創(chuàng)業(yè)邦（ID：ichuangyebang）原創(chuàng)

作者丨王藝

編輯丨海腰

題圖丨圖蟲創(chuàng)意

近日，小鵬發(fā)布了其新構(gòu)型概念飛行汽車，這是其繼“旅航者X2飛行器”10月10日迪拜首飛后，小鵬汽車再一次出牌。

與“旅航者X2飛行器”無法地面行駛不同，這款新構(gòu)型概念飛行汽車能夠在開放道路自由行駛，可以進(jìn)行陸行和飛行模式的切換。也就是說，這是一款既能“跑”也能“飛”的汽車。

來源：汽車之家

這款飛行汽車的尺寸和常規(guī)汽車相當(dāng)，采用了分布式多旋翼結(jié)構(gòu)，具備機(jī)臂折疊收納系統(tǒng)，比起去年1024科技日上公布的飛行汽車方案，這款新構(gòu)型概念飛行汽車的機(jī)臂及槳葉更短，飛行狀態(tài)總長、總寬更小，對起降場地的尺寸限制更小，飛行的可通過性更好，使用更便捷。

同時(shí)，這款飛行汽車的整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度更低、噪聲水平更低，還具備飛控的容錯(cuò)控制功能和動力的雙備份，即使發(fā)生單點(diǎn)失效的情況，也依然能夠保持可控的飛行和安全著陸。

對于未來的立體交通，一直有“飛行派”和“造車派”的路線之爭，他們誰會笑到最后？

圖片來源：雪球

能跑能飛，造車派心中的星辰大海

1024科技日的小鵬飛行汽車視頻公布后，就引來了一大波人的吐槽。

“這不就是大號無人機(jī)嗎？”

“大疆吊小鵬。”

“這是最新款的飛行汽車？看起來不過是普通汽車上綁了四個(gè)巨型螺旋槳？”

盡管小鵬后來回應(yīng)稱，“飛行汽車90%的情況下，是開車；10%的情況下，是飛行”——小鵬明確指出飛行汽車是可陸地行駛的汽車，安全的低空飛行器，擁有很低的上手難度。用其官方話術(shù)，每個(gè)會開普通汽車的人都能駕馭這款飛行汽車，陸行時(shí)使用方向盤，飛行時(shí)單桿操作，飛控系統(tǒng)會輔助駕駛員執(zhí)行駕駛意圖。

但是，這款汽車仍然與人們想象中的飛行汽車大相徑庭。

這就要說到飛行汽車的兩個(gè)派別：飛行派和造車派。

所謂“飛行派”，指的是以波音、空客、中國商飛等為代表的飛機(jī)制造商，以谷歌、英特爾、Uber為代表的科技公司，以及Kitty Hawk（現(xiàn)Wisk）、Joby Aviation、Lilium、億航智能、時(shí)的科技、峰飛科技等創(chuàng)業(yè)公司。

這些公司要么是有著強(qiáng)大飛行器基因的老牌廠商，要么是有著強(qiáng)大技術(shù)實(shí)力的科技巨頭和科技新銳，在技術(shù)和人才上有著充足的儲備，其飛行汽車產(chǎn)品長得也不像汽車，沒有輪子，不能在地上跑，而是更像一個(gè)小型的直升機(jī)或飛行器。

嚴(yán)格說來，他們的產(chǎn)品是eVTOL（ electric vertical take-off and landing）——電動垂直起降飛行器。這些eVTOL能像直升機(jī)一樣著陸和起飛，像固定翼飛機(jī)一樣巡航，不挑起降環(huán)境，一般用于城市載人或者短途物流。

左上：Joby Aviation S4；右上：Airbus CityAirbus、

左下：大眾V.MO；右下：億航184

而“造車派”則以小鵬、吉利、廣汽、豐田、現(xiàn)代、大眾、本田、戴姆勒、奧迪、通用、鈴木等車企為主。這些車企均有布局飛行汽車，知名的如小鵬旗下的小鵬匯天、吉利旗下的太力飛車（吉利收購美國飛行汽車公司Terrafugia后將其改名太力）、現(xiàn)代集團(tuán)的Supernal、豐田的SkyDrive、大眾汽車的V.MO等。

雖然這些廠商生產(chǎn)的飛行汽車產(chǎn)品大部分也是eVTOL，但是他們的夢想更為宏大——希望自己的飛行汽車既能在天上飛，也能在地上跑。而“造車派”還真生產(chǎn)出來了這樣的產(chǎn)品，代表作是小鵬匯天剛剛發(fā)布的新構(gòu)型概念飛行汽車和吉利收購的Terrafugia（太力飛車）旗下產(chǎn)品Transition。

左上：Terrafugia Transition；右上：豐田SkyDrive

左下：SupernalS-A1；右下：奧迪 Pop.Up

既能跑又能飛的“飛行汽車”和能垂直起降的“eVTOL”，是兩個(gè)概念，兩種不同的東西。

eVTOL是飛行器，而飛行汽車是汽車和飛機(jī)的結(jié)合體。目前，行業(yè)里還沒有形成統(tǒng)一的對eVTOL的中文簡稱，因此還是叫它eVTOL。

也就是說，小鵬此前發(fā)布的“旅航者X2”，嚴(yán)格來說應(yīng)該屬于eVTOL，而剛剛發(fā)布的這款“新構(gòu)型概念車”，才是真正的飛行汽車。

但是，正如剛發(fā)布時(shí)遭受的群嘲那樣，小鵬這款新構(gòu)型概念飛行汽車（也稱X3飛行汽車），在設(shè)計(jì)理念、技術(shù)基礎(chǔ)和商業(yè)前景上，都存在明顯的BUG。

首先是設(shè)計(jì)理念上的自相矛盾。

從科學(xué)的角度看，能飛和能在地面行駛是兩種無法兼容的功能，從空氣動力學(xué)到重心，再到穩(wěn)定性，都互相矛盾——對大部分沒有機(jī)翼的eVTOL來說，要求機(jī)身的重量足夠輕、重心足夠高；而對于飛行汽車來說，它首先是一臺車，要求重心足夠低、有更大的重量，才能有更強(qiáng)的抓地力，跑起來更穩(wěn)定。

“eVTOL和飛行汽車本來就是兩種東西，二者背后的邏輯完全不同。飛行汽車是要實(shí)現(xiàn)門對門交通的無縫銜接，而eVTOL是希望提升城市交通效率”，飛控專家王謙說，“飛行汽車最大的優(yōu)點(diǎn)就是既能飛又能跑，能夠行駛至起降點(diǎn)，而eVTOL幾乎沒有地面機(jī)動能力。但是，就性能和可實(shí)現(xiàn)性來說，既能飛又能跑的飛行汽車，存在諸多法律、技術(shù)和操縱邏輯難題，在可預(yù)見的將來，很有可能既飛不好、又跑不好。”

其次是技術(shù)基礎(chǔ)的不完善。

以飛行汽車和eVTOL為代表的飛行器最關(guān)鍵的三個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，是動力、結(jié)構(gòu)和飛控。電池密度決定了飛行器是否有足夠的的動力維持起降和巡航；旋翼構(gòu)型決定了飛行器飛行的高度和起降的速度；飛控則決定了飛行的姿態(tài)和穩(wěn)定性。

小鵬官方稱，其最新款飛行汽車采用了“分布式多旋翼構(gòu)型”，也就是四個(gè)螺旋槳吊著一臺車在空中飛行。這種構(gòu)型的飛行器雖然結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)動部件少、配件易更換，降低了從研制到取證再到生產(chǎn)的難度，但是載重量小且效率極低，很難實(shí)現(xiàn)超過30分鐘的總續(xù)航時(shí)間。

在飛行器設(shè)計(jì)行業(yè)，多旋翼向來是處于鄙視鏈底端的存在——因?yàn)樵跉鈩釉O(shè)計(jì)領(lǐng)域，盡可能的加大升阻比才會獲得更高的效率，除非遇到材料或者結(jié)構(gòu)限制才會選擇純多旋翼構(gòu)型的方式。

正如小鵬公布的試飛視頻那樣，這款擁有四個(gè)巨大螺旋槳的飛行汽車僅在30米的低空飛行了幾分鐘就搖搖晃晃落地了，盡管其落地后工作人員中里響起了雷鳴般地掌聲，但仍然無法掩蓋這款汽車的致命弱點(diǎn)：這款車的重量約為兩噸，和小鵬P7不相上下，這也就意味著，需要極強(qiáng)的動力才能保證這款飛行汽車的順利起降和航行。

馬斯克曾經(jīng)公開表示，要實(shí)現(xiàn)載人飛行器的商用，電池能量密度至少要達(dá)到400Wh/kg。城市空中交通社區(qū)Aviary Project的創(chuàng)始合伙人Pamir Sevincel也曾表示，只有當(dāng)電池能量密度達(dá)到350-500Wh/kg的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)候，才能實(shí)現(xiàn)高頻、高節(jié)奏、高吞吐量的空中飛行。

而當(dāng)前動力電池的能量密度大都在250Wh/kg左右，即使是寧德時(shí)代剛剛發(fā)布的CTP3.0麒麟電池，能量密度也只能達(dá)到255Wh/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于馬斯克所說的400Wh/kg。

多旋翼的構(gòu)型、未達(dá)標(biāo)的動力系統(tǒng)加上短暫的續(xù)航時(shí)間——這些都決定了小鵬的這款X3飛行汽車只能是一款概念車，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到量產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。

為什么車企都想“上天”

為什么包括小鵬在內(nèi)的這么多車企都想做飛行汽車和eVTOL呢？

首先是市場空間巨大。摩根士丹利的一份研究報(bào)告顯示，未來20年是飛行汽車的井噴期，到2040年，市場規(guī)模將高達(dá)1.5萬億美元。作為對比，中國發(fā)展迅猛的新能源汽車今年的市場規(guī)模還沒突破萬億。藍(lán)海廣闊，機(jī)遇無限。

其次是解決現(xiàn)實(shí)問題的需要。城市擁堵問題已經(jīng)成為了當(dāng)下絕大多數(shù)城市的通病。百度地圖發(fā)布的“2021年度交通擁堵榜單”顯示，2021年中國最擁堵的城市排名前三位分別是北京、重慶和長春，其中重慶通勤高峰期的速度為25.27km/h，只比一個(gè)人步行的速度快了5倍，甚至約等于一個(gè)人快速騎行的速度。這時(shí)候如果有一輛能夠垂直起降且能夠飛行的汽車，則會大大節(jié)省出行的時(shí)間成本。

第三，汽車工業(yè)有著百年的歷史積淀、優(yōu)秀的技術(shù)人才和成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，這意味著其制造產(chǎn)業(yè)鏈上有著相當(dāng)多可復(fù)用的東西。飛行汽車和eVTOL最重要的組成部分有三個(gè)，分別是飛控模塊、動力系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)材料。在動力系統(tǒng)方面，有四個(gè)非常重要的核心部件——電機(jī)、電調(diào)、槳和電池。

目前的新能源汽車產(chǎn)業(yè)里，電機(jī)和電調(diào)的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)先進(jìn)了，完全可以復(fù)用到飛行汽車和eVTOL上。eVTOL行業(yè)里也有很多來自新能源汽車動力系統(tǒng)的技術(shù)人才。

在工藝方面，新能源汽車自動化生產(chǎn)線上的機(jī)械手、機(jī)器人等設(shè)備也同樣可以用于飛行汽車和eVTOL的生產(chǎn)，節(jié)省了重新布局生產(chǎn)線的人力物力成本。

盡管現(xiàn)在飛行汽車的結(jié)構(gòu)、動力和材料技術(shù)都還很不成熟，但用于輔助出行的eVTOL領(lǐng)域發(fā)展卻十分迅速：僅2021年，eVTOL就獲得了50億美元的投資；Joby、Archer、Lilium和Astro Aerospace等eVTOL企業(yè)均已上市；中國吉利集團(tuán)旗下Terrafugia（太力飛車）的TF-1和由斯洛伐克Klein Vision（克萊因視覺公司）研制的 AirCar也分別于去年和今年完成了適航認(rèn)證。

目前，eVTOL已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)時(shí)速超320km/h、最大載荷220kg的載人飛行，飛行高度也能夠達(dá)到1000m-3000m。

或許在未來，eVTOL能夠早飛行汽車一步，提前實(shí)現(xiàn)人類的飛行夢想。

*飛控專家王謙對此文亦有貢獻(xiàn)。

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