声，恰恰正处在那种足以惹恼每个人的频率上。」而且如果旋翼失灵，很容易直接坠毁。可见单旋翼的构型，并不能满足城市飞行对安全和噪声小的要求。而这两点，也正是 eVTOL 相较于直升机的优势。
eVTOL 的构型主要有多旋翼和多涵道（涵道风扇），「多」的设置是为了提供安全冗余。多涵道目前主要在验证阶段，目前已经生产出的 eVTOL，大多采用多旋翼的构型，其中的原因离不开多旋翼已经在无人机上经过一轮验证，有了较多的应用。
多旋翼结构早在鸦片战争期间就被英国人乔治·凯设计了出来，但早期在和直升机的竞争中一直落于下风。多旋翼的机械结构简单，可是同时控制好几个旋翼、感应并调节姿态对传感器的精度有极高的要求，这个问题在最初的几十年一直没解决。
受益于电子技术的发展，处理器逐渐能满足多旋翼的计算要求，传感器小型化也成为可能。控制学专家对多旋翼直接驱动方式的青睐，则进一步推动了飞控技术的发展。
2005 年，基于 Arduino 的开源飞控发布，随后的开源飞控 APM（ArduPilotMega）和 PX4 相继问世，无人机产业爆发，而技术还在进步，不断积淀，并在 eVTOL 上找寻新的应用机会。
分布式电力推进系统（DEP）是另一个在降低噪音和提高安全性上具有决定性意义的技术。
分布式推进系统是多电机和飞控组成的动力系统，能更好地管理运行状况，而且同多旋翼一样，也提供了一定的安全冗余：即使一个或多个电机失效，垂直起降飞行器仍然能维持飞行。
除此之外，分布式推进系统是将发动机的能量转化后，提供给分布在机翼或机身上的若干风扇、螺旋桨或者其他装置产生动力。它能够集成到机体结构上，优化机体周围的流场，大幅降低油耗、减少排放，同时能够减轻飞机的重量，降低阻力和噪声。
2009 年，师从莫勒的乔本·贝维（JoeBen Bevirt）特成立了 Joby Aviation，距离他判断老师的梦想没有技术条件并离开飞行汽车，已经时隔近 20 年。多年重回飞行汽车行业，有人说正是一些重点技术进展让他看到了可能。




02
电动汽车「技术溢出」




除了上述技术的出现和成熟，智能电动车行业则是一个更为集中的技术外溢池，为 eVTOL 的研发提供了较为成熟的三电系统、零部件、智能化系统以及相应的硬件设备的上游产业链准备。
当被问及 eVTOL 主机厂和上游供应链的关系时，一位 eVTOL 行业的投资人觉得从顺序上来说，肯定是主机先于供应链。「这就跟特斯拉大卖了，然后中国的三家电动车企业起来了，你的时代变得很牛逼一样。」
特斯拉在智能电动车领域打出一片天地后，新的力量也跃跃欲试，特别是在各国政策的扶持下，智能电动车行业蓬勃发展。
而随着智能电动车产业进入高速发展期，「三电」同样成为零部件领域的重要赛道。各供应链企业和车企看到了机会，也加大了对大功率电机、高密度锂电池、自动驾驶技术的投入和应用。
以电池为例，特斯拉在与众多供应商合作的同时，也自研自产动力电池，推动隔膜、电解液等技术革新。今年 9 月底发布的无极耳 4680 电池在改善成本的同时，能提高 5 倍能量密度，目前该电池正在日本试产。

特斯拉推出的无极耳的 4680 电池｜特斯拉

除了性能的提升，新技术使用规模的扩大和参与者的增多，生产成本和价格也会相应下降。根据航空工程师西奥多·莱特的观察，锂电池的产量每增大一倍，成本会降低 10%～15%。
无论是性能提升还是价格下降，都让 eVTOL 受益匪浅。
英特尔创始人之一的戈登·摩尔曾预言，在成本不变的情况下，集成电路上可容纳的元器件的数目，大约每隔 18-24 个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。归纳了信息技术进步速度的「摩尔定律」，也一次次被事实验证。
「任何一项技术，只要它的『功率』升高，而价格不断下降，就可以成为指数型技术。」IT 界的飞速前行如此，动力电池、三电系统的发展也彰显着他们的潜力。
而不管是在电动车还是在 eVTOL 上，更有新意和价值的，是一些指数型技术开始相互融合与交互。
人工智能革命催生的强大算力，材料科学里的碳纤维和合金材料，智能手机战争中的传感器、全球定位、视觉成像 ……在 eVTOL 中，我们能看到好多技术的影子。
承接、融合了各项技术的 eVTOL，也在发展着以它为起点的新科技。如倾转翼和涵道的气动设计技术、应用新质子导电膜的新型氢燃料电池。
在中国工程院院士陈志杰看来，「技术跨域融合的常态化将为低空空域的管理发展带来更多可能。」
接下来的问题是：技术在未来会如何融合？哪个行业会是新的出口？技术演进的速度、颠覆的潜力在下个阶段会怎样发展？
或许，我们可以采用一个更大胆的「摩尔定律」了。




03
航空业迎来「电气化」




「任何事物的发展都离不开时代大背景」，这是历史老师教给我们的东西。除了从技术演进的路径分析，eVTOL 的前缀「e（electric)」也给了它更多阐释的可能。
现在这个时代影响最深刻和深远的发展趋势，应该就是「节能减排」。在此背景下，「电气化」进驻到各行各业的生产消费过程中，能源结构的转型升级不可避免。
全球车企都在加速「电气化」的进程，沃尔沃宣布从 2030 年起将只销售电池电动汽车；捷豹计划到 2025 年只生产全电动汽车，捷豹和路虎品牌的所有车型到 2031 年都将提供纯电版本；通用汽车宣布建设第二座电池厂；而梅赛德斯·奔驰正在寻求发展自己的电池；大众宣布未来五年将投资约 600 亿欧元，用于开发电气化和数字化等下一代技术。
继数字化之后，航空业也正在迈入电气化的新一轮革命。

罗罗「创新精神号」在英国完成首飞｜图片网络

罗尔斯·罗伊斯公司（下称「罗罗」）在英国范堡罗国际航空航天展览会上提出「EVTOL」的概念时，将其作为「倡导电气化」战略的重要组成部分。
在日前举办的第 26 届联合国气候变化大会上，罗罗首次展示了「mtu 零排放燃料电池系统」。此前 9 月，罗罗的「创新精神」号全自动飞机成功首飞，为项目开发的先进电池和推进技术则可以应用于 eVTOL 和通勤飞机上。
电力推动的 eVTOL 是航空领域脱碳的重要标志，航空业的减排需求和难度，也给了投资人投资的机会。
能源结构转型的大趋势下，不只是电力，其他可持续能源也在创造着一个个行业的发展机会。
这些机会中不乏一些造车势力的影子。大众汽车宣布将在 2025 年前投入 4000 万欧元，在欧洲建立太阳能及风力发电厂。小鹏汽车近日宣布，旗下位于广州肇庆的分布式光伏项目顺利并网。
eVTOL 未来会不会用上其他「新能源」，怎样在「减排」的同时「节能」又会发展成下一个命题。




04
「飞行汽车」等待破局者




2016 年，Uber 发布「Elevate」城市空中交通白皮书，并计划 2020 年开始 UAM 运营。2020 年底，Joby 收购「Elevate」项目，此时该项目的创始团队已经各奔东西，但 eVTOL 和 UAM 两个相辅相成的概念却一直在资本市场中流传并向大众传播。
业界人士评论：「Uber 最大的成就或者说对 eVTOL 行业的贡献，可能就是创造性地把 eVTOL 这样一种单纯的航空技术与 UAM 的应用场景相结合，在投行的行研配合下，创造出一个极其宏大的叙事。」
关于 eVTOL 后的未来交通场景，一些飞行器制造商们已经描绘和渲染过很多遍。节省通勤时间，甚至是改变现有交通网络结构，进而改变城市形态和商业生活的构想，无疑是振奋人心乃至具有变革性的。

小鹏汇天畅想的未来飞行汽车的使用场景｜小鹏汇天

然而在经历了前期的好奇后，大众对「飞行汽车」的态度却更多的是怀疑。在相关新闻评论里最常见的两个词是「画饼」和「圈钱」。
「科技对社会的推动取决于社会对科技的运用水平」，只有使用者越多，科技产品对社会的贡献才会越大。
不少 eVTOL 公司已经公开确定了量产和商用的时间节点，但是从他们计划中的商用到真正进入我们的生活又还有多远的距离呢？
一位投资人在被问及在 eVTOL 赛道的投资期待时谈到，「25、26 年，有优秀的公司，不管是谁，把这件事做出来。」「到时候再看最合适的场景到底是什么样的。」
《未来呼啸而来》的作者彼得·戴曼迪斯说：「预见未来的最好方法，就是创造未来」。eVTOL 正在等待一个特斯拉一样的破局者。


参考文章：
《离开地面这十年：从会飞的相机到飞行汽车》，王汉洋
《怎么还有人相信飞行汽车》，王汉洋


本文为极客公园原创文章，转载请联系极客君微信 geekparker

ghj88

飞行汽车是吹的，在城市往哪里降落。

tanxiao

赞同！
道路已经饱和，天空还没有开放，飞行汽车就是未来！

nczhangyun

不能完全智能掌控的低速私人飞行器，就是棺材。

578983126

我觉得这事应该马斯克来干，又快又便宜。