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「飞行汽车」最大的问题不是能不能飞起来,而是更重要的一件事
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发表于 2024-9-20 13:40:48
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2016 年是一个很难在人们记忆里留下深刻印象的年份,不过这年年初,有一些关于飞行的幻想正在萌发。
亿航 184当年的 CES(国际消费电子展览会)上,创业公司亿航展示了「全电力低空自动驾驶载人飞行器-亿航 184」,并展示了由 CG 动画和实机拍摄拼接而成的演示片,还表示会在 3-4 个月内商用。
然后接着就是 2 月春节档上映的烂片《美人鱼》,里面有一个场景,一个富豪面对堵车长龙豪不急躁,邪魅一笑,开着一个飞行背包就绕开车流直达目的地。现实中,深圳光启也有类似的飞行背包展示,名叫光启马丁飞行包。
8 年多的时间过去了,这两类产品依旧停留在演示阶段,和普通人无缘。光启也和已破产的柔宇,还有华大基因一起,被坊间称为「深圳三大骗」。至于低空载人飞行器,则延展称为 eVTOL(电动垂直起降航空器),被不少人给予厚望,认为是改变未来出行,实现科幻场景的下一代交通工具。eVTOL 的缩写过于抽象,「电动垂直起降航空器」字数太多,载人无人机听起来自相矛盾,在此我们还是用通俗的「飞行汽车」来概括这类四轴或者六轴多旋翼载人电动垂直起降飞行器,巧合的是,目前主要研发这类飞行汽车的两家企业都位于广州:前面提到的亿航,和小鹏汇天。
EH216-S 试飞亿航最新的产品是 EH216-S ,已经在多地实现了载人实验飞行,也给一些景区等单位进行了交付。
小鹏汇天最新的产品则是前不久演示的「陆地航母」,由一辆电动汽车和一架「飞行汽车」组成,飞行汽车可以通过折叠装载在电动汽车尾部,也可以通过电动汽车进行充电补能。
小鹏汇天一体式飞行汽车 CES 现场展示飞行模式8 年时间,飞行汽车有一些变化,但更多的还是不变。变化是政策上低空经济概念兴起,官方也发证,鼓励企业进行相关尝试。不变的是飞行汽车的形态,依旧是电池作为动力源,4 个或者 6 个电机搭配旋翼,垂直起降,简言之,还是超大号的无人机。如标题所言,「飞行汽车」最大的问题不是能不能飞起来,四轴旋翼飞行器其实是个力大砖飞的典型,飞起来并不难,难的是「安全冗余」这件事。
现代民航业毫无疑问是把「安全」放在第一位的行业,因而从里程和事故率的对应关系看,飞机是最安全的交通方式,即便如此,一旦出现空难,那绝对是世界级的新闻,无论是 9·11 还是马航飞机失联,亦或是上次东航空难,都是行业里的重大事故。飞机之所相较之下安全,很大程度上是因为飞机有完全的「安全冗余」措施,最典型的就是双发或者多发设计,当一个发动机故障的时候,另一个发动机也能提供足够的推力维持飞行,并安全降落。四发飞机如波音 747 和空客 A380 在多个引擎失效的情况下仍有相对较高的安全余地。此外,飞机的飞行控制系统(包括操纵杆、襟翼、方向舵等)通常至少有两个独立的控制系统,以确保即使一个系统失效,另一个系统可以接管控制,也有一些飞机甚至会采用三重冗余设计。除了飞行控制系统之外,包括液压系统、燃油系统、导航系统等等,大飞机也都采用了至少两重的冗余,当一套系统出现故障之后,另一套系统能够马上进行接管。虽然四轴或者六轴多旋翼飞行汽车看起来电机多,但它完全不是冗余设计,恰恰相反,一旦其中一个电机故障,旋翼不转了,反而会大大影响飞行的稳定性,尤其是四轴飞行器,要是一个旋翼停摆,那轻则不稳,重则坠落。可以这么说,四轴飞行汽车先天就有安全劣势,在动力上完全没有冗余和备份,一旦出故障,就没有挽回的余地。
并且,四轴飞行汽车也不是变大的四轴无人机,我们看到大疆等品牌的无人机非常灵活,这是因为它旋翼很小,转动惯量也不大,加上大疆的飞控系统很智能,通过陀螺仪,加速度计,气压计等传感器获得飞机姿态位置信息,配合避障系统,可以迅速调整姿态,进行各种炫酷操作。载人的飞行汽车因为重量关系,旋翼的桨叶就做得非常大,加上电机的高转速,使得它的桨叶一旦高速旋转,就会产生巨大转动惯量,这种情况下想要做到像小型无人机那样的灵敏控制就异常困难,所以飞行汽车对于飞控系统的要求也相当之高。而在 2022 年一篇晚点 Auto 和小鹏汇天创始人赵德力的访谈中,我们也看到,这类飞行器还远没有达到令人完全放心的程度。晚点 Auto:你们飞多少米高度?
赵德力:最早探索飞高一点,后来探索飞低一点,现在考虑到用户的心理承受程度,可能就是超低空飞行。我们这个飞车有很多保护和安全的冗余设计,比如安全带、气囊、缓冲,各种保护做完了,从 10 米、8 米掉下来,不会对人造成致命的伤害。
晚点 Auto:大家担心的可能不止是致命,大家不想受伤。
赵德力:我们是产品方,肯定希望是把伤害减少到最低,万一极低概率有坠落发生,也不会有人死亡。这种坠机首先失效概率很低,电动化之后,相对直升机来说它的结构更加简单,可靠性更高。
也就是说,这种安全保障是「尽可能不造成致命伤害,而非不造成伤害」。另外,在这次访谈中,赵德力也很坦诚地说了一些测试事故,其中他本人也受到了严重的伤害。晚点 Auto:这么多次测试有出过问题吗?
赵德力:有出过两三次问题。最严重的是被螺旋桨打到脚指头,粉碎性骨折,在医院里做手术。现在还有个脚趾头弯不过来,有些骨头都没找到。我要躺在医院至少 40 多天,大概躺了一周就强行出院了,还签了一个免责协议。早期测试有很多不确定因素,环境的因素,设备可靠性的因素。
除了极难被解决的安全问题之外,其实四轴或者六轴多旋翼结构,在动力经济性上也是很不划算的选项,只不过小型无人机不太需要考虑这一点,但载人的飞行汽车却没法忽视这个问题,一架只能飞十几分钟,续航三四十公里的交通工具,适用性和实用性都不高。从古代的万户想要自制火箭飞行,到莱特兄弟,再到飞行汽车和飞行背包的尝试,没有翅膀的人类对飞行的渴望从未停歇,但正如翼装飞行这项迷人又危险的极限运动那样,飞行和安全从来都是以矛盾的方式相伴。个人飞行时代或许会来,但一定是解决了安全问题,因为起飞早已经不是难事,安全降落才是最大的挑战。
文 | 刘学文
*题图《万户飞天》,由 DALL-E 生成喜欢这篇文章就点这里
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