四旋翼飞行器获FAA认证,无人驾驶“飞行车”加速到来,万亿空中市场即将打开

绕波特 2022-11-18
3073 字丨阅读本文需 8 分钟

11月8日,美国联邦航空管理局做出了一项重要的举措。针对4年前乔比公司提出的关于其“倾转四座电动旋翼飞行器”的认证申请,FAA终于给出了自己的认证基本条件。

这项基本条件是过去从来没有给出过的,而且是针对电动垂直起降飞行器直接给出的。换句话说,FAA不会直接参考其他的飞行器对电动倾转旋翼飞行器做认证的规范,而是会把这类飞行器作为单独的一个类别,加以考虑。

这项规范的出台,意味着FAA在幕后做了很多工作,而工作的重点仍然是安全性和可靠性,这也是民用航空器试航历史上最为宝贵的经验。

1、FAA如何关注安全与可靠?

首先来讲,FAA重点关注了它的飞行模式。因为传统的固定翼飞机和传统的旋翼的飞行机,特别是直升机,都不同于现在的倾转电动旋翼飞行器。倾转旋翼电动飞行器是把旋翼倾转到这个垂直方向上,然后实现垂直起降。在升空以后,旋翼转到水平方向,实现高速的水平飞行,这个时候由短翼来产生相当一部分的升力,所以它不同于传统的飞行器。

而固定翼飞机在失去动力以后,可以转入滑翔;直升机在没有动力的时候,可以按照自转着陆的方式,来赢得缓冲的空间。这两种飞行器都有一定的安全可靠保障,而倾转旋翼类飞行器并不是都具备这样的本领。所以FAA要求,乔比的产品必须要在动力丧失的情况下,具备安全着陆和持续飞行的可能性。

从现在理解来讲,这一项规定对于倾转旋翼类飞行器还是很有挑战的。因为它不同于传统飞行器的这种设计方式,想完成在严重故障或者动力全损的情况下,实现这样一个安全的着陆是有难度的。但是这是这种飞行器必须经过的一项考核,同时对于它的分布式的电机布局,FAA要求必须对于动力系统进行隔离处理,不可以产生连带性的损失。同时,动力部分在撞击的情况下,不能够起火燃烧和爆炸。

这一项规定,跟这个液体的燃料飞机是不一样。对于电动飞行器,重点考核它的电机的可靠性,而乔比的倾转电动旋翼机有4种电机。一种是驱动螺旋桨,直接运转的驱动电机;还有一种是驱动这个螺旋桨,进行这个水平和垂直方位转换的电机;还有一类,是螺旋桨的调聚电机;再有一类,是关于冷却系统的驱动电机。

所以这么多电机在一个飞行器里,FAA对于它的能源系统、动力系统的综合考量,就变得极为严格。特别对于飞机飞行器转换模式,从垂直起降到水平飞行转换模式这个方向,FAA也制定了新的法则。特别是转换过程中,气动载合的变化,也要求乔比公司给出详细的说明。但是FAA也表明,毕竟倾转电动旋翼飞行器并不是商用的飞机,所以它的安全级别不会参考商用飞机的水准。

但是欧洲人想法跟这个不太一样,欧洲人还是要求电动旋翼飞行器,如果它是城市飞行器或者说空中Taxi的话,还是要参照商用飞机的来。

FAA这一系列的认证的基本条件等于是一个重要的信号,意味着FAA在未来的一段时间,会严肃地去审核乔比的电动旋翼飞行器。一旦认证通过,这类飞行器就会赢得一个市场的准入许可,无论FAA采用了什么样的标准,那市场准入许可的率先获得,将会使得乔比公司成为这个市场上的先到者,甚至是利益的先享受者,这也是美国FAA对于这个市场所秉承的一种理念。

2、各大车企相继入局

大众汽车集团(中国)发布了首款电动垂直起降载人飞行器原型机——V.MO。据悉,这款原型机基于现有的自动驾驶解决方案与电池技术打造,翼长11.2米、翼展10.6米采用豪华X翼构型,八个用于垂直起降的旋翼以及两个用于航向水平推进的螺旋桨。最终将实现运载四名乘客及行李物品飞行长达200公里的目标,改进后的原型机将于2023年夏季末进行更高标准的试飞。

国内知名的电动车造车新势力小鹏汽车早从2013年开始就一直在致力于飞行器的开发与研究,最近更是发布了可以在飞行和陆行状态随意切换的第六代飞行汽车的相关信息,其最高飞行海拔高度能达到1000m,速度能够达到130km/h,同时,它还有自动辅助驾驶、雷达测距、躲避障碍物等多种功能配置。据悉,小鹏还宣布2024年争取将飞行汽车实现量产。

吉利也早在2017年就已开始布局飞行汽车业务,但相比于小鹏,目前吉利在飞行汽车领域相对较为低调。

最近,还有消息称广汽集团也将加入这个行列之中,正在着手研发飞行汽车。据广汽研究院副院长张帆透露,广汽将在未来出行技术方面进行广泛布局,对多元的出行场景载具都会有所研究。

除了这些传统的汽车行业目前在积极布局飞行器以外,包括像腾讯、Uber在内的诸多新玩家近几年也相继入局“飞行汽车”领域。

但其中也有部分已经尝试失败的。比如说2018年,奥迪和空客就曾展示了一款叫做Pop.UpNext的飞行汽车原型。但遗憾的是,一年后却叫停了该计划,并表示要探索新的方向。

3、飞行汽车将成为市场蓝海?

各大车企涉足飞行市场,也从侧面说明了市场的火热及潜在的红利。根据2021年出台的《国际综合立体交通网规划纲要》,首次明确提出要发展低空经济。今年3月份,交通部印发《交通领域科技创新中长期发展规划纲要(2021-2035年)》,其中提到,部署飞行汽车研发,突破飞行器与汽车融合、飞行与地面行驶自由切换等技术,以抢占前沿装备先机。而据摩根士丹利报告显示,全球飞行汽车市场规模将在2030年达到3000亿美元,2040年剧增至1.5万亿美元,中国有可能成为全球最大的低空城市交通市场。

除了机构对飞行汽车发展高度看好外,车企也对这一领域抱有极高的期待。大众集团认为,飞行汽车到2025年将成为一种常规的交通工具;通用汽车CEO玛丽·博拉也表示电动汽车的未来,不限于道路上行驶的汽车。

不过,就目前市场情况而言,飞行汽车与自动驾驶所处位置相似,都处于商业化落地难的境遇中。虽然在政策上,我国对飞行汽车研发制造给予了支持,但在行驶方面,法律法规还处于空白。此外,在技术层面,飞行汽车还要解决安全、续航等问题以及相关配套产业链,这些都需要大量的时间。

“车企涉足飞行汽车领域,是一个前瞻性的布局,是企业产品多元化的发展。但目前涉及到法律和规章相对比较复杂,商业化的实现还有待时日。”中国汽车流通协会专家委员会专家颜景辉表示。

由此来看,飞行汽车想要实现商业化落地还很远,在短时间内也无法成为市场蓝海。

汽车分析师田力表示:“飞行汽车的发展可以说是必然的,汽车电动化转型为航空电动化奠定了较好的基础,这也是一场全新的科技革命和产业革命。不过,从短期来看,飞行汽车想要普及不太现实,飞行汽车领域的管理还处于摸索阶段。而目前车企纷纷入局,或许是想寻求资本的助力。”

就目前行业发展而言,飞行汽车还有很长的路要走。而要想实现普及,不仅需要车企在设计制造、适航认证、配件研发等方面努力,还需要政策及法规的扶持。清华大学车辆与运载学院教授张扬军认为,在2030年前,飞行汽车主要还是早期商业示范运行;2030-2050年,逐渐进入飞行汽车商业化运营时代;2050年后,将迎来城市空中交通发展的时代。

我们可以试想一下,如果倾转电动旋翼飞行器真的是城市飞行器的限时商业版的话,那么这个市场的规模可能大到难以想象。参照现在汽车市场,大概数万亿美元的规模,那么社区或者说城市电动飞行器的市场,至少也应该是万亿美元的水平。

如此大的市场,谁会忽视?无论是欧洲还是美国,都在积极的考虑这类飞行器的市场管理和技术法则的问题。这样一个市场一旦打开,可能意味着一个产业大门的彻底的开启,也可能意味着人类交通方式的改变。而这些改变从技术的角度来看,已经越来越成熟。但是法规的成熟,仍然需要一个相对的过程。

无论如何,如此重要的市场是不应被忽视的,所有的航空管理当局都应该积极地去考量,如何利用电动垂直起降旋翼类飞行器的优势,用法规和技术规范的手段去避免它的劣势,从而能够激发这样的飞行器,在未来人们的城市生活中发挥更大的功用。

虽然目前载人飞行器的发展已经初具成效,但是从监管和政策层面来讲,“飞行汽车”概念目前仍旧尚不明晰。即便是像美国、日本 已经开始部分量产的国家,在驾驶要求上仍与传统飞机一样,需要驾驶员考飞行驾照。因此,在短时间内,载人飞行器仍旧很难成为一种主流。

但从长远来看,这种交通方式依旧是解决地面交通拥堵最好的解决方案。而我们也有理由相信,未来随着载人飞行器产业不断的成熟,法律、法规也会逐渐出台。

对此,知名投行摩根士丹利也预测,随着技术与资本投入状况的改善,2040 年自动飞行汽车市场规模可能高达 1.5万亿美元。

文章来源: 王亚男航空说,斑斓航空科技有限公司,华夏时报

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