今天小編分享的軍事經驗:“飛行出租車”中國全球首飛,深圳飛珠海僅20分鍾,票價300元,歡迎閱讀。
2 月 27 日,上海峰飛航空科技有限公司在深圳和珠海兩座城市之間,成功完成了全球首條電動垂直起降航空器(eVTOL)跨海跨城空中航線首飛。這條航線從深圳蛇口郵輪母港至珠海九洲港碼頭,駕駛汽車将花費 2.5 到 3 小時,乘船需要 1 個小時左右,而 eVTOL 的飛行時間只有 20 分鍾。
很多專業人士都認為這次首飛成功,把 " 飛行汽車 " 從理論往現實大大推進了一步。特别是這次使用的 5 座 eVTOL 是峰飛航空自主研制,核心模組 100% 國產化,便于大規模生產、大規模使用,我們很可能會成為全球第一個廣泛使用 " 飛行汽車 " 的國家。
為什麼我們需要 eVTOL 這樣的 " 飛行汽車 "?與傳統汽車相比有什麼優勢?會給現行的軍事裝備體系帶來什麼樣的變化?軍武菌今天就和大家聊一聊 " 飛行汽車 " 這條新的技術賽道。
飛機還是汽車?
人類在數千年的歷史中,一直不斷在交通技術上進行探索,改進交通方式、提升交通效率。從徒步到乘騎牲畜,再到發明輪子、制造馬車牛車,再到工業革命發明内燃機,制造出了汽車、飛機、輪船……
在人類交通方式不斷進步的同時,人類對交通便利的需求也在不斷提升。套用奧林匹克運動會的口号就是," 更快、更省、更好 "。每個人都希望以盡可能快的速度、盡可能便利的乘坐方式、盡可能低廉的開銷,前往目的地。
所以,當 1886 年德國人卡爾 · 本茨發明汽車之後,人類在享受這一交通工具的同時,也發現了汽車的種種缺點。比如,汽車在沒有道路的地方很難通行,便利性不夠。汽車多了,會在道路上造成擁堵,很難做到快速前往目的地。
▲城市内的堵車幾乎是每個開車人的煩惱
這些缺點,背後的原因其實就是一條:汽車對道路的高度依賴。而脫離道路最好的方式就是飛行,在這一思路下," 飛行汽車 " 的概念應運而生。
不是有飛機了嗎?是的,飛機不需要道路,但是固定翼飛機起降需要跑道,而以直升機為代表的旋翼機,雖然不再需要跑道,但是對飛行操作和動力系統要求很高。同時,還有那巨大的噪音,任何一個搭乘過直升機的人,對這一點一定是印象深刻。
另外還有一個很重要的問題,就是無論固定翼還是旋翼機在交通成本上都非常昂貴,普通人在日常生活中無法承受。而 " 飛行汽車 " 的概念不僅是能飛行,更要有便利性和經濟性。所以,雖然很早之前就有了飛行汽車的概念,但這種便捷的交通工具更多是出現在了科幻電影之中,而不是現實。
▲電影《銀翼殺手 2049》中的飛行汽車
技術的問題最後還是要依靠技術來解決。2000 年後,通訊、傳感器、自動控制、電池和電動機等技術領網域的快速進步,不僅讓無人機出現了跨越式發展,也讓 eVTOL 應運而生,飛行汽車從幻想成為了現實。
飛行汽車和無人機技術高度同源。普通無人機是飛手在地面控制。而 eVTOL 飛行汽車則是把飛手和控制系統一起搬上無人機,同時把載荷艙替換成乘員艙的大型無人機。同時,大部分 eVTOL 還和無人機一樣,有自動飛行控制系統,在極端情況下也能讓 eVTOL 平安着陸。
▲中航工業的 " 彩虹 " 無人機,不難看出和 eVTOL 的相似性
從上海峰飛這次試飛成功的 " 盛世龍 "eVTOL 來看,應該是使用了很多已經在旋翼無人機上廣泛使用的成熟技術:多旋翼、純電動力、混合推進……同時,在傳統無人機的載荷艙位置," 盛世龍 "eVTOL 則采用了類似輕型直升機的 5 人乘員艙。因為沒有看到内部照片,推測乘員艙内部應該是 1+2+2 的乘員布局。
所以,操作簡單、維護方便、對起降場地要求較低等無人機的優點," 盛世龍 "eVTOL 應該都同時具有。那麼,這麼好的飛行汽車會同時淘汰掉飛機和汽車嗎?
答案當然是否定的,起碼目前不具備這個技術條件。eVTOL 的優點來自于無人機的成熟技術,那麼缺點同樣也是受制于目前無人機的技術框架。核心短板是被電池技術限制的三個方面:速度、航程和載員數。
相對于固定翼飛機 600 公裡 / 小時的速度、上千公裡的航程和 100 人以上的載員能力,目前,大部分 eVTOL 飛行汽車都只有 200 公裡 / 小時左右的速度,數百公裡的航程和 5 人左右的載荷。eVTOL 在未來肯定還會不斷改進,進一步提升技術指标。但是在電池技術取得突破性進展前,提升空間應該不會太大。
而相對于汽車來說,eVTOL 的使用成本雖然比飛機大幅下降,但是乘用車相比,還是相對高昂。另外還有一個技術問題,城市人口密度較高,如果大量 eVTOL 同時飛行,需要對空網域進行實時管控并分配航線,目前的航空管制技術也很難确保這種情況下的飛行安全。
所以,這次 " 盛世龍 "eVTOL 的成功首飛,是航空技術領網域的重大進步,吹響了國内飛行汽車實用化的号角。但是,在可以預見的未來,飛行汽車雖然會給大眾帶來更多的便利,但是無法徹底取代飛機或者家用汽車,最大的可能性就是在商務領網域承擔 " 空中出租車 " 的角色。
飛行汽車哪家強?
eVTOL 飛行汽車會帶來交通領網域的重大變革,這一點幾乎已經是全世界主要國家的共識。我國在 2023 年 12 月中央經濟工作會議上就提出要把 " 低空經濟 " 為戰略新興產業,很多省份在 2024 年政府工作報告中都提及要積極探索發展低空經濟。
這意味着在從今年開始,可以有效承擔低空交通功能的 eVTOL 在發展上将得到政府較大扶持。同時,我國作為全世界最大的工業國,最大最強的無人機生產國,在 eVTOL 研發、生產等技術領網域也有着得天獨厚的優勢。
目前,除了上海峰飛外,國内已經有了一大批 eVTOL 研發生產企業。小鵬匯天、沃飛長空、沃蘭特、時的科技、御風未來等企業均在推進 eVTOL 項目。其中,比較與眾不同的是小鵬匯天和時的科技的 eVTOL。
小鵬匯天從名字就能看出,這家企業和 " 造車新勢力 " 小鵬汽車有着千絲萬縷的關系。所以,他們家的 eVTOL 飛行汽車,并沒有完全放棄道路行駛功能,而是同時走了兩條 " 汽車 + 飛行器 " 的技術路線。
在 2024 年國際消費類電子產品展覽會(CES)上,小鵬匯天展出了 2 款飛行汽車。一款是分體式飛行汽車。這款飛行汽車的技術相對保守成熟,新能源汽車搭載了 1 台輕型 eVTOL,基本上可以看作 " 陸地航母 " 的迷你版。這也是這款飛行汽車的宣傳噱頭。
因為技術較為成熟,所以在 2024 年 4 季度就開始接受公眾預定,應該很快在明後年就能看到土豪們使用的照片。
另外一款一體式飛行汽車在技術上更加激進一些,真正把汽車和 eVTOL 整合到了一起。作為汽車使用時,旋翼等飛行系統折疊收納進車體,作為一台普通汽車上路行駛。在飛行模式下,則打開旋翼,整車成為 eVTOL。這款型号技術難度較大,估計在短時間内很難看到實際使用。
不同于大家都采用的和無人機類似的多旋翼布局,時的科技的 eVTOL 采用了和美軍 V-22" 魚鷹 " 類似的傾轉旋翼技術,整體構型是傾轉旋翼和多旋翼的混合動力布局。2023 年 6 月份展出的 E20 型 eVTOL,搭配了 6 台旋翼,其中 4 台可以傾轉。
▲ E20 的機翼兩側螺旋槳和後側螺旋槳均可在升空後向前傾轉 90 °,從提供升力變為提供推力
和美軍 V-22" 魚鷹 " 一樣,E20 相對于多旋翼布局的 eVTOL,有更快的速度和更遠的航程。目前公布的數據,E20 巡航速度為 260 公裡 / 小時,最大巡航速度達到 320 公裡 / 小時。這比單一多旋翼布局的 eVTOL 速度快了近 30% 以上,航程也達到了 200km 以上。
在 eVTOL 這條新賽道上,傳統航空強國美國、歐洲也都有公司在大量投入資源進行研發。美國加州的創業公司 Joby Aviation,已經拿出了較為成熟的飛行汽車產品 S-4。
這款飛行汽車采用了 6 個傾轉旋翼的動力布局,從技術指标來說,和時的科技的 E-20 大致相當。目前,已經拿到一些商業合同,并得到美國聯邦航空管理局(FAA)進行空中出租車業務飛行測試的許可。
▲ S-4 的 6 個旋翼均可向前傾轉 90 °
在美國加州還有另外一家 eVTOL 研發企業 Archer,這家公司在技術上就相對保守。推出的 eVTOL 不僅是傳統的多旋翼動力布局,而且同時使用了 12 台發動機。這種 " 小尺寸旋翼 + 多發動機 " 的布局,安全性上相對更好,但在動力效率上就會打一個折扣。從 Archer 自己公布的數據看,最大飛行速度只有 240 公裡 / 小時,航程也只有 160 公裡。
歐洲在 eVTOL 領網域,直接就是大佬入場。作為全球最大的飛機制造商之一的空客公司,由直升機部門牽頭,搞了一個 CityAirbus 項目,這是比較中規中矩的一款 eVTOL。這個項目前期推進比較順利,目前因為俄烏戰争導致經費短缺,從 2023 年首飛已經推遲到今年才可能首飛。
CityAirbus 是一款全電動、四座、四管道 8 旋翼飛行器,裝備有八個螺旋槳和八個 100 千瓦電機,可在固定航線上以 120 公裡 / 小時的速度巡航。每台飛行器的目标價格在 100 萬歐元以内。
軍用 " 三蹦子 " 還是空中吉普?
eVTOL 給民用交通帶來全新的前景,根據分析公司 GlobalData 的數據,到 2030 年,eVTOL 的市場可能超過 220 億美元。在民用領網域之外,那些對新技術高度敏感的軍官們,同樣也對 eVTOL 飛行汽車充滿興趣。
實際上,目前在飛行汽車領網域被廣泛看好的美國公司 Joby Aviation,拿到的第一筆訂單就來自美軍。這家公司與五角大樓籤訂了一份 1.31 億美元的合同,将給美國空軍提供 9 架 eVTOL 飛行汽車,現已完成首機交付。
為什麼軍隊會對 eVTOL 飛行汽車興趣十足?很簡單,地面部隊對空中機動,總是充滿了期待。地雷、壕溝、龍牙、鐵絲網……加上随時到來的炮兵火力,地面機動在很多時候,對于軍隊來說就是一場災難。
一戰中,為了在敵人的火力下進行機動和突擊,就發明了坦克和裝甲車輛。但随着反裝甲武器的增強,坦克和裝甲車輛在火力下的機動能力也大幅度降低。二戰中,大量運輸機開始用于軍隊機動。但是運輸機的起飛離不開機場,傘降無法投擲重型裝備,還需要合适的空降場地,在使用上非常受限。
直升機可以較好的克服這些缺陷。但是,直升機的價格過于昂貴,難以大規模裝備和消耗。從俄烏戰争看,無論 T-90M、豹 2A6、M1A1 艾布拉姆斯還是 Ka-52、Mi-28,幾乎所有的一線裝備都是消耗品。
俄烏戰場不存在任何無法擊毀的神器,如果有,就多角度多來幾發 FPV
既然是消耗品,在實現功能的前提下,自然是越便宜越好。俄軍自用的 Mi-8AMTSh-V,采購單價大約是 850 萬美元。這是俄軍大規模裝備的直升機中最便宜的一款。
而 eVTOL 飛行汽車的價格是多少?歐洲人的 CityAirbus 單價不超過 100 萬歐元,已經大大優于俄軍直升機價格。如果再看看中國生產的 eVTOL 飛行汽車的價格,小鵬匯飛 " 陸地航母 " 網傳售價 100 萬人民币、億航智能的 EH216-S 售價 240 萬人民币、技術復雜的時的科技 E20 售價 700 萬到 800 萬人民币,俄軍買直升機的價格就顯得非常 " 冤大頭 " 了。
除了價格優勢以外,eVTOL 相對于直升機還有很重要的一個優勢,就是全電系統。和新能源汽車一樣,eVTOL 的動力總成也是由 " 動力電池系統 + 電驅系統 + 電控系統 " 組成。在電腦輔助控制下,全電動力總成的運行比直升機的渦槳發動機更加高效安全。
而且,基于電力能源系統的 eVTOL,如果攜帶雷達或者其他武器系統,在能源供應上也将更加方便。就如同軍艦會逐漸走向全電推進一樣,軍用 eVTOL 就可以看做全電推進的廉價智能版直升飛機。
▲海軍艦艇的全電推進已經是一個明顯的趨勢
更低廉的價格、更智能的操控、更高效的動力……陸軍飛行化,也許真的能在 " 空中汽車 " 的支持下成為可能。
如果将來有一天在東南沿海發生軍事衝突,也許我們會看到這樣的場景:在遠程火力掩護下,數以萬計的裝甲運輸型 eVTOL 搭載着步兵和輕型裝甲車輛,和大量的武裝型 eVTOL 以及無人機組成混合編隊,以 200 公裡 / 小時的速度第一波衝上岸灘、突破防線、攻入縱深。