改變未來(lái)城市交通方式

孫睿

摘 ?要：隨著城市化進(jìn)程的加快，以及越來(lái)越多的務(wù)工人員的涌入，城市交通越發(fā)擁擠。為解決這一問題，如空中客車這樣的航空制造企業(yè)從另一個(gè)角度思考，建立城市空中交通部門。通過飛行器、監(jiān)管和服務(wù)平臺(tái)等多個(gè)方面共同建立城市空中交通生態(tài)圈。然而在新平臺(tái)的建立過程中，安全、空域整合、生產(chǎn)能力等關(guān)鍵領(lǐng)域的現(xiàn)實(shí)問題將是其面臨的重大挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：UAM ?新平臺(tái) ?挑戰(zhàn)

中圖分類號(hào)：U49 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）10（c）-0180-02

現(xiàn)如今，城市交通越發(fā)擁擠，現(xiàn)有的解決方法主要集中在路上車輛的管理和限制。在中國(guó)采用車牌限價(jià)、限行，新加坡使用超高價(jià)車牌租賃等。空中客車這樣的航空制造公司則從另一個(gè)角度思考，讓解決方案不僅限于地面交通的管理和限制，更多的是擴(kuò)大可用交通區(qū)域，通過城市空中交通（UAM）解決問題。

1 ?空中客車UAM項(xiàng)目

2107年空中客車公司將投資目標(biāo)放在了大數(shù)據(jù)、自動(dòng)駕駛和航天衛(wèi)星這三大領(lǐng)域。在大數(shù)據(jù)、自動(dòng)駕駛行業(yè)共投資約6740萬(wàn)美元，占總投資額的71%。對(duì)航天衛(wèi)星類別共投資2040萬(wàn)美元，占比21%。對(duì)這3個(gè)領(lǐng)域的投資都是為了“在2023年之前建立城市交通系統(tǒng)”。

城市空中交通計(jì)劃是空中客車?yán)闷洮F(xiàn)有直升機(jī)資源發(fā)展的多個(gè)項(xiàng)目，包括CityAirbus、Vahana、Skyways和Voom。這4個(gè)項(xiàng)目致力于城市空中交通的全方面解決方案，目的各不相同。空客UAM負(fù)責(zé)人Mathias Thomsen稱，“一個(gè)更加快速、安全、可靠且直達(dá)的城市交通。三維立體的城市交通網(wǎng)絡(luò)將改變我們的生活方式。”

CityAirbus是一種可搭載4名乘客、垂直起降、自動(dòng)駕駛的電動(dòng)飛行器，采用了創(chuàng)新性的四涵道螺旋槳構(gòu)型，在安全性和低噪聲足跡（low acoustic footprint）方面有顯著提升。該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)理念是以快速、經(jīng)濟(jì)適用并環(huán)保的方式飛越擁堵的大城市，將乘客送達(dá)城市重要區(qū)域，如機(jī)場(chǎng)或火車站。按照官方時(shí)間計(jì)劃，將在2023年前將獲得許可并投入商用運(yùn)營(yíng)。

Vahana是空中客車A3創(chuàng)新中心的高端研究項(xiàng)目，致力于客貨兩用的自駕飛行平臺(tái)研發(fā)。該項(xiàng)目在2018年1月完成了首次空中懸停飛行試驗(yàn)，全程53s，飛行高度達(dá)到5m。根據(jù)空中客車公司消息，為此項(xiàng)目公司在去年8月就占用了該機(jī)場(chǎng)的一座面積達(dá)9600平方英尺的新機(jī)庫(kù)，并對(duì)其進(jìn)行了特殊裝修以適用于Vahana項(xiàng)目。

Skyway是空中客車的一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，旨在開發(fā)一種用于城市環(huán)境的安全、經(jīng)濟(jì)、可行的航空無(wú)人運(yùn)輸系統(tǒng)。該項(xiàng)目是為了推動(dòng)目前對(duì)無(wú)人駕駛飛行器的監(jiān)管限制。空客直升機(jī)的Bruno Trabel稱，“到目前為止，無(wú)論有沒有乘客，沒有任何一個(gè)國(guó)家允許沒有遙控飛行員的無(wú)人駕駛飛機(jī)飛越城市。”任何一個(gè)新平臺(tái)的建立都將面對(duì)監(jiān)管法規(guī)方面的限制。

Voom作為全球首家直升機(jī)預(yù)訂服務(wù)平臺(tái)，是由空中客車A3孵化并在2017年4月投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。2018年2月中旬，Voom并入空客直升機(jī)部門，作為公司的戰(zhàn)略舉措將支持城市空中交通計(jì)劃。

2 ?新平臺(tái)的挑戰(zhàn)

除監(jiān)管政策的限制以外，城市空中飛行器還將面臨安全、技術(shù)和產(chǎn)能等多方面的挑戰(zhàn)。2018年初，美國(guó)直升飛機(jī)學(xué)會(huì)召開了第五屆國(guó)際變革性垂直飛行研討會(huì)年會(huì)（AHS International fifth annual Transformative Vertical Flight Workshop），會(huì)中特別提及了安全、空域整合、生產(chǎn)能力等關(guān)鍵領(lǐng)域的現(xiàn)實(shí)問題對(duì)該行業(yè)的影響。

2.1 安全問題

洛·馬西科斯基副總裁Chris Van Buiten在會(huì)上稱，城市空中交通肯定是會(huì)實(shí)現(xiàn)的，但對(duì)于一個(gè)新平臺(tái)來(lái)說(shuō)，安全至關(guān)重要，必須從項(xiàng)目一開始就將安全水平提至最高層級(jí)。然而，按當(dāng)下垂直起落飛行器致命事故率1∶10000000飛行小時(shí)來(lái)算，如果50000架飛行器每年飛行3000h，那么每年將會(huì)有150架垂直起落飛行器出重大安全事故。對(duì)于關(guān)乎生命安全的交通運(yùn)輸來(lái)說(shuō)，“這是不可接受的，甚至達(dá)不到而接受范圍的最低限度。”

對(duì)此空中客車以空客防務(wù)和空間部門的運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，正在開發(fā)一種自主型無(wú)人機(jī)和整體基礎(chǔ)設(shè)施。該項(xiàng)目的目標(biāo)是評(píng)估這種運(yùn)輸系統(tǒng)的效率和經(jīng)濟(jì)效益，并向局方和廣大公眾提供切實(shí)的證據(jù)，證明商用無(wú)人機(jī)確實(shí)可以在省市地區(qū)安全運(yùn)行。

對(duì)此，空中客車與新加坡民航局就Skyways項(xiàng)目簽署了諒解備忘錄，允許空客直升機(jī)公司在新加坡國(guó)立大學(xué)的校園內(nèi)測(cè)試無(wú)人機(jī)包裹遞送服務(wù)。還與新加坡郵政簽署物流合作諒解備忘錄，進(jìn)行Skyways包裹快遞業(yè)務(wù)，新加坡郵政在控制和管理交付網(wǎng)絡(luò)、客戶界面系統(tǒng)和實(shí)時(shí)后端鏈接的軟件系統(tǒng)方面提供專業(yè)技術(shù)，解決最后一公里問題。

2.2 技術(shù)問題

2.2.1 飛行器技術(shù)

安全方面的挑戰(zhàn)也有源于飛行器自身技術(shù)應(yīng)用的成熟度問題。城市空中交通不但需要旋翼機(jī)技術(shù)，還需要自主飛行、電力推進(jìn)等多方面技術(shù)的成熟運(yùn)用。A3 CEO Rodin Lyasoff評(píng)價(jià)道，Vahana還需要可靠的感測(cè)和應(yīng)避系統(tǒng)，但這一技術(shù)剛剛在汽車行業(yè)引入使用，目前還沒有成熟的空中機(jī)載解決方案。

2.2.2 電池技術(shù)

此外，電池的供應(yīng)系統(tǒng)還有待改善。專業(yè)分析指出，現(xiàn)有鋰電池的能量密度大概是1MJ/kg左右，而航空燃油的能量密度則超過40MJ/kg。以現(xiàn)有的電池替換燃油，僅電池本身的重量就將給機(jī)體重量帶來(lái)巨大的負(fù)擔(dān)。這與所構(gòu)想的高電量、小型質(zhì)輕還有一定的差距。此外，電池的壽命問題，在低溫/高溫及雷暴等極端天氣下，電池的穩(wěn)定性和安全性仍需一段時(shí)間進(jìn)一步研發(fā)才能得以解決。

2.3 空域問題

空域整合也是一個(gè)重大挑戰(zhàn)，需要生產(chǎn)商、運(yùn)營(yíng)商和民航局等監(jiān)管部門統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。如同在項(xiàng)目研發(fā)的貝爾直升機(jī)公司就已加入一個(gè)團(tuán)隊(duì)，與FAA共同確認(rèn)達(dá)拉斯/沃斯堡機(jī)場(chǎng)區(qū)域以外的城區(qū)內(nèi)外無(wú)人駕駛飛行器的飛行線路。

2.4 產(chǎn)能問題

城市空中交通飛行器，滿足人們?nèi)粘Ｉ畹哪繕?biāo)，那么在成熟期的需求量會(huì)直線上升（2017年中國(guó)境內(nèi)汽車產(chǎn)銷分別為2901.5萬(wàn)輛和2887.9萬(wàn)輛）。以現(xiàn)有載人飛行器的生產(chǎn)產(chǎn)能，并不能滿足將來(lái)的需求。這需要借助生產(chǎn)方面和生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步。

3 ?百家爭(zhēng)鳴

城市空中交通已成為未來(lái)城市交通的一個(gè)發(fā)展方向，在經(jīng)濟(jì)性、適用性及便利性都可行的基礎(chǔ)上，行內(nèi)外都看好其發(fā)展趨勢(shì)。在據(jù)AHS統(tǒng)計(jì)，目前已有近百家電動(dòng)垂直起落飛行器（eVTOL）研發(fā)團(tuán)隊(duì)。其中包括著名機(jī)構(gòu)、公司，如NASA、空中客車;旋翼航空器領(lǐng)頭者，貝爾直升機(jī)、洛·馬西科斯基;更有許多新入者如e-volo、Zee.Aero等。啟用新平臺(tái)，更考驗(yàn)的是產(chǎn)品的安全性、經(jīng)濟(jì)性和適用性，因此，前路困難和挑戰(zhàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] Rethinking Urban Air Mobility[EB/OL].空中客車官網(wǎng)，2017-06-17.

[2] Rethinking city transport[EB/OL].空中客車官網(wǎng)，2018-07-13.

[3] Guy Norris， Reality check for urban eVTOL on safely and production[EB/OL].Aviation Week & Space Technology，2018-01-26.