当科幻成为现实:飞行汽车

2022-11-27 04:49编译徐宁
大自然探索 2022年10期
关键词:旋翼机固定翼升空

编译 徐宁

人类的一大百年梦想,也许很快就能实现。

在科幻电影《银翼杀手》中的未来美国洛杉矶的城市面貌和今天的大城市并没有太大差别,而真正给观众留下深刻印象的,恐怕要数主角驾驶的飞行汽车。受制于时代背景和技术手段,该片中的飞行汽车在今天看来并不先进——笨重的CRT 显示屏、生硬的汽车外壳线条,就连飞行汽车起飞时向地面喷出的气流看上去也只是干冰雾气,没有一点速度感和力量感。即便如此,该片在当时还是展现了人们能够想象出的飞行汽车应该有的样子。

早期尝试

人类对飞行汽车的畅想已久。

118 飞了起来,但降落失败

1917 年,美国航空业先驱柯蒂斯在泛美航空博览会上对外公布了其公司生产的AutoPlane(意为“飞行汽车”),其基本结构和滑翔机差不多,但制造工艺和完成度都比滑翔机要高出许多。这种飞行汽车的外形基本上就是一辆带有机翼的汽车。它主要由轻质的铝制成,车内设3 个座位,车辆最大输出功率约100 马力(1 马力≈735 瓦特)。很可惜的是,这辆飞行汽车没能完成升空,只在行驶过程中做出了几次短暂腾空。

虽然飞行汽车的研发十分缓慢,但福特汽车创始人福特于1940 年大胆预言:“请记住我说的,飞机和汽车融合的日子很快就会到来,你们可以嘲笑我,但这件事是注定会发生的。”1947 年,一辆代号为118 的飞行汽车成功升空,其整体设计十分简单:基本上就是将一辆汽车焊接在一架轻型飞机机身的下方,动力来自汽车发动机。然而,设计人员错误估计了油耗,导致飞行汽车因为燃料不足而迫降,结果是车辆和机翼几乎完全损毁,所幸无人伤亡。

难度很大

柯蒂斯设计的飞行汽车没能上天

飞机被发明出来后,人们的出行更加便捷、轻松,但由于还需修建专门的机场,飞机数量也有限,人们乘坐飞机出行的便利程度较低。鉴于此,让飞机和更接地气的汽车相融合的理念颇具吸引力。飞行汽车,顾名思义,一定要同时具备汽车和飞机的移动能力,也就是既要能在公路上行驶,也要能升空飞行。如果拥有一辆属于自己的飞行汽车,那么就能随时随地想去哪里就去哪里。飞行汽车所代表的自由理念让无数人为之着迷。

飞行汽车既要能在公路行驶,也必须能在天空飞行

然而,除了航空管理条例、航线规定、飞行器驾照等诸多因素,飞行汽车本身的不稳定性使其难以在短时间内普及。其实,50 多年前,加拿大某公司就制造过两辆飞行汽车,单辆的造价逼近1000 万美元!但即便投入如此多的研发和制造成本,这两辆飞行汽车依然存在发动机推力过小的问题,无法像普通飞机那样平稳飞行。飞行汽车对稳定性的要求远超普通汽车对稳定性的要求,毕竟飞行汽车一旦在空中熄火,所造成的后果将是致命的。

飞行汽车的起飞和降落也是个问题。一架空客A320 客机至少需要滑行1280 米,才能从静止加速到最低起飞速度(300 千米/时)。这么长的滑行距离无疑会让飞行汽车使用起来非常麻烦。同时,固定翼飞行器动辄十几米的翼展在道路上移动起来也十分不便。就算把机翼折叠起来,滑行距离长的问题也很难解决。因此,一些厂家干脆放弃了固定翼的方案,转而研究旋翼方案。

飞行汽车要上天,就要提供足够的升力。在今天交通工具新能源化的大背景下,未来的飞行汽车大概率也是电池驱动的。不过,如果真是这样,那么电动飞行汽车要顺利起飞,就不能像电动汽车一样体量那么重。要知道,普通四座轻型飞机的空载质量一般为0.7 吨,而普通电动家用轿车的空载质量平均为2 吨,飞行汽车要想升空,厂商就不得不考虑轻量化的问题。

代号“自由”的飞行汽车已经投产

固定翼飞行汽车难以在城市道路上通行(想象图)

快要成真

尽管飞行汽车的制造和上路面临重重困难,但还是有不少企业向这个目标发起了冲击。

2020 年10 月,名为“自由”的飞行汽车获得欧洲当局的上路批准,这是全球首款获批上路的飞行汽车,但它至今还没有拿到上天飞行的许可。尽管如此,“自由”还是能够升空的。在公路上行驶时,“自由”顶部的旋翼和车后部的尾翼处于折叠状态,此时这辆飞行汽车就像一辆普通两厢轿车。当要飞行时,驾驶员需要先完全展开旋翼和尾翼,然后启动旋翼,再将车速提升到50 千米/时以上,在旋翼提供的升力帮助下,车辆就能缓缓升空。因为采用了旋翼构造,所以“自由”也可以被看成是一架旋翼机。旋翼机和直升机较为类似,主要区别在于直升机能够垂直起降,而旋翼机不能。不过,旋翼机因为起降和飞行难度较低,因此是更适合飞行汽车的设计。“自由”的最大飞行速度可达180 千米/时,最远航程500 千米。

沃飞长空科技(成都)有限公司的飞行汽车已经试飞成功

斯洛伐克某公司研发的"空中移动3.0"飞行汽车

无独有偶,我国吉利汽车集团旗下的沃飞长空科技(成都)有限公司也推出了一款飞行汽车,和“自由”不同,该飞行汽车更接近固定翼飞机——机翼位于车身两侧,在陆地行驶时机翼折叠起来,需要飞行时再伸展出来。该飞行汽车的最大飞行速度为185 千米/时,续航里程800 千米。

虽然不少企业都推出了各自的飞行汽车,其中也不乏设计优秀的产品,但全世界目前还没有供飞行汽车使用的航路,这些飞行汽车无法正式飞行。

2022 年3 月,交通运输部、科学技术部印发了《交通领域科技创新中长期发展规划纲要(2021—2035 年)》,其中就提到“部署飞行汽车研发,突破飞行器与汽车融合、飞行与地面行驶自由切换等技术”。可见,我国已经预见了飞行汽车在未来交通格局上的一些优点:通过将车流量从地面转移到空中,飞行汽车能有效缓解目前巨大的交通压力;对于山区等交通不便地区的抢险救灾,飞行汽车能比汽车更高效地提供救援力量。也许十年内,我们就能坐上飞行汽车。

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