缩略图
Mobile Science

飞行汽车与旋翼飞行器融合发展展望分析

作者

蔺于扬 陈磊

国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心 河南郑州 450046

一、引言

飞行汽车的概念最早可以追溯到 20 世纪初,随着新能源汽车、智能驾驶、垂直起降技术等领域的突破,飞行汽车才真正进入商业化发展的快车道。飞行汽车不仅具备汽车的陆地行驶能力,还能实现空中出行,从而缓解城市交通压力,提升出行效率。与此同时,旋翼飞行器作为航空领域的重要组成部分,凭借其高效的飞行性能和良好的续航能力,成为飞行汽车发展的关键技术支撑之一。通过融合汽车与飞行器的技术优势,不仅可以实现陆空两栖的立体化出行方式,还能推动智能交通、新能源、新材料等多领域的协同发展。

二、飞行汽车与旋翼飞行器的技术融合

2.1 技术融合的必要性

飞行汽车与旋翼飞行器的融合发展,本质上是汽车、航空、电子、材料等多学科技术的交叉融合。飞行汽车需要具备汽车的陆地行驶能力,同时具备飞行器的空中飞行能力,这要求其在结构设计、动力系统、控制系统等方面实现高度集成,而旋翼飞行器则因其良好的飞行效率和续航能力,成为飞行汽车飞行阶段的理想选择。

2.2 跨学科融合与协同创新

旋翼飞行器系统的智能化发展,离不开跨学科的融合与协同创新。随着人工智能、大数据、物联网等技术的快速发展,飞行器系统正朝着更加智能化、自动化的方向演进。在飞行汽车领域,这种跨学科融合同样重要。例如,小鹏汇天的“陆地航母”飞行汽车采用三轴六轮设计,具备承载和越野能力,可停入标准停车位,并搭载全球首个车载自动分离结合机构,实现飞行器自动收纳和超大功率补能。这种设计不仅提升了飞行汽车的实用性,也体现了汽车与飞行器在结构设计上的深度融合。

2.3 技术挑战与解决方案

尽管飞行汽车与旋翼飞行器的融合发展前景广阔,但也面临诸多技术挑战。例如,飞行汽车的续航能力、安全性、噪音控制、起降系统、空中交通管理等问题仍需进一步解决。此外,飞行汽车的陆空构型转换设计也是一项复杂的技术难题,需要在结构强度、重量、能耗等方面进行优化。

针对这些问题,业界已提出多种解决方案。例如,通过采用电动化、轻量化、智能化等技术手段,提升飞行汽车的续航能力和飞行效率。同时,通过引入垂直起降(VTOL)技术,可以有效降低飞行汽车的起降难度,提高其在城市环境中的适应性。此外,随着自动驾驶技术的不断进步,飞行汽车的自主飞行能力也将得到显著提升,从而减少对人工操作的依赖。

三、飞行汽车与旋翼飞行器的市场前景

3.1 市场需求驱动发展

随着城市化进程的加快和交通拥堵问题的加剧,城市居民对出行方式的需求日益多样化。飞行汽车作为一种新型的立体化出行工具,能够有效缓解地面交通压力,提高出行效率。特别是在城市短途出行、紧急救援、商业服务等领域,飞行汽车展现出巨大的应用潜力。例如,波音公司推出的飞行汽车原型,结合了直升机、无人机和旋翼飞机的特点,计划在2023 年左右通过智能手机提供“飞的”服务。这种模式不仅能够满足城市居民的个性化出行需求,还能为城市空中交通(UAM)市场带来新的增长点。

3.2 新能源汽车与飞行汽车的协同发展

飞行汽车的发展与新能源汽车密切相关。新能源汽车的普及为飞行汽车提供了动力系统的支持,同时也推动了飞行汽车的电动化进程。例如,小鹏汽车自 2013 年起布局飞行汽车产业,其飞行汽车“陆地航母”采用电动驱动系统,具备超大功率补能能力。这种设计不仅提升了飞行汽车的环保性能,也为其在市场上的竞争力提供了保障。

此外,广汽集团推出的 GOVY AirJet 飞行汽车也采用了电动驱动系统,支持 30 分钟快速补能,进一步提升了飞行汽车的实用性。由此可见,新能源汽车与飞行汽车的协同发展,将成为推动低空经济的重要动力。

3.3 政策支持与产业布局

近年来,各国政府纷纷出台政策支持飞行汽车的发展。例如,中国在《飞行汽车:低空经济的万亿市场与未来展望》中指出,飞行汽车作为低空经济的重要组成部分,将推动智能交通、新能源、新材料等多领域的协同发展。此外,广东省也在积极推动飞行汽车技术的发展,探索两栖一体式飞行汽车的实现路径。在产业层面,多家车企已开始布局飞行汽车领域。例如,小鹏汽车、广汽集团、吉利汽车、长安汽车等企业均推出了各自的飞行汽车产品,并计划在未来几年内实现量产。这些企业的布局不仅体现了飞行汽车市场的潜力,也为飞行汽车与旋翼飞行器的融合发展提供了有力支撑。

四、飞行汽车与旋翼飞行器的社会接受度

4.1 公众认知与接受度

飞行汽车作为一种新兴交通工具,其社会接受度仍需进一步提升。一方面,公众对飞行汽车的安全性、噪音、隐私等问题存在担忧。另一方面,飞行汽车的高成本和高技术门槛也限制了其在普通消费者中的普及。因此,如何提升公众对飞行汽车的认知和接受度,是推动其商业化发展的重要课题。

4.2 城市空中交通(UAM)的推广

城市空中交通(Urban Air Mobility, UAM)是飞行汽车的重要应用场景之一。通过在城市上空建立低空交通网络,飞行汽车可以实现点对点的空中出行,从而缓解地面交通压力。然而,UAM 的推广需要解决一系列技术、法规和基础设施问题,如空中交通管理、飞行器注册、空域规划等。

目前,全球已有多个城市开始试点飞行汽车的运营。例如,波音公司计划在 2023 年左右推出“飞的”服务,而空客、Volocopter 等公司也在积极布局城市空中交通市场。这些试点项目的成功将有助于提升公众对飞行汽车的认知和接受度,为飞行汽车的商业化发展奠定基础。

五、未来发展趋势

5.1 技术融合与智能化发展

未来,飞行汽车与旋翼飞行器的融合发展将更加注重技术的融合与智能化。随着人工智能、大数据、物联网等技术的不断进步,飞行汽车将实现更高效的飞行控制、更智能的路径规划和更安全的飞行保障。例如,通过引入 AI 算法,飞行汽车可以实现自主飞行、自动避障、智能调度等功能,从而提升其在复杂环境中的适应性。

5.2 低空经济的崛起

飞行汽车作为低空经济的重要组成部分,将在未来几年内迎来快速发展。低空经济不仅包括飞行汽车,还涵盖了无人机、空中出租车、城市空中交通等新兴领域。随着政策的逐步放开和技术的不断成熟,低空经济将成为推动经济增长的重要引擎。

5.3 全球化合作与开放创新

未来,飞行汽车与旋翼飞行器的融合发展将更加依赖于全球化合作与开放创新。各国科研机构、企业和政府将加强在关键技术、标准制定、应用示范等方面的合作,推动飞行汽车技术的标准化和产业化。例如,波音、空客、等公司正在积极布局城市空中交通市场,推动飞行汽车的全球发展。

六、结论

飞行汽车与旋翼飞行器的融合发展,是推动低空经济和智能交通的重要方向。通过融合汽车与飞行器的技术优势,飞行汽车不仅能够实现陆空两栖的立体化出行方式,还能推动新能源、智能驾驶、新材料等多领域的协同发展

参考文献:

[1] 王科雷, 周洲, 张阳. 分布式推进翼身融合飞行器气动特性研究[J].西北工业大学学报 , 2022, 40(1): 18-24.

[2] 孙蓬勃 , 周洲 , 郭佳豪 . 不同形状涵道风扇推进特性数值分析 [J].航空动力学报 , 2022, 37(12): 2736-2748.

[3] 康诚 , 严欣 , 唐晓峰 . 智能网联汽车自动驾驶仿真测试技术研究综述 [J]. 时代汽车 , 2022, 394(22): 4-6.

[4] 王超 . 飞行汽车的发展难题 [J]. 中国工业和信息化 , 2022, 42(1):18-23.

[5] 邱华良 . 新能源电池产业现状发展及对策 [J]. 汽车纵横 , 2021,125(8): 36-39.