《電子技術(shù)應(yīng)用》
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別OUT了,飛行汽車真的存在!

2015-03-20
作者:王偉
關(guān)鍵詞: 飛行汽車 飛行器 概念汽車

    你看過(guò)《回到未來(lái)2》嗎?影片里,Marty和Dr. Brown乘坐時(shí)光汽車從1985年穿越2015年的未來(lái)世界,他們看到了很多先進(jìn)到不可思議的事物:可穿戴眼鏡、3D電影、懸浮滑板、飛行汽車……在現(xiàn)實(shí)中的2015年,影片里的很多技術(shù)已經(jīng)從科幻變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí),例如可穿戴眼鏡、3D電影等,對(duì)我們來(lái)說(shuō)已經(jīng)并不陌生。然而提到飛行汽車,相信很多人依然認(rèn)為它只存在于科幻電影中,當(dāng)然還出現(xiàn)在很多孩子的美夢(mèng)里。但是科技進(jìn)步的速度永遠(yuǎn)超出我們的想象,就在2015年2月13日,全球第一輛飛行折疊汽車問世,并擁有合法的行駛及飛行權(quán)。God,這是你送給全人類的情人節(jié)禮物嗎?

夢(mèng)想的火花

    1917 年,飛行汽車之父格·寇蒂斯第一次向人們展示了飛行汽車這種新型交通工具。他的鋁制Autoplane 夸張地裝有三只翼展達(dá)12.2米的機(jī)翼。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車尾的四葉片螺旋推進(jìn)器。Autoplane 從未真正飛上天空,但是它實(shí)現(xiàn)了一些短距離的飛行式跳躍。

    1924年7月,著名的飛行員、賽車手和汽車設(shè)計(jì)師Rickenbacker曾經(jīng)在《科技新時(shí)代》(Popular  Science)上撰文,首次向世界描述飛行汽車,文章標(biāo)題為“未來(lái)20年的飛行汽車”。

    20世紀(jì)40年代。當(dāng)汽車、航空技術(shù)有了相當(dāng)大的發(fā)展,美國(guó)汽車大王、汽車工程師與企業(yè)家、世界最大的汽車企業(yè)之一福特汽車公司創(chuàng)辦人享利·福特因此大膽地預(yù)言:“飛行汽車遲早會(huì)出現(xiàn)?!彪m然這個(gè)預(yù)言從出現(xiàn)到成為現(xiàn)實(shí)間隔的時(shí)間只有短短幾十年,無(wú)法與堪比神靈的瑪雅人的預(yù)言相比,但我們依然要向這位“為世界裝上輪子的人”致敬。

從科幻走向現(xiàn)實(shí)

    從飛行汽車的形態(tài)上來(lái)看,可以將其發(fā)展歷程直觀地分為兩個(gè)階段,以90年代為分水嶺。在此之前,或許是因?yàn)樗季S定式的原因,人們研究設(shè)計(jì)的飛行汽車其車翼多是固定的,長(zhǎng)度比車身要寬數(shù)倍,在公路上行駛或起降時(shí),不僅會(huì)影響正常的交通秩序,而且車翼也要受到路旁障礙物的限制。這直接導(dǎo)致了飛行汽車只能受困于實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地,無(wú)法走入商用。其代表是一位名叫莫爾·泰勒的美國(guó)人。他經(jīng)過(guò)不懈的努力。在1986年,終于將現(xiàn)代汽車與航空技術(shù)珠聯(lián)璧合出一種既能地上跑,又能空中飛的飛行汽車,并獲得政府有關(guān)部門簽發(fā)的飛行許可證。但因?yàn)檐囈淼脑?其首創(chuàng)的飛行汽車只能成為試驗(yàn)場(chǎng)上的樣車。

    總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),為使飛行汽車真正實(shí)現(xiàn)實(shí)用化,90年代之后的一些專家沖破泰勒的設(shè)計(jì)模式,致力于折疊式飛行汽車的研制。首創(chuàng)這一技術(shù)的是美國(guó)加利福尼亞空中客車技術(shù),設(shè)計(jì)和發(fā)展公司的工程師肯尼思·韋尼克,他研制出車翼螺旋槳葉可折疊的飛行汽車。將車翼折疊在車身上,就能像汽車一樣在公路上行駛;展開車翼后,即可升空飛行;停放時(shí),將車翼和螺旋槳葉折疊起來(lái),只占一輛家用小汽車的位置。此舉為飛行汽車走出試驗(yàn)場(chǎng)開啟了大門。

沖上云霄

    讓我們來(lái)看一看歷史上那些或曇花一現(xiàn)或令人驚艷的飛行汽車,這些飛行汽車的出現(xiàn)在飛行汽車發(fā)展史上具有里程碑意義。

Autoplane

    1917 年,飛行汽車之父格·寇蒂斯第一次向人們展示了飛行汽車這種新型交通工具。他的鋁制 Autoplane 夸張地裝有三只翼展達(dá)12.2米的機(jī)翼。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車尾的四葉片螺旋推進(jìn)器。 Autoplane 從未真正飛上天空,但是它實(shí)現(xiàn)了一些短距離的飛行式跳躍。

Arrowbile

    由沃爾多·沃特曼于1937年設(shè)計(jì)成功的 Arrowbile 是斯圖勒貝克 (Studebaker) 汽車加飛行裝置的產(chǎn)物。 與 Autoplane 相似,該車尾部也裝有螺旋推進(jìn)器。 這種三輪汽車由標(biāo)準(zhǔn)的100馬力斯圖勒貝克發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。機(jī)翼可與車身分離后另行放置。由于缺乏資金,該項(xiàng)目未能繼續(xù)進(jìn)行。

Airphibian

    1946年,蒸汽機(jī)發(fā)明者瓦特的遠(yuǎn)親羅伯特·富爾頓設(shè)計(jì)出 Airphibian。與以往將汽車改裝成飛行工具的設(shè)計(jì)思路不同,富爾頓嘗試把飛機(jī)改造成適宜在路面行駛的交通工具。為此目的,飛機(jī)的機(jī)翼和機(jī)尾部件可拆卸,而螺旋槳可藏在機(jī)身內(nèi)部。僅需五分鐘便能將飛機(jī)變成汽車。 Airphibian成為獲得美國(guó)民用航空局(聯(lián)邦航空局的前身)認(rèn)定的第一輛飛行汽車。它配有150馬力的6缸發(fā)動(dòng)機(jī),每小時(shí)可飛行約193.1公里,路面行駛時(shí)速約為80.5公里。雖然富爾頓的設(shè)計(jì)是成功的,但Airphibian項(xiàng)目最終未能得到可靠投資的眷顧。

ConvAirCar

    20 世紀(jì)40年代,聯(lián)合伏爾梯公司 (Consolidated-Vultee) 研發(fā)成功一款配有可拆卸飛行裝置的雙門轎車。ConvAirCar于1947年首次亮相,飛行了一小時(shí),大約3.8升汽油可行駛約72公里距離。遺憾的是其在第三次飛行中墜毀,營(yíng)銷計(jì)劃隨之夭折。

ConvAirCar.png


Avrocar

    這是第一輛專為軍用設(shè)計(jì)的飛行汽車,是加拿大和英國(guó)軍方合作的產(chǎn)物。飛碟形狀的Avrocar計(jì)劃用作輕型空中運(yùn)輸工具,可向前線空運(yùn)士兵。

Avrocar.jpg

Aerocar

    莫爾·泰勒早年即結(jié)識(shí)羅伯特·富爾頓,受其設(shè)計(jì)理念啟發(fā)設(shè)計(jì)了可能是迄今最著名且最成功的飛行汽車。Aerocar可流暢地實(shí)現(xiàn)陸空行駛的交替進(jìn)行。泰勒使用玻璃鋼材料作為汽車車身。約3米長(zhǎng)的傳動(dòng)軸連接著發(fā)動(dòng)機(jī)和螺旋推動(dòng)器。其空中飛行時(shí)速為193公里,是第二輛也是最后一輛獲得聯(lián)邦航空局承認(rèn)的兼作汽車使用的飛行器。1970年,福特汽車公司甚至考慮生產(chǎn)Aerocar系列飛行汽車,但隨后長(zhǎng)達(dá)十年的石油危機(jī)使那些計(jì)劃均告破滅。

Aerocar.jpg

AirCar

    AirCar在“陸地模式”下有四個(gè)座位、四個(gè)門和四個(gè)車輪,只需數(shù)秒就能將巨大的機(jī)翼折疊起來(lái);在“空中模式”下,這個(gè)柴油動(dòng)力飛機(jī)能以200英里/小時(shí)速度(約321公里/小時(shí))巡航在2.5萬(wàn)英尺(7620米)高空中。

    從飛機(jī)轉(zhuǎn)換到汽車狀態(tài),機(jī)翼僅僅是向內(nèi)折疊,后車輪樞軸向前,前車輪樞軸向后。在空中飛行時(shí),銀色的空中汽車由兩個(gè)160制動(dòng)馬力驅(qū)動(dòng),飛行1000英里(約1609公里)航程需補(bǔ)給燃油。

    在AirCar內(nèi)部有兩個(gè)液晶電腦顯示屏可適當(dāng)顯示空中模式和地面模式的駕駛信息。駕駛者在汽車和飛機(jī)模式下可以使用傳統(tǒng)的方向盤進(jìn)行操控。

AirCar.png

X-Hawk

    X-Hawk從外觀上看就像一輛領(lǐng)先時(shí)代的太空車,具有流線型設(shè)計(jì),座艙式駕駛席,兩個(gè)風(fēng)扇從飛行器后部突起。約耶里在很大程度上把X-Hawk和Mule看作是卡車,可以冒著槍林彈雨沖入危險(xiǎn)重重的戰(zhàn)斗和恐怖活動(dòng)地點(diǎn),運(yùn)送救援人員和供應(yīng)物資,緊急疏散瀕臨險(xiǎn)境的人。據(jù)城市航空公司介紹,同類似大小的直升機(jī)一樣,X-Hawk也可垂直起降,時(shí)速155英里,最大飛行高度1.2萬(wàn)英尺,可在空中不間斷飛行兩小時(shí)左右。

    定于搭載兩名傷員的Mule估計(jì)售價(jià)150萬(wàn)美元,而用于救援任務(wù)、公用事業(yè)或公司高管運(yùn)輸?shù)拿裼檬鵛-Hawk預(yù)計(jì)售價(jià)在350萬(wàn)美元左右。另外,能搭載12人并裝備有更先進(jìn)裝置的軍用X-Hawk預(yù)計(jì)成本在600萬(wàn)美元。

X-Hawk.jpg

Transition

    2009年3月,世界首輛飛行汽車“飛躍(Transition)”首次試飛成功,這輛由美國(guó)麻省Terrafugia公司制造的飛行汽車可以在空中飛行或在陸地上行駛。在路上行駛時(shí),這輛飛行汽車的機(jī)翼將收起來(lái),最高時(shí)速可達(dá)65英里/小時(shí);而在飛行模式時(shí),最高速度可達(dá)105英里/小時(shí)。這款飛行汽車預(yù)計(jì)上市時(shí)間為2015年,售價(jià)27.9萬(wàn)美元,目前已有超過(guò)100位嘗鮮者預(yù)定。

Terrafugia  Transition.jpg

Pal-V  One

    荷蘭公司Pal-V制造的Pal-V  One是一座僅能容納兩人的類似三輪摩托車的飛行器,我們姑且也將其成為飛行汽車。這款飛行汽車可以在很短的跑到上實(shí)現(xiàn)起降,最高飛行速度可以達(dá)到112 英里/小時(shí)。在地面時(shí),尾翼、旋翼及推動(dòng)器都將收起,最高速度僅為28英里/小時(shí)。這款車的上市時(shí)間也被安排在2015年,售價(jià)28.5萬(wàn)美元。

Pal-V  One.jpg

Samson  Switchblade

    Samson  Switchblade也是一款看似摩托車的三輪飛行汽車。這款車的預(yù)售價(jià)將大大低于前兩款,僅為8.5萬(wàn)美元。它包括三種引擎選擇,其中170馬力的鈴木Hayabusa引擎可使這款飛行汽車的最高速度達(dá)到200英里/小時(shí)。駕駛者需要有摩托車與私人飛行員的執(zhí)照。但這款車何時(shí)面世仍未知。

Samson  Switchblade.jpg

Moller M400x  Skycar

    在經(jīng)過(guò)了20年的發(fā)展后,保羅穆勒(Paul Moller)的Moller M400x  Skycar可能是世界上最有名,也可能是最無(wú)名的飛行汽車項(xiàng)目了。這輛飛行汽車采用4個(gè)風(fēng)機(jī)用于起飛、飛行和將落。這家公司在2002-2003年數(shù)千 萬(wàn)美元研發(fā)進(jìn)行系列的試飛。不過(guò),這家公司最近宣布將投資更多資金,約4.8億美元與Athena  Technologies在中國(guó)和美國(guó)聯(lián)合開發(fā)垂直起降飛機(jī)(VTOL)。Athena  Technologies是一家為無(wú)人機(jī)供應(yīng)控制與導(dǎo)航系統(tǒng)的公司。

Moller M400x  Skycar.jpg

飛行汽車走進(jìn)家庭還有多遠(yuǎn)

    在Vanity Fair的一場(chǎng)峰會(huì)上,Tesla和Space X兩家公司的創(chuàng)始人Elon Musk曾公開表示并不看好飛行汽車的家用化,對(duì)此,他是這樣評(píng)價(jià)的:“盡管飛行汽車能在一定程度上提高我們的交通速率,但它有幾大缺點(diǎn)。第一是它會(huì)改變我們視野里的天空,天上會(huì)到處都是汽車;第二,噪音污染會(huì)更加嚴(yán)重;第三,人們得防止有什么東西時(shí)不時(shí)地砸下來(lái)?!?/p>

    可見,人們對(duì)飛行汽車能否走入現(xiàn)實(shí)還是存在相當(dāng)大的疑慮的。真正讓飛行汽車普及化、大眾化,我們還面臨著很多挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)來(lái)自技術(shù)方面、法律法規(guī)方面、交通管制方面、價(jià)格方面等等。

    同濟(jì)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院常務(wù)副院長(zhǎng)李理光指出,飛行汽車原則上不會(huì)馬上有突破性發(fā)展,原因是空中管制和安全的技術(shù)層面還有很多問題。飛行汽車作為新興產(chǎn)品,應(yīng)該安全上有保證、交通管制上有標(biāo)準(zhǔn)、而這些都還需要時(shí)間來(lái)完善。同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院車身技術(shù)研究所所長(zhǎng)高云凱基本同意李理光的說(shuō)法,他談到,飛行汽車研究很早就有,直升機(jī)與汽車技術(shù)結(jié)合技術(shù)上不難,安全和價(jià)格也不是問題。而飛行汽車之所以在中國(guó)應(yīng)用還遠(yuǎn),主要是會(huì)受到交通法規(guī)方面的阻力。

    同濟(jì)大學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能與排放控制研究所所長(zhǎng)倪計(jì)民更多的從技術(shù)方面講述了目前“飛行汽車”的局限。他指出,動(dòng)力問題方面,常規(guī)的汽油機(jī)、柴油機(jī)就可以做到。“2005年,德國(guó)一公司研制的飛機(jī)用柴油機(jī)做動(dòng)力,從柏林到漢堡飛過(guò)去的成本比汽車走高速公路的費(fèi)用還要低,而所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)功率只有99千瓦。若用汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)做動(dòng)力,更沒問題?!蹦哂?jì)民說(shuō),因此從動(dòng)力角度,能讓“汽車飛起來(lái)”是沒有問題的。只是在實(shí)用性,效率(省油)方面,還有待研究和試驗(yàn)。

    倪計(jì)民介紹,至于推動(dòng)方式,汽車在地面上開動(dòng)輪子,一般采用機(jī)械傳動(dòng)的方式將動(dòng)力傳遞到車輪。如果是以柴油機(jī)或汽油機(jī)做動(dòng)力,在地面行駛時(shí)可以保留原來(lái)的傳動(dòng)模式,在空中飛行時(shí),采用螺旋槳還是其他的方法需要進(jìn)一步研究。如果以汽輪機(jī)做動(dòng)力,飛行時(shí)可以采用飛機(jī)的推動(dòng)模式,而在地面行駛,則不宜直接用燃?xì)庾鰟?dòng)力,需要另加傳動(dòng)系,因車在地面上開動(dòng),噴氣驅(qū)動(dòng)會(huì)影響其他車輛。從空氣動(dòng)力學(xué)上說(shuō),“會(huì)飛的汽車”需要類似翅膀的機(jī)翼。其次,外形設(shè)計(jì)要考慮到車體的提升,這種汽車的造型與普通車是不一樣的。

無(wú)法阻擋的腳步

    雖然飛行汽車距離普及化、大眾化依然有不小的距離,有很多的技術(shù)難題需要攻克,相應(yīng)的法律法規(guī)也需要完善,然而這些困難并不能阻擋它前進(jìn)的腳步。

    或許是人們天性里就無(wú)法克制對(duì)在天空翱翔的向往,或許是都市大眾再也無(wú)法忍受出行必堵的惡劣的交通狀況,因此雖然飛行汽車距離實(shí)用依然存在很大差距,還是有很多人無(wú)視它昂貴的價(jià)格,瘋狂搶購(gòu)。以最快有望于2015年年末上市的Transition為例,其售價(jià)約為27.9萬(wàn)美元,這樣高的價(jià)位Terrafugia公司依然拿到了近100架訂單,我能說(shuō)這個(gè)世界太瘋狂嗎?

    借助飛行汽車,離開地面,走進(jìn)天空,在享受在天空翱翔的快感的同時(shí),這一新型交通工具能否真的緩解地面的交通壓力,還是把擁堵帶給我們頭頂?shù)倪@片藍(lán)天,誰(shuí)也無(wú)法給出答案,或許真的只有試過(guò)才知道,但如果我們的嘗試失敗了,犧牲藍(lán)天白云換來(lái)的只是空氣更污染、交通更混亂,那時(shí),這些天空的“侵略者”還會(huì)甘心回歸地面嗎?你知,我知,未來(lái)知。


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