为什么电动车之后，下个被革新的一定是“飞行汽车”

发表于 3年以前 | 总阅读数：866 次

作者：陈晨

开源自主飞行框架 GAAS 的创始人王汉洋，曾这样描述飞车早期的常见的叙事：“一群人出于疯狂或者‘忽悠’，浪费资源做一件注定无望的事。”

莫勒和他的飞行汽车｜图片网络

在过去几个月，多被称作“飞行汽车”的 eVTOL（电动垂直起降飞行器）却异常活跃。

全球从事 eVTOL 开发的项目达 260 余项，丰田、优步、腾讯纷纷布局，国内包括玮航科技、沃兰特、时的在内的一批初创公司获得融资，国外 Joby、Lilium、Archer 成功上市……

10 月底，小鹏汇天发布聘请原国防科技重点实验室副总师李明的消息。此前不久，它刚把新一代飞行器的量产时间定在了 2024，融资 5 亿美元在 A 轮成为了行业“独角兽”。

经历了一次次的希望与失望，eVTOL 再次打开了人们对立体出行的想象。资本的青睐、越来越多的参与者似乎都在预示着一场交通的变革。发生在这个时期的 eVTOL 热潮不说水到渠成，其实也早有了些准备。

技术发展带来新可能

“黄浦江边曾经有一个直升机游览的项目，后来因为噪音扰民被叫停。”这个例子常被用在 eVTOL 介绍的开场。

直升机靠一个巨大的旋翼提供升力，“单旋翼高速转动时产生的噪声，恰恰正处在那种足以惹恼每个人的频率上。”而且如果旋翼失灵，很容易直接坠毁。可见单旋翼的构型，并不能满足城市飞行对安全和噪声小的要求。而这两点，也正是 eVTOL 相较于直升机的优势。

eVTOL 的构型主要有多旋翼和多涵道（涵道风扇），“多”的设置是为了提供安全冗余。多涵道目前主要在验证阶段，目前已经生产出的 eVTOL，大多采用多旋翼的构型，其中的原因离不开多旋翼已经在无人机上经过一轮验证，有了较多的应用。

多旋翼结构早在鸦片战争期间就被英国人乔治·凯设计了出来，但早期在和直升机的竞争中一直落于下风。多旋翼的机械结构简单，可是同时控制好几个旋翼、感应并调节姿态对传感器的精度有极高的要求，这个问题在最初的几十年一直没解决。

受益于电子技术的发展，处理器逐渐能满足多旋翼的计算要求，传感器小型化也成为可能。控制学专家对多旋翼直接驱动方式的青睐，则进一步推动了飞控技术的发展。

2005 年，基于 Arduino 的开源飞控发布，随后的开源飞控 APM（ArduPilotMega）和 PX4 相继问世，无人机产业爆发，而技术还在进步，不断积淀，并在 eVTOL 上找寻新的应用机会。

分布式电力推进系统（DEP）是另一个在降低噪音和提高安全性上具有决定性意义的技术。

分布式推进系统是多电机和飞控组成的动力系统，能更好地管理运行状况，而且同多旋翼一样，也提供了一定的安全冗余：即使一个或多个电机失效，垂直起降飞行器仍然能维持飞行。

除此之外，分布式推进系统是将发动机的能量转化后，提供给分布在机翼或机身上的若干风扇、螺旋桨或者其他装置产生动力。它能够集成到机体结构上，优化机体周围的流场，大幅降低油耗、减少排放，同时能够减轻飞机的重量，降低阻力和噪声。

2009 年，师从莫勒的乔本·贝维（JoeBen Bevirt）特成立了 Joby Aviation，距离他判断老师的梦想没有技术条件并离开飞行汽车，已经时隔近 20 年。多年重回飞行汽车行业，有人说正是一些重点技术进展让他看到了可能。

电动汽车“技术溢出”

除了上述技术的出现和成熟，智能电动车行业则是一个更为集中的技术外溢池，为 eVTOL 的研发提供了较为成熟的三电系统、零部件、智能化系统以及相应的硬件设备的上游产业链准备。

当被问及 eVTOL 主机厂和上游供应链的关系时，一位 eVTOL 行业的投资人觉得从顺序上来说，肯定是主机先于供应链。“这就跟特斯拉大卖了，然后中国的三家电动车企业起来了，你的时代变得很牛逼一样。”

特斯拉在智能电动车领域打出一片天地后，新的力量也跃跃欲试，特别是在各国政策的扶持下，智能电动车行业蓬勃发展。

而随着智能电动车产业进入高速发展期，“三电”同样成为零部件领域的重要赛道。各供应链企业和车企看到了机会，也加大了对大功率电机、高密度锂电池、自动驾驶技术的投入和应用。

以电池为例，特斯拉在与众多供应商合作的同时，也自研自产动力电池，推动隔膜、电解液等技术革新。今年 9 月底发布的无极耳 4680 电池在改善成本的同时，能提高 5 倍能量密度，目前该电池正在日本试产。

特斯拉推出的无极耳的 4680 电池｜特斯拉

除了性能的提升，新技术使用规模的扩大和参与者的增多，生产成本和价格也会相应下降。根据航空工程师西奥多·莱特的观察，锂电池的产量每增大一倍，成本会降低 10%～15%。

无论是性能提升还是价格下降，都让 eVTOL 受益匪浅。

英特尔创始人之一的戈登·摩尔曾预言，在成本不变的情况下，集成电路上可容纳的元器件的数目，大约每隔 18-24 个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。归纳了信息技术进步速度的“摩尔定律”，也一次次被事实验证。

“任何一项技术，只要它的『功率』升高，而价格不断下降，就可以成为指数型技术。”IT 界的飞速前行如此，动力电池、三电系统的发展也彰显着他们的潜力。

而不管是在电动车还是在 eVTOL 上，更有新意和价值的，是一些指数型技术开始相互融合与交互。

人工智能革命催生的强大算力，材料科学里的碳纤维和合金材料，智能手机战争中的传感器、全球定位、视觉成像 ……在 eVTOL 中，我们能看到好多技术的影子。

承接、融合了各项技术的 eVTOL，也在发展着以它为起点的新科技。如倾转翼和涵道的气动设计技术、应用新质子导电膜的新型氢燃料电池。

在中国工程院院士陈志杰看来，“技术跨域融合的常态化将为低空空域的管理发展带来更多可能。”

接下来的问题是：技术在未来会如何融合？哪个行业会是新的出口？技术演进的速度、颠覆的潜力在下个阶段会怎样发展？

或许，我们可以采用一个更大胆的“摩尔定律”了。

航空业迎来“电气化”

“任何事物的发展都离不开时代大背景”，这是历史老师教给我们的东西。除了从技术演进的路径分析，eVTOL 的前缀“e（electric)”也给了它更多阐释的可能。

现在这个时代影响最深刻和深远的发展趋势，应该就是“节能减排”。在此背景下，“电气化”进驻到各行各业的生产消费过程中，能源结构的转型升级不可避免。

全球车企都在加速“电气化”的进程，沃尔沃宣布从 2030 年起将只销售电池电动汽车；捷豹计划到 2025 年只生产全电动汽车，捷豹和路虎品牌的所有车型到 2031 年都将提供纯电版本；通用汽车宣布建设第二座电池厂；而梅赛德斯·奔驰正在寻求发展自己的电池；大众宣布未来五年将投资约 600 亿欧元，用于开发电气化和数字化等下一代技术。

继数字化之后，航空业也正在迈入电气化的新一轮革命。

罗罗“创新精神号”在英国完成首飞｜图片网络