通用航空 低空经济 飞行汽车
字数:5910 阅读:30分 来源:中国民航报
自汽车和飞机发明以来，人们就一直在探索如何将两者结合起来。
机械化时代的很多尝试，是在汽车车身上安装可折叠的机翼，以求实现陆空两栖；电动化和智能化时代的研究方向，则是以电动垂直起降和智能辅助驾驶实现大众化的交通应用。“飞行汽车”的内涵也由狭义的陆空两栖汽车，拓展为面向低空智能交通和立体智慧交通的大众化运载工具，包括陆空两栖汽车和电动垂直起降航空器（eVTOL）两大类型。
2017年～2024年，是中国飞行汽车从饱受质疑到广泛期待、从学术探讨到产业兴起的重要阶段。接下来就让我们从技术进步、市场发展和行业变革等方面，概略性回顾国内飞行汽车的创新发展路径和它所带来的深远影响。
科技进步 提供无限想象空间
科技的飞速发展，为飞行汽车商业化应用奠定了坚实的基础。
2016年，美国优步（Uber）公司发布了《城市空中交通白皮书》，预测电动垂直起降飞行器（electric Vertical Takeoff and Landing,eVTOL）将成为“空中出租车”的主要形式，但优步公司虽然几经努力，仍未能实现像手机打车那样的空中交通业务。2017年，清华大学教授张扬军在电动航空国际论坛上首次公开论述了电动化飞行汽车的理念、关键技术和发展建议，引起业内热议，但更多的人则对此提出质疑。
民众的质疑，并没有阻止技术的发展。2018年2月，曾被美国媒体称为“Flying car is coming”（飞行汽车即将到来）的中国亿航184原型机首飞成功；次年，亿航智能在美国上市，掀起了国内飞行汽车发展的大潮；2020年3月，清华大学特种动力团队的飞行汽车电动涵道风扇推进系统一体化设计技术，获得了2019年度国际航空奖莱特兄弟奖章；此后，峰飞航空、时的科技、沃兰特、御风未来、零重力等企业陆续成立。
电动化的垂直起降飞行，是飞行汽车实现汽车立体化所依托的关键核心技术，也是传统航空器真正实现大众化的必由之路。eVTOL以其高效、环保和灵活的特点，克服了传统机械动力水平起降飞行汽车结构复杂和受场地限制等缺陷；相较于直升机，分布式电推进可以更好地实现低噪音和高安全。由于eV?TOL的电动化产业链与新能源汽车深度融合，其未来的规模量级也将超过航空器而更接近于汽车。人们也常常将面向大众化交通的eVTOL，称作广义的飞行汽车。
在中国市场上，吉利公司放弃了早期采用燃油动力进行水平起降的TF-1太力飞车，转向具备电动垂直起降能力的AE200倾转旋翼eVTOL，并投资了沃飞长空等新技术路线企业，规划出从“电动垂直起降飞行器”、“分体式飞行汽车”到“一体化飞行汽车”的产品迭代路线。
与吉利从燃油动力陆空两栖汽车转向电动垂直起降飞行器的发展路径不同，小鹏汇天则是从电动垂直起降无人机向电动化的陆空两栖飞行汽车进行探索。2018年，广东汇天第一代“飞行汽车”起飞，可以将其看作是一架载人大型多旋翼无人机。而2019年问世的旅航者T1，则更像是一架电动化的多旋翼直升机。2020年～2021年，小鹏汽车投资广东汇天后，新的小鹏汇天陆续推出了旅航者X1、旅航者X2和旅航者X3，逐渐融入了汽车产业链；正在设计当中的X5已经是探索陆空两栖功能的电动垂直起降飞行汽车；2024年7月，小鹏汇天“陆地航母”飞行汽车面世，为“分体式”飞行汽车在现有法规标准体系下的“兼容性”和“路空融合性”提供了新的探索方向。
飞行汽车的构型从多旋翼、复合翼、倾转旋翼到倾转翼和倾转涵道风扇等不断创新，推动了汽车、航空和无人系统等多产业的跨界协同与融合发展。这其中，广汽集团发布GOVY AirJet，以复合翼构型实现垂直起降功能；长安汽车则携手亿航智能，开展电动垂直起降飞行汽车的研发制造。
传统直升机企业也开始拥抱电动化。2024年，中直股份AR-E3000电动垂直起降飞行器发布，采用电池+电机动力总成以及“多旋翼+上单翼+V型尾翼”的总体气动布局，其高效、环保和灵活的特点使电动垂直起降成为当前飞行汽车行业研发的主流方向。
2024年2月，亿航智能的EH216-S飞行器获得中国民航局颁发的型号合格证（TC）、生产许可证（PC）和单机合格证（AC），标志着全球首款无人驾驶载人航空器有望在新的技术路径下开展商业化应用探索。截至2024年底，国内已有包括中国商飞、中航直升机等航空类企业，广汽、奇瑞、长安等汽车类企业，亿航、大疆等科技与无人机类企业在内的超过100家单位布局飞行汽车研发制造。
同时，具备电动垂直起降功能的飞行汽车已获资本和技术的深度投入。在资本层面，截至2024年10月，全球已有超过23家eVTOL企业获得融资。其中小鹏汇天以1.5亿美元的融资额，创单笔最高纪录，这与传统机械动力水平起降飞行汽车的备受质疑形成鲜明对比，显示出资本对电动垂直起降飞行汽车的高度认可。在技术层面，清华大学聚焦飞行汽车动力等核心技术的研发，在电动涵道风扇、模块化飞行汽车智能推进体等方向上前瞻布局，并获得莱特兄弟奖等国际认可；北京航空航天大学在eVTOL飞行器气动布局设计、飞控系统开发等领域取得多项进展；北京理工大学、西北工业大学、南京航空航天大学等著名高校及科研院所也纷纷投入eVTOL相关技术和产品的研发。
在电动垂直起降、智能自动驾驶和先进的材料科学等领域的突破，为飞行汽车的设计、制造和未来运营提供了前所未有的机遇；在人工智能、传感器技术等领域的突破，为飞行汽车进一步增强性能和安全性提供了巨大支持；轻量化材料、新能源技术等领域的进步，也为飞行汽车提供了更高的能效和可靠性；混合动力和涵道风扇的逐步应用，则进一步提升载荷航程和安全性，并降低了噪声和运营成本。
作为低空智能交通运载工具，飞行汽车在航空、汽车、新能源、新材料和新一代信息技术的基础上融合人工智能等创新领域，成为集车形机器人、飞行机器人和个性化智能立体空间于一体的未来产业核心装备，将带动产业发展史上规模空前的技术创新运动。越来越多的迹象表明，飞行功能或飞行模块将逐渐成为未来智能交通运载工具的选配甚至标配。飞行汽车的发展使得低空这片待开发“富矿”成为新经济层，低空数字道路建设和智能运输形成风口，成为数字经济科技革命和产业变革的引领者。
多方角逐 催生换道超车机遇
从2021年“低空经济”概念首次被写入《国家综合立体交通网规划纲要》，到2023年12月中央政治局工作会议明确将低空经济列为战略性新兴产业，再到2024年1月起施行《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》，低空经济的兴起使我国飞行汽车的创新发展进入快车道。自2024年初以来，多地快速建立国资平台，商业化进程不断加速，伴随80余项低空经济发展措施的出台，低空经济正在为国民经济发展提供新动能。
城市化进程的加速和人们对交通便利性的需求增长，使得低空经济的发展重点由消费级无人机和工业级无人机逐渐转向具有交通属性和载物载人功能的“交通级无人机”，飞行汽车（eVTOL）成为低空经济发展的战略方向和主赛道。“路空一体”的交通运输需求为飞行汽车（eVTOL）提供了真实的应用场景；快递物流、城市旅游、急救医疗、空中出租车等多个领域的需求，推动了飞行汽车的快速发展和落地应用。尤其是大湾区等区域积极推动低空经济的发展，为飞行汽车产业提供了政策和市场支持，国内企业也积极探索低空经济的商业模式，加速飞行汽车在低空经济领域的应用。
2022年，深圳市人民政府办公厅印发了《深圳市低空经济产业创新发展实施方案（2022—2025年）》；2023年8月，《深圳市宝安区低空经济产业创新发展实施方案（2023—2025年）》明确将推进载人空中交通首航首试，开通深圳到珠海的全国首条飞行汽车（eVTOL）旅游观光商业化航线。2024年11月，中央空管委确定合肥、杭州、深圳、苏州、成都、重庆六个城市为城市空中交通管理试点城市，这将推动低空经济在大湾区、长三角和成渝等地快速发展，使其成为推动飞行汽车应用示范的先行区域。
发达国家规划飞行汽车产业，同样刺激了国内的相关研究。欧盟由EASA（欧洲航空安全局）在2021年发布《城市空中交通适航开发框架（UAM Certification Framework）》，德国政府早在2018年就同意并鼓励奥迪开展飞行汽车测试；日本经济与产业省希望飞行汽车于2030年前投入市场；韩国政府于2021年3月公布了新的城市空中交通路线图……2021年8月，国际自动机工程师学会（SAE International）面向全球正式发布由中国牵头组织撰写的“城市空中交通飞行汽车的待解决问题”，中国国内在2023年和2024年先后由行业协会发布了《飞行汽车发展白皮书1.0》和《中国交通“路空一体”发展白皮书2024》，并出版了相应的蓝皮书。
与此同时，国内外航空、汽车及科创企业积极布局飞行汽车研发。据2024年4月美国垂直飞行协会（VFS）发布的统计数据，全球已有超过1000个飞行汽车设计研发项目。除Joby、亿航、SkyDrive等初创公司大力研发飞行汽车外，波音、空客、贝尔、巴航工业等航空巨头以及丰田、现代、奥迪、奔驰、通用、吉利、小鹏等汽车企业也都在加快飞行汽车领域的研究。其中丰田投资了美国Joby Aviation公司；吉利在2017年收购美国Terrafugia公司后，还在国内投资了沃飞长空等创新企业。截至2024年10月底，低空经济领域的融资事件已超50起，其中亿元级融资主要聚焦在eVTOL企业。如沃兰特航空从2024年至今已完成四轮亿元级融资；时的科技完成数亿元的B轮融资；亿航智能获得总额为2200多万美元的战略投资等。
随着多个发达国家及众多企业巨头纷纷开展飞行汽车研究，其发展路线、技术路径和产品定位与构型等也多种多样。由于传统航空企业、新能源汽车企业和科创无人机企业是该领域主流的三方力量，众多研究逐渐汇聚形成了“航空器的电动化、智能化”“新能源汽车的智能化、立体化”以及“电动智能无人机的大型化、载人化”等三条技术发展路径。中国在机械化时代的传统航空领域是落后于欧美发达国家的，但在电动化、智能化时代的新能源汽车和无人机领域强势崛起。电动垂直起降飞行汽车融合了新能源汽车、智能无人驾驶等相关产业基础的优势，有望助力中国在新一轮航空技术变革乃至世界第四次工业革命中实现换道超车，并引领新的发展潮流和标准。
协同创新 有望引领交通变革
飞行汽车的发展需突破载荷航程、智能驾驶和适航安全等瓶颈。在载荷航程方面，当前飞行汽车采用的新能源动力系统功率密度较小，难以满足有效的交通运载需求；在智能驾驶方面，尽管有智能汽车的借鉴和“先载物后载人”的积累，但完全智能可控的低空自动驾驶技术仍有待改进和验证；在适航安全方面，尽管民航局已经颁发了首张飞行汽车载物和载人的适航认证，但飞行汽车所涉及的电安全、热安全、智能驾驶安全等适航研究仍然欠缺。
发展飞行汽车亟须突破行业质变的临界点。在传统的机械化航空时代，一个航空器型号的研发和适航审定需要数年时间，而如今无人机和电动智能飞行汽车一年迭代就可诞生多个产品型号。传统通航和民航运行以机上飞行员和地面管制员形成人与人之间的互动管控，无人机和飞行汽车则面临地面智能管控平台与机上智能驾驶飞控之间脱离了人的管控；传统通航和民航航路航线是基于隔离运行来保障安全的，而无人机和飞行汽车将在有限的低空空域内基于融合运行来保障安全。
发展飞行汽车还需依靠跨界融合探索及协同推进。飞行汽车不仅载具本身横跨汽车和航空两个领域，而且其运行保障也并非独立。作为交通运输体系的新兴组成部分，它应该如何为人和物的位移以及各行各业的需求服务，如何与传统交通运输方式融为一体并形成互补，这一切都需要相关各方共同促进融合。此外，飞行汽车要推广应用，还须从产业链上下游协同的视角统筹推进，从而实现研发制造、安全监管、飞行运行的闭环协同发展。目前国内飞行汽车企业还停留在展示飞行或测试飞行阶段，未来应尽快推动以科创金融促进研发创新，并以真实的应用场景来牵引集群化的创新。
飞行汽车的发展前景有客观的需求牵引。城市交通拥堵是当今各大城市面临的最普遍难题，迫切需要借助飞行汽车，安全而环保地开发和利用城市低空的三维空间，从而实现立体智慧交通。与传统直升机相比，凭借低成本、高安全和低噪音的优势，飞行汽车将有望被广泛应用于城市消防、医疗救护、搜索救援、农林植保等公共服务领域，军用、警用、家用等需求同样强烈。世界知名投资机构摩根士丹利预测，到2040年和2050年，全球城市空中交通市场规模将分别达到1万亿美元和9万亿美元，中国预计占比超过25%，市场空间极为广阔。而国内发布的《飞行汽车发展白皮书1.0》认为，到2050年，陆空eVTOL和陆空两栖汽车将实现大众化应用，成为人们日常出行的主导交通工具。
飞行汽车的发展前景具有确定的技术支撑。电动汽车和智能网联汽车的飞速进步，为电动飞行汽车的发展做好了技术和产业储备；电动垂直起降飞行器（eVTOL）即电动飞行汽车的出现，使得高安全性和低噪音的城市空中交通成为可能；汽车电动化和智能化的发展将促进“陆空一体化”，航空电动化和智能化的发展将促进“空地一体化”，这两方面的技术发展必将为未来的立体智慧交通提供支撑。国内新能源、无人机和新一代信息技术等战略性新兴产业已经取得长足进步，并有望在飞行汽车这一未来产业的引领下继续实现高质量集群化发展。
作为交通运载工具，飞行汽车是达成碳达峰、碳中和目标的创新产物，是通用航空“换道起飞”与民航绿色发展的重要方向，是新一代信息技术与汽车、航空产业深度融合以及发展数字经济的重要载体，是交通强国建设和构建综合立体交通网的重要内容。飞行汽车将带动“地面智能交通”向“低空智能交通”发展，并融合形成划时代的“立体智慧交通”，从而引领交通运输行业走向真正的“三维融合”。
人类历史上每一次交通变革都会带来广泛的经济社会影响。飞行汽车将促使城市从内到外发生深刻的变化，影响人们的出行、城乡的面貌、资源的配置甚至人与人之间的交往等。回顾19世纪中叶，建筑由二维变成三维，由此产生了现代化城市，深刻影响和决定了当今人类的文明和生活方式。展望21世纪中叶，飞行汽车引领交通运输由二维走向三维的时代之变，将颠覆人类传统的出行方式，带领人类文明进入新纪元。
（作者：薛傅龙 嘉兴南湖路空协同立体交通产业研究院副院长）
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