作者：孙亦真
摄影：赵仲弈



从莱特兄弟造出世界上第一架飞机“飞行者一号”，到1917年“飞行汽车之父”柯蒂斯尝试研制人类第一款飞行汽车；从1939年泰勒·霍华德设计并制造第一辆具备可拆卸机翼的飞行汽车原型，到1991年第一款垂直起降飞行汽车的问世……自从人类开始探索天空以来，如何为汽车插上“翅膀”，已经成为萦绕交通行业百余年的“历史之问”。




近年来，在以电动化、智能化为代表的新技术加持下，低空智能交通在多元化应用场景中获得更多发展机遇，2024年更是被称为“低空经济元年”。随之而来的是全新的城市空中交通（UAM）。万亿市场前景之下，不少人开始畅想，未来能否一出家门就看到满天的“飞行汽车”。“这种设想不是梦想，我想会在未来的三五十年里面实现。”3月18日，同济大学教授、飞行器工程研究所所长沈海军走进上海市崇明中学，以《低空经济与城市空中交通》为题，向在场师生生动描绘了一幅“人飞于天、货行于空”的未来画卷。




“飞行汽车”并不是一个新词

飞行汽车，这个看似只存在于科幻世界中的概念，在现实中却并不是什么新鲜词。“为解决城市交通拥挤，油动传统飞行汽车已经经历了百余年发展历程。”沈海军教授介绍道，早在1917年，美国工程师格·寇蒂斯就发明了人类历史上第一辆飞行汽车。“只可惜，由于性能达不到要求，这台“飞行汽车”从未真正飞上天空，只是尝试过一些短距离的飞行式跳跃。”

一直到21世纪之后，飞行汽车才迎来“上天”的曙光。2021年，吉利旗下的“太力”传统飞行汽车获全球首张美国FAA的轻型运动型飞机适航认证。“然而，传统的油动飞行汽车因无法垂直起降，且安全性、便捷性、智能性和环保性先天不足，难以在UAM中普及推广。”沈海军教授表示。在满怀期待的公众看来，飞行汽车永远都在“跳票”，永远都存在于“不久的将来”，就好似一个可望而不可及的美梦。




传统的飞行汽车不能在城市里飞起来，那直升机可以吗？1956年，纽约航空公司就曾开通了从曼哈顿到纽约肯尼迪机场的定期航班，全程仅需10分钟，票价相当于今天的Uber出租车。“很遗憾，到了70年代，由于政府取消了补贴，加上石油危机、安全性等问题，这种低价运营直升机的方式就做不下去了，UAM的发展陷入了低谷。”沈海军教授说。



“eVTOL将成为UAM的主角”

2009年，NASA提出电动垂直起降飞行器（eVTOL）的概念，同年，全球首家eVTOL公司Jobby成立，打破了直升机城市运营模式，给UAM带来了新的希望。

“UAM必然是低空经济中最诱人的部分，而eVTOL又将会成为UAM的主角。”沈海军教授表示，现被称作“飞行汽车”或“空中的士”的eVTOL，不仅安全性更高、噪音更小，且驾驶门槛更低，已成为当下最热门、最具前景的低空航空器。垂直飞行协会将eVTOL定义为“直升机诞生以来航空业最重要的技术变革。”




据沈海军教授介绍，目前有三种主要构型，即多旋翼、组合翼和倾转旋翼。“飞行器没有翅膀就飞不快、飞不远。”这是航空业中广为流传的共识，多旋翼eVTOL虽然是其中技术难度最低的构型，但由于没有固定机翼，它飞不远也飞不快，且载重量非常有限。相较之下，组合翼eVTOL能够飞得更快更远，但最大的缺点是有一套冗余的动力系统。如今，全球大多数企业都更青睐倾转旋翼eVTOL。而在沈海军教授看来，“可跑可飞”且能够自动驾驶的eVTOL将是UAM的终极目标。“若能优化到这样一种形态，我们才能够真正打通城市地面和空中交通的壁垒，实现真正意义上的三维城市立体交通。”



“空中的士”起飞，我们准备好了吗？

近年来，国内关于低空经济的政策可谓层出不穷。沈海军教授表示：“政策的持续加码，正推动低空经济从‘试验田’走向‘大市场’。”

低空空域的“松绑”是沈海军教授最为关注的重点政策。“低空空域开放对于低空经济发展而言，就好比舞台对于演员。演员没有舞台就无法呈现精彩的表演，而低空空域严格管制下的低空经济难以焕发活力。”去年11月，中央空管委宣布将在合肥、杭州、深圳、苏州、成都、重庆六个城市开展eVTOL试点，600米以下空域的管理权将下放给地方政府。这不仅是对传统空域管理的一次大胆突破，更将成为低空经济蓬勃发展的标志性起点。沈海军教授也坦言，上海其实是低空经济步子走得最小、最慢的城市之一。“这主要是因为上海作为国际化大都市，人杂人多，管理难度非常之大。”他表示，空域毕竟涉及到的方面很多，还需要协调对民航、军用及其他行业的影响，逐步试点放开，不断探索前行。

低空经济与航空业之间存在什么样的联系？如何在空中搭建独属于eVTOL的交通系统？eVTOL究竟能否“飞入寻常百姓家”？互动环节，在场学生纷纷踊跃提问，在沈海军教授的耐心解答中碰撞思维的火花，激发了他们对于未来城市交通方式的无限遐想。




在科技飞速发展的未来，城市的天际线将不再仅仅是高楼大厦的堆砌，而将增添一抹全新的风景线——“空中的士”。它们将成为连接地面与天空的桥梁，重塑城市出行的格局，打造未来的“空中之城”。


“大师课堂——院士专家进校园”活动由上海市科协、上海市教委联合主办，邀请院士专家以专题讲座的形式与学生面对面互动，实现校外科学教育与学校的“双向奔赴”，更好地“孵化”青少年的科学精神、创新素质，在助推“双减”的同时，做好科学教育的加法，宣传弘扬科学家精神，激励青少年树立起投身建设世界科技强国的远大志向。


来源: 上海市科学技术协会