JBpress10/8刊發渡邊光太郎的文章,分析一個五人小企業研發的獲得國際大獎的飛行汽車,指出,飛行汽車的優勢尚未證明,還需要長遠的不懈努力。
最近,"飛車"一詞成為熱門話題。這種飛行汽車是一種像無人機一樣的交通工具,裡面能坐一個人。它可以不需要跑道就能起飛,似乎有望像汽車一樣,成為天空中的簡易交通工具。
隨著近日豐田汽車公司進入這個領域的報導,公眾對飛車的關注度越來越高。的確,想必任何人都能輕鬆駕車飛翔,讓夢想成真。遺憾的是,飛行汽車的研發,其實是國外的研發佔據了領先地位,但是,近來日本也有企業開始參與飛行汽車的研發。
我有機會參觀了其中的一家叫Tetra航空的風險公司。Tetra 航空是一家只有5名員工的小公司,但是,卻是一家實力雄厚的公司,在波音公司贊助的名為"Go Fly"的飛機研發競賽中獲得了獎項。在一個有上百支隊伍參加比賽中,唯獨Tetra航空獲得了獎金,顯然未來有望。日本企業在飛行汽車方面的能力,得到世界認可,當然值得高興。要知道,日本航空業至今遠遠落後於美歐。不過,如果飛行汽車能讓日本企業製造的飛行器在全球範圍內起飛,那就太好不過了。
另一方面,與許多其他新技術一樣,人們對飛行汽車充滿了期待。但是,事實上,很多熟悉飛機的人,都對它的未來有苛刻的評價。在本文中,我們考查了日本對飛行汽車可能性所抱有的希望和批評混雜的現狀。
自從飛行汽車成為熱門話題後,就有人提出,簡易飛行汽車隨時可能成為現實。我想,"飛車"這個名字之所以被創造出來,是因為它像汽車一樣方便,任何人都可以使用。有人說,飛行汽車將徹底改變移動性,引領MaaS革命,所謂MaaS是Mobility as a Service的縮寫。
但是,就目前來看,我們所說的飛行汽車會不會像現在的飛機這樣流行,並不容易看透。因為,與現有飛機相比,這種飛行器並沒有明顯優勢。大多數所謂的飛行汽車,都有多個螺旋槳平行安裝下面,垂直起飛。螺旋槳由電機驅動,因此它們是用電飛行。
作為飛行汽車的好處,可以列舉能改善維護和降低燃料(電力)成本,自動化操作,不需要飛行員,並能在任何地方降落。不過,電動化和自動駕駛,也可以在固定翼飛機(也即常見的機翼飛行)和直升機上實現,顯然這些並不是飛行汽車的獨佔的優勢。此外,直升機也已經實現了垂直起降。但是,需要注意的是,垂直起降不一定是在任何地方降落的唯一方式。
電動動力固定翼飛機的研究已經完成,世界上小型飛機的商業化已經不遠了。飛行汽車的優勢與現有的固定翼飛機、直升機等飛機並無區別。換句話說,人們常說的飛行汽車的優勢也同樣沒有根據。
與固定翼飛機的機翼和直升機的旋翼相比,電機和小型螺旋槳的安置要靈活得多。
因此,有人駕駛的無人機型飛行器,也就是所謂的飛行汽車,其外形比固定翼飛機和直升機更加靈活。這是一個只針對飛行汽車的功能,而且,在現有的飛機上也存在。不過,這個功能,是否能實現固定翼飛機和直升機不能實現的東西,還很難說。
另外,人們都說要把它做成簡易的交通工具,但是,我們所說的飛行汽車這種東西,並沒有技術上的道理可以說它要比其他飛機更容易。
它和其他飛機沒有什麼不同,只要失去了懸浮的力量,就會墜毀。要想飛起來,飛機必須比汽車輕得多,而且,它的飛行能量必須遠遠大於汽車,還必須像飛機一樣安全。因此,它永遠不可能會是一輛簡單的汽車。
這一點,如果你對飛機有一定的了解,那就是一個很容易理解的常識。這樣一來,我不禁覺得,那種說MaaS革命,說飛行器將是任何人都能輕易獲得的觀點,就顯得非常業餘。估計飛行汽車,是要到22或23世紀的事情,如果有真能有的話。
它們的效率比直升機更低,而直升機在燃油效率方面大大不如固定翼飛機。絕大多數飛行汽車,都是用固定螺距的螺旋槳飛行,原則上很難達到和直升機一樣的效率。
但是,通過自由調配和其他技術創新,來彌補效率低下的問題也沒有多少希望。即使它們的效率不高,但是,如果它們的便利性能夠得到更多的補償,它們也可以成為一個有用的載體。
然而,目前還沒有克服飛行器效率低下的前景,也很難希望飛行器能夠提供直升機所不能提供的便利。因此,未來飛行汽車的發展,必須找到比固定翼飛機和直升機更獨特的優勢,找到更好的歸宿,才能得到普及。
目前,飛車的形式和尺寸多種多樣。只不過它們配備了多個與地面平行安裝的螺旋槳。例如,在Tetra 航空公司製造並在Go Fly中獲獎的飛機中,前兩個螺旋槳的位置與後兩個螺旋槳的位置不同,還有很多機型配備了多個與地面平行的螺旋槳。而且,有一個固定的機翼,這是很多其他型號所沒有的設計。Tetra航空的飛車布局。它裝有4個以不同角度排列的螺旋槳和機翼,前進時可補充升力。
這樣做的目的,是通過使用更多的螺旋槳動力進行推進,用固定翼的升力來承載保持浮力所需的部分力量,從而獲得速度和燃油效率。這是一項技術創新,彌補了前述飛車效率低下的問題。
也就是說,有希望通過更靈活的布局和造型來彌補飛行汽車效率的不足。另外,由於它們的外形與固定翼飛機和直升機不同,可能會帶來它們所沒有的便利。但是,到目前為止,我們還沒有找到什麼形狀最好的答案。例如,許多飛行汽車的螺旋槳位於乘員的下方或緊挨著乘員。
有人指出,這樣做如果發生意外,螺旋槳飛出,很有可能撞到乘員。這種安排很有可能會在審查時遇到阻礙。由於飛行器的外形還沒有確定,所以無法確定它的效率會比直升機低到什麼程度,也無法確定只有飛行汽車才有的優勢。換句話說,飛行汽車的可能性,目前還無法確定。
在某些情況下,飛行汽車很有可能無法成功發揮其相對於直升機的優勢,其應用也可能找不到,或者說受到無限限制。由此可見,對飛行汽車的挑戰,就是要找到一種在外形自由度和應用吸引力方面具有最大優勢的形式。
飛車的潛力還是未知數,但是,並不意味著發展飛車就沒有意義。首先,如果飛行汽車普及了,日本就必須發展飛行汽車,否則就會被徹底拋棄。它可能會遭受與現有航空業相同的命運。三菱太空噴氣機的發展停滯不前,也讓人擔憂,但是,除非日本有人去開發飛機,否則日本的航空工業無法持續發展。
飛行汽車的開展將有助於培育人才,支撐航空工業開展。Tetra航空獲得Go Fly獎的飛機屬於無人機類別,但是,它已經獲得了FAA的型號認證。
當然,無人機範疇比本田噴氣機簡單得多,更不用說三菱太空噴氣機了。不過,能夠親身體驗一下機體認證這種東西,還是非常寶貴。此外,還能獲得組織整機的經驗,這在日本航空業也無法容易獲得。
自然,飛行汽車在飛行的過程中一定要輕巧,電機一定要輕巧、大功率,電池一定要輕巧、大容量。實現這一目標的技術積累,可以用於製造電動汽車,也可以應用於所有其他用電產品。
對於還在形成過程中的東西,如何實現效率和作用的最大化,應該是一個很好的經驗。當然,對MaaS革命的幻想卻沒有多大意義,但是,如果我們在開發飛車之前就了解飛車的實際情況,對人力資源的開發會有幫助。
如果飛行汽車普及了,開發工作就算大功告成,但是,即使飛行汽車沒有普及,開發經驗也是一筆巨大的財富。固定翼飛機和直升機已經很成熟了,如果日本試圖效仿,就會像三菱太空噴氣式飛機一樣,困難重重。
另一方面,飛行汽車還沒有成型。這使得日本更容易參與到行動中來。我認為,還是應該支持認真研發一款實用的現實飛車。
目前,Tetra 航空研發的機型,正是那款在Go Fly中取勝的飛機,而且,是專門為此而研發的一款飛機。換句話說,這並不是為了立即實用。不過,該公司計劃於2021年開始在美國銷售預售,價格為數千萬美元的休閒用。目前,正在開發這方面的模式。
當然,我所提到的關注點正在被理解和發展。它們將在明年的美國奧什科什航空展上亮相,順便說一下,奧什科什航空展是飛機開發商最大的慶典活動。就像目前飛行事業的宿命一樣,在美國拿到型號證書,然後出售就容易多了。
就連本田噴氣機的發布、型式認證,第一個市場都是在美國。作為一個日本人,雖然有點悲哀,但是,考慮到市場和社會的接受基礎,這也可能難以可避免。
儘管如此,這份公告還是揭示了飛車作為日本公司製造的產品,將會是什麼樣子。目前,關於它的外觀和規格還沒有任何消息,但是,如果打算銷售這款車型,就會考慮到實用性。
即使公布了原型機,但要獲得型式認證並準備銷售,還需要很長一段時間。但是,當它亮相時,就會讓人知道飛行汽車將能為市場提供什麼。有消息稱,該車的發展方向是通過安裝像Go Fly的機身一樣的機翼,來節省懸浮所使用的能源。
此外,它還計劃成為一款搭載內燃機的混合動力車型,不過僅靠低能量密度的電池,其續航裡程受到限制。這也使化石燃料的使用成為可能,因為,化石燃料的能量密度比電池高,也可以延長續航裡程。它將以什麼樣的形式出現,表現如何,以及它能發揮這樣的功能,還有待觀察。
另一方面,人們對飛行汽車的期望值有些超前,目前還不清楚飛行汽車會是什麼樣子,與現有飛機相比有什麼優勢。說實話,這些事情讓我都感到有些茫然。認真瞄準在市場上出售某種模型的出現,將澄清飛車的歧義。關於未來飛行汽車的爭論將變得更加現實。
無論如何,Tetra航空的未來非常令人振奮。真想能看到他們生產出一些東西,讓人們對飛行汽車的質疑聲一掃而空。