飞行汽车曾经它如此苍老,现在却风华正茂

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本文经授权转自《晚点LatePost》(ID:latepost),有删节;作者:王汉洋,编辑:程曼祺。

原标题:《怎么还有人相信飞行汽车?》

怎么还有人相信飞行汽车?

如果你在淘宝搜索“Joby”,大概率弹出两个结果:一个是叫“Joby巧白”的洗手液,另一个是叫“Joby宙比”的奇怪小配件,它是一种长得像八爪鱼的多功能三脚架,可以帮主播实现多角度自拍。

你不会把“Joby宙比”这种小玩意儿当做改变世界的科技产品,但这家公司的创始人JoeBenBevirt,如今已投身另一个反差颇大的行业。他在年创立了JobyAviation(Joby航空),试图把“飞行汽车”,人类历史上最大胆的科技想象之一带入现实。

这并不是一个新梦想。自上世纪20年代,人们开始畅想飞行汽车以来,它已经历了多轮希望与失望的循环。年,《大众科学》杂志就曾预言,飞行汽车会在20年内实现。到年,福特汽车创始人亨利·福特仍在重复这个判断:“飞行汽车将会很快到来。”但此后数十年里,这东西几乎只出现在科幻电影里。

《大众科学》杂志在年首次提出了飞行汽车的雏形概念,当时人们想象的产品形态是“飞机+汽车”的组合。

投身这项事业的人也常让人觉得不靠谱,他们多像JoeBenBevirt一样,有“八竿子打不着”的过往履历,Bevirt的上一家公司是做相机配件的,而即将在今年上市的另一家飞行汽车公司Archer的两位创始人此前是做信息化招聘系统的。

但这一次,有不少迹象显示,飞行汽车可能真要来了。

此时此刻,全球至少有种飞行汽车正在被研发。参与者和投资方不乏波音、空客、丰田、戴姆勒、长城、吉利、英特尔、腾讯、Uber、谷歌创始人LarryPage和沃尔玛电商CEOMarcLore等行业巨头与科技富豪。

一切变化仅仅发生在过去5年间:年时,全球还只有6~7种飞行汽车在被研发,两年后的年,飞行汽车公司数量暴增至70多家,3年后,又进一步翻倍到多家。

行业里也出现了第一批上市公司:拔得头筹的是在年底于纳斯达克上市的中国公司亿航;今年2月,Joby也宣布将通过SPAC方式登陆纽交所,目前估值66亿美元。接下来,曾被腾讯连投两轮的飞行汽车准独角兽Lilium和ArkInvest(方舟投资)参投的Archer也将在年内登陆二级市场。

一些人正在严肃对待飞行汽车的可行性,我是其中之一。

作为专门为飞行汽车设计的自主飞行开源框架GAAS的创始人,我是这个行业在中国的第一批从业者。我们的用户来自36个国家或地区,这使我能更好理解全球范围内的技术和市场动向。

很多年来,飞行汽车被认为是科幻甚至是臆想,常见叙事是:一群人出于疯狂或“忽悠”,浪费资源做着一件注定无望的事。这些言论忽略了一个问题:究竟是什么力量,吸引着人们在过去一百年里前仆后继投身这场冒险?

我会从从业者角度回答这个灵魂拷问:为什么还有人相信飞行汽车?为什么是现在?

1从飞行汽车到VTOL

今天,“飞行汽车”之所以成为可能,正是因为对其原初想象的背离。

下图是目前主流的飞行汽车产品形态:

左上为Joby的S4原型机,中上为Wisk的Cora,右上为Archer的Maker渲染图(他们尚未展示全尺寸原型机),左下为亿航的EHang(前身),中下为Velocopoter的2X,右下为小鹏汇天的旅航者X1。

和诞生在上世纪20年代的初始概念相比,现在的飞行汽车,不再是“飞机+汽车”的简单组合,它看上去更像直升机。人们逐渐发现,能飞和能在地面行驶是两种无法兼容的功能,从空气动力学到重心,再到稳定性,都互相矛盾。

飞行汽车因而放弃了“又飞又跑”的设计理念,聚焦飞行功能,更精确地说是能实现垂直起降和空中悬停的飞行,它也有了一个新的专业名称,垂直起降飞行器(VTOL,verticaltakeoffandlandingaircraft)。如果是电力驱动的话,则被称作eVTOL。

这个领域里一对著名师生的故事,展现了飞行汽车从“飞机+车”向VTOL演化的漫长历程。

老师是现年84岁,仍在创业一线的前加州大学戴维斯分校航空和机械工程教授PaulMoller,他在年就成立了自己的飞行汽车公司,可能是在这一领域坚持最久的创业者。

当Moller萌生制造飞行汽车的想法时,二战尚未结束。那是福特仍在畅想飞行汽车即将快速落地的年代,生长在加拿大偏远山区的Moller从家里的谷仓里放出几只蜂鸟。他看到蜂鸟盘旋后快速飞上天空,就想,如果他能这样上学该多好,冬天跋涉在加拿大的雪地里,可不好受。这是他对飞行汽车热情的开端。

Moller的设计思路仍有古典的“飞机+汽车”的影子,他将之命名为Skycar飞车。

PaulMoller和他的MollerVolantor飞车

到年,Moller已在MollerVolantor飞车上花费了25年和万美元,但依然不能让飞车稳定悬停。

进展缓慢是因为当时并不具备制造“飞车”的技术基础,Moller的航空和机械学科背景可能也限制了他的视野。

回头看,在微电子、电机、半导体和软件技术蓬勃发展前,造出能稳定、安全运行的飞行汽车并不现实。

年开始师从Moller的JobyAviation创始人JoeBenBevirt则踏到了电子与计算机技术的红利。他本人的家族史也是计算机和互联网文化的一部分。

出生于上世纪70年代的JoeBenBevirt童年时住在美国加州圣克鲁斯山区的一个不通电的公社。安家此处的是他的嬉皮士父亲RonBevirt,Ron是70年代嬉皮士反主流运动MerryPranksters的重要成员。

该运动的一个副产物后来对消费电子及互联文化颇有影响,它是MerryPranksters记录者StewartBrand出版的一本另类黄页杂志《全球概览》,展现嬉皮士生活所需的各种物品清单。

对众多产品设计者来说,《全球概览》是重要的灵感参考。苹果创始人乔布斯在斯坦福演讲里提及的“求知若渴,虚心若愚”(StayHungry,StayFoolish)即来自这本杂志的封底。某种意义上,以Bevirt父亲为代表的一群人是万维网原初精神的一块拼图。

《全球概览》

在成长期亲历信息化浪潮的Bevirt后来没有死磕飞行汽车。

在和Moller一起工作两年后,当时二十出头的Bevirt认为,要实现老师的愿望几乎不可能。Moller的飞行器一直面临两个挑战:一是如何在不使用大型发动机的情况下产生足够推力;二是为满足飞行汽车快速调节的需求,必须用电机,但当时电池的能量密度不足以满足设计需要。

从Moller那儿离开几年后,Bevirt先后做过生命科学公司Velocity11,开头提及的“八爪鱼”三脚架和高空发电能源公司JobyEnergy,与飞行汽车渐行渐远。

但年,Bevirt成立了JobyAviation,在时隔近20年后重新投入飞行汽车。他判断,制造稳定、安全、舒适的飞行汽车或者说VTOL已成为可能。

这主要得益于两大技术进展:分布式电力推进系统(DEP)和自主飞行。

其中,分布式电力推进系统(DEP)的作用是以多个电机和飞控组成的动力系统替代结构复杂的涡轮/活塞发动机,现在常见的无人机就采用了DEP。

(左)德国飞行汽车公司Lilium的分布式电机推进系统设计渲染图与(右)航空发动机公司Safran的电机

DEP的好处是有多重安全保障。目前主流的VTOL一般会使用超过6个电机,在这套系统下,即使有单个或多个电机失效,VTOL仍可安全飞行。同时,与电动车和汽油车的区别类似,相比传统依靠涡轮或活塞发动机提供动力的飞行器,使用DEP系统的飞行器可以更好地优化系统性能和管理运行状况。

DEP还能带来更安静的飞行体验,这是商用和民用的关键之一。不要小看噪音,直升机无法大规模普及的障碍之一就是噪音过大。

自主飞行技术则是稳定、安全的另一重保障。

在空中出租市场比较发达的美国阿拉斯加,超过半数的伤亡事故起因是飞行员的操作失误。自主飞行则可以结合传感器和DEP技术,实时优化飞行状态,从根本上提升飞行器的安全性。自主飞行也能带来更好的商业收益:在VTOL的经济模型中,有无飞行员可能直接影响是否盈利。

新技术支撑下,JobyAviation的研发速度比Moller当年做飞车时快了几倍。

成立公司6年后,Joby在年首次试飞了缩小版原型机,两年后又试飞了全尺寸原型机,并在年开始生产和测试“投产原型机”(投产原型机指按适航标准生产的飞行器)。

Joby对外宣称,该投产原型机目前已试飞超次,有望在年投入商业运营。

2空中交通的想象力

不过,仅仅能造出更安全、稳定的飞行汽车,并不足以解释,为何有更多人和钱正在涌向这个领域。

更重要的是需求。从这个角度看,重点不再是飞行汽车本身,而是它能构建的更大可能性——“城市空中交通”(UAM,UrbanAirMobility,下称UAM)。

UAM是NASA(美国国家航空航天局)、Uber等组织从年前后开始力推的一种新交通方式。NASA在



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