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万亿蓝海 飞行汽车定义未来交通出行新赛道

时间:2023-11-08 13:19:44

近日,工信部等四部门印发《绿色航空制造业发展纲要(2023-2035年)》(以下简称《纲要》)。《纲要》提出,到2035年计划建立完整、先进和安全的绿色航空制造体系,新能源航空器将成为发展主流。其中,关于电动垂直起降航空器(eVTOL)(通俗称为“飞行汽车”)的一系列规划引发市场关注。

城市、跨城交通压力大 构建综合立体交通网络

当前,汽车保有量增速远远高于城市道路资源建设。据公安部统计,2023年1-9月全国汽车保有量为3.3亿辆,较去年同期增加1500万辆,城市发展面临交通拥堵和排放治理困难,构建综合立体交通网络势在必行。2021年初,国务院印发了《国家综合立体交通网规划纲要》,明确指出要加快建设交通强国,计划到2035年基本建成现代化高质量国家综合立体交通网,构建城市群内部快速空中交通网络。

现阶段,城市内部的交通拥堵加剧,特别是特大城市和超大城市,根据《2023年度中国主要城市通勤监测报告》显示,北京、天津和上海等超大城市的45分钟通勤比重均低于80%。作为报告监测的关键指标之一,80%通勤者45分钟可达是城市运行效率和居民生活品质的衡量标准,也是改善城市人居环境的重要目标。不难发现,国内大城市的人居环境堪忧,亟待改善。

此外,城际交通效率不高,也深深困扰着数量与日俱增的跨城通勤者。孚能科技CEO王瑀近期在某论坛上表示,到2030年,预计全球大约60%的人口将居住在郊区,届时道路交通的发展将难以满足人们的出行需求。以北京为例,随着北京城市化进程的推进,常住人口逐步向环京地区(北三县、廊坊市区、固安、涿州)聚集。据统计,2022年约有33万通勤者住在环京地区,每天跨城上下班耗时平均在2小时左右。此外,随着京津冀一体化深入,北京与天津之间的跨城通勤也很普遍。虽然两城之间有高铁相连,但下高铁后,还需要在城市内乘地铁或公交车周转。有居住在天津的网友称,自己在北京工作,每天需要在两地之间往返,平均通勤时间4个小时,每月光通勤费用就超过2000元。

种种迹象表明,尽管目前的出行工具有很多,诸如私家车、公交车、地铁、高铁、飞机等,但在可预见的未来,城市拥堵和跨城交通效率低等问题仍将持续加剧,对于新型的交通出行工具和立体交通网的需求已箭在弦上。

国家释放积极信号 空域交通迎来发展机遇

Alef Aeronautics公司推出的Model A(图片来源于外网)

从技术层面来看,布局“飞行汽车”需要从几个主要领域入手:飞行汽车结构设计、驱动技术(纯电/混动系统)、空气动力学技术、智能驾驶技术(包括智能驾驶舱)。

从结构设计来看,目前市场主流的技术路线分为两种,简单来说,就是只具备飞行功能的和既能空中飞行又可以陆地行驶两种方案。马斯克投资的Alef Aeronautics公司推出的Model A属于后一种方案。

驱动技术分为三类,纯电/混动系统技术、高功率密度盘式电机技术和分布式驱动技术。其中,纯电动力可以实现能源的清洁化、低碳化;混动系统技术可以起到增程作用,能够帮助“飞行汽车”实现长里程行驶。而分布式驱动技术包括了地面行驶和飞行模块的分布式驱动,通过构型模块的重构,优化气动布局,实现“飞行汽车”更高的驱动效率与更强的机动性能。

此外,对于能够在空中飞行的“飞行汽车”而言,空气动力学技术也是必不可少的研究方向,包括气动力学、高效旋翼与航道设计以及飞行综合控制,确保“飞行汽车”在使用过程中的稳定性、安全性和高效机动性。

而智能驾驶技术其实和汽车的智能驾驶类似,研究方向大致分为三个方面,智能感知与决策技术、智能座舱与操控技术和智能底盘控制技术。前者通过增强系统的感知能力,优化决策规划,比如什么区域可通行,遇到障碍物如何避让等。智能座舱大家就比较熟悉了,主要是通过合理设计智能终端操作系统、软硬件架构,来实现人机智能交互、获取准确的周围环境和状态信息,来提升操控安全性。而智能底盘控制技术,主要是针对“飞行汽车”在陆地行驶时的控制,围绕线控系统执行控制、动力学域控制和集成控制三个方面进行研究,从而实现线控系统能够高效精确做工,保障整车安全稳定运行。

从长远发展来看,布局“飞行汽车”除了可以让企业在新赛道抢占先机外,对于企业吸引投资、展现创新技术实力,以及向用户传递企业价值观和发展愿景等方面具有积极意义。

总结

20多年前吕克·贝松执导的经典科幻电影《第五元素》中描绘的未来交通场景,距离我们更近了一步。“飞行汽车”如今已不再是梦,尽管现阶段距离其真正落地尚有时日,但在国家政策的持续推动下,未来出行的美好蓝图已缓缓展开。

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