1950 年代紐約,一度有幾條直升機(jī)航線像公交那樣運(yùn)行。
唐納德·特朗普作為美國(guó)總統(tǒng)的第一年不怎么順利。就任之初的白宮幕僚走了大半、限制移民的總統(tǒng)令被多次駁回、稅改法案國(guó)會(huì)也進(jìn)展緩慢。
但他二十多年前的一個(gè)創(chuàng)業(yè)夢(mèng)想意外實(shí)現(xiàn)了:避開擁堵的車流,搭直升機(jī)從鬧市區(qū)去機(jī)場(chǎng)趕飛機(jī)。
1989 年特朗普買下了一家航空公司改名“特朗普航空”(Trump Shuttle),開始在紐約曼哈頓的商業(yè)區(qū)和拉瓜迪亞機(jī)場(chǎng)之間利用直升機(jī)提供短途航班服務(wù),廣告語(yǔ)是“六分鐘從華爾街到機(jī)場(chǎng)”。
那年特朗普 43 歲,對(duì)政界表現(xiàn)出興趣剛剛兩年。不過(guò)他的航空生意沒有政治生涯遠(yuǎn),特朗普航空創(chuàng)辦 3 年后就經(jīng)營(yíng)不下去,讓未來(lái)的總統(tǒng)背負(fù)了 1.35 億美元債務(wù)。
直升機(jī)“通勤”在特朗普就任總統(tǒng)后變成了現(xiàn)實(shí)。
特朗普乘坐“陸戰(zhàn)隊(duì)一號(hào)”/Joint Base Andrews
特朗普去華盛頓以外的城市都是在安德魯斯空軍基地搭乘“空軍一號(hào)”。他從白宮南草坪登上總統(tǒng)專用直升機(jī)“海軍陸戰(zhàn)隊(duì)一號(hào)”,只需要不到 10 分鐘就可以抵達(dá)機(jī)場(chǎng)。如果開車,哪怕有特勤局開道,這段路無(wú)論如何也要走 30 分鐘。
巧合的是,“特朗普航空”的直升機(jī)是西科斯基 S-61。27 年后,特朗普總統(tǒng)專機(jī)“海軍陸戰(zhàn)隊(duì)一號(hào)”就改裝自 S-61 的軍用版本 SH-3“海王”。
如今,距離法國(guó)人保羅·科爾尼 1907 年第一次試飛成功直升機(jī)已經(jīng)過(guò)去了 110 年。
這 110 年里,有多家商業(yè)公司像特朗普航空一樣試圖將直升機(jī)變成城市快速通勤的工具,但它們無(wú)一例外的失敗了。直升機(jī)出行依然是權(quán)貴的特權(quán)。
今天大部分直升飛機(jī)在軍隊(duì)或者消防隊(duì)、警隊(duì)等專業(yè)機(jī)構(gòu)中服役。
現(xiàn)在隨著無(wú)人機(jī)和電動(dòng)技術(shù)的成熟,新一批商業(yè)公司開始鼓吹新的飛行出行的未來(lái):Uber 說(shuō)以后打飛機(jī)會(huì)像坐出租一樣容易;空中客車說(shuō)以后的無(wú)人機(jī)會(huì)和現(xiàn)在的遙控玩具差不離;中國(guó)公司吉利還買下了一架飛行汽車創(chuàng)業(yè)公司,宣稱 2020 年讓人坐上。
直升機(jī)和飛機(jī)的原理相似,誕生也依靠?jī)?nèi)燃機(jī)的發(fā)明
直升機(jī)使用與固定翼飛機(jī)相似的原理:直升機(jī)至少有兩片旋翼,這些旋翼具有與固定翼飛機(jī)相似的特殊造型,旋翼依靠轉(zhuǎn)軸圓周運(yùn)動(dòng),就如同固定翼飛機(jī)在空氣中前進(jìn),從而提供升力,進(jìn)一步升空。
人類從仿生學(xué)中模仿垂直飛行,比“仿生學(xué)”這門學(xué)科成型都要早,比如最早出現(xiàn)在中國(guó)晉朝葛洪所著的《抱樸子》中的“竹蜻蜓”:三片旋翼、木質(zhì)轉(zhuǎn)軸、用牛皮環(huán)提供動(dòng)力。
1480 年代,著名畫家、發(fā)明家達(dá)芬奇也曾經(jīng)設(shè)計(jì)過(guò)想象中的垂直起降飛行器模型。在他的“飛行螺絲”畫作中,“直升飛機(jī)”沒有旋翼,由一個(gè)螺旋型的布制結(jié)構(gòu)提供升力,他設(shè)想這個(gè)機(jī)器用螺旋彈簧提供動(dòng)力,可以乘坐一個(gè)人升空。
達(dá)芬奇的“直升機(jī)”設(shè)計(jì)草圖
1861 年,“直升機(jī)”這個(gè)詞是由法國(guó)發(fā)明家 Gustave de Ponton d'Amécourt 提出,意思就是“螺旋的翼”。在那之前和之后,有眾多工程師試圖設(shè)計(jì)這種機(jī)器,但因?yàn)檎羝麢C(jī)體積過(guò)大,內(nèi)燃機(jī)還未成熟,沒有一架直升機(jī)離開過(guò)地面。
1878 年,意大利人 Enrico Forlanini 制造了一個(gè)用蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的無(wú)人駕駛直升機(jī),這架機(jī)器離開地面 12 米,懸停了 20 秒,飛機(jī)和地面之間有軟管連接,無(wú)人乘坐。
托馬斯·愛迪生也參與過(guò)直升飛機(jī)的發(fā)明,他曾參與設(shè)立了一個(gè) 1000 美元的發(fā)明基金,用來(lái)獎(jiǎng)勵(lì)成功造出直升飛機(jī)的人。愛迪生自己設(shè)計(jì)的原型從未成起飛過(guò),還曾在動(dòng)力試驗(yàn)中發(fā)生了事故,燒傷了一名工人。
1907 年,在萊特兄弟的“飛行者號(hào)”第一次動(dòng)力飛行四年后,法國(guó)人保羅·科爾尼坐著讓自己設(shè)計(jì)制造的直升機(jī),第一次穩(wěn)定離開地面。這架機(jī)器被公認(rèn)為直升飛機(jī)的誕生。
保羅·科爾尼的第一架直升機(jī)/Wikipedia
這架直升機(jī)有兩個(gè) 6 米直徑的旋翼,左右并排排列,朝不同的方向旋轉(zhuǎn)來(lái)抵消旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的力矩,在空中保持穩(wěn)定。直升飛機(jī)安裝了一臺(tái)法國(guó) Antoinette 公司生產(chǎn)的 24 馬力的汽油內(nèi)燃機(jī)提供動(dòng)力,駕駛員就坐在發(fā)動(dòng)機(jī)后面,位于兩個(gè)旋翼之間。
但法國(guó)工程師保羅·科爾尼的這架直升機(jī)僅僅是離開地面懸停過(guò)而已,它并不能真的受控飛行。
1907 年 11 月 13 日,保羅·科爾尼駕駛這架直升機(jī)離開地面 2 米左右,維持了不到一分鐘的飛行。后來(lái)的研究證明,這架直升機(jī)實(shí)際上缺少必要的控制設(shè)備,它沒有辦法轉(zhuǎn)向或是朝著某個(gè)方向前進(jìn)。
在 1907 年試飛成功之后,保羅·科爾尼也放棄了這個(gè)設(shè)計(jì),之后也沒有在直升機(jī)上有什么突破,主要靠自行車制造維持生計(jì)。
在真正的直升機(jī)之前,旋翼機(jī)被更早的投入使用:
Cierva C.30 旋翼機(jī)/Wikipedia
旋翼機(jī)和直升機(jī)的區(qū)別在于旋翼機(jī)的旋翼并沒有發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn),這種飛機(jī)還有另一個(gè)螺旋槳提供向前的動(dòng)力,旋翼會(huì)在飛機(jī)向前運(yùn)動(dòng)時(shí)被空氣吹動(dòng)旋轉(zhuǎn),同時(shí)提供升力。
旋翼機(jī)結(jié)構(gòu)比直升機(jī)簡(jiǎn)單,不能垂直起降,但是能提供比固定翼飛機(jī)更好的低速性能。
世界上第一種具有成熟功能和可控制性能的直升機(jī),1936 年誕生的德國(guó)福克-沃爾夫 Fw 61,就是基于 Cierva C.30 旋翼機(jī)的原理設(shè)計(jì)的。
???沃爾夫 Fw 61/Wikipedia。Fw 61 的旋翼可以通過(guò)飛行員前后推動(dòng)操縱桿,同步控制前后傾斜,飛機(jī)此時(shí)可以向前或向后飛行。兩個(gè)旋翼的角度可以通過(guò)控制桿左右移動(dòng)控制,此時(shí)飛機(jī)就會(huì)向左或向右轉(zhuǎn)向。另外,機(jī)尾那幾片看上去和固定翼飛機(jī)非常類似的尾翼可以通過(guò)腳蹬控制,可以在飛機(jī)前進(jìn)時(shí)提供輔助空氣動(dòng)力控制。
從外形上看,福克-沃爾夫 Fw 61 和現(xiàn)在常見的直升飛機(jī)區(qū)別有點(diǎn)大,它有兩個(gè)三葉旋翼,左右布置,機(jī)身就是另一種固定翼飛機(jī) Fw44 改裝,機(jī)頭上還有一個(gè)固定翼飛機(jī)那樣的螺旋槳。
但實(shí)際上,這架飛機(jī)的主要?jiǎng)恿涂刂贫际怯尚硖峁?,機(jī)頭上的螺旋槳主要作為低速和懸停時(shí)為發(fā)動(dòng)機(jī)降溫,提供的前進(jìn)力量占比很小。
???沃爾夫 Fw 61 優(yōu)秀的性能受到了德國(guó)軍方的好評(píng)。它可以垂直起降,最高時(shí)速 112 公里每小時(shí),續(xù)航里程 230 公里,升限 3400 米。但在隨后的第二次世界大戰(zhàn)里,剛剛誕生的直升機(jī)被認(rèn)為缺乏實(shí)戰(zhàn)能力,不管是???沃爾夫 Fw 61 還是更先進(jìn)的 FA 223,都僅用來(lái)偵查、運(yùn)輸和醫(yī)療,沒有大規(guī)模列裝。
現(xiàn)代直升機(jī)的樣子 1940 年代已經(jīng)確定,最大的挑戰(zhàn)是操縱
總統(tǒng)特朗普的專機(jī)“海軍陸戰(zhàn)隊(duì)一號(hào)”基于西科斯基“海王”直升飛機(jī)改裝。
西科斯基公司是世界上最重要的直升機(jī)制造商之一,它的創(chuàng)始人伊戈?duì)?middot;西科斯基也是現(xiàn)代直升機(jī)的發(fā)明者。
1889 年,伊戈?duì)?middot;伊萬(wàn)諾維奇·西科斯基出生在俄羅斯帝國(guó)境內(nèi),也就是今天的烏克蘭基輔。大學(xué)教育之后,他在 1914 年開始的第一次世界大戰(zhàn)期間,作為工程師就開始參與固定翼飛機(jī)的設(shè)計(jì)。
1917 年,西科斯基在俄國(guó)布爾什維克革命中被迫害,后逃往法國(guó)繼續(xù)從事飛機(jī)制造工作。但 1919 年一次大戰(zhàn)結(jié)束,沒有政府繼續(xù)資助飛機(jī)工業(yè),他移民前往美國(guó)。
在美國(guó),他投入了美國(guó)軍方的訂單中:第一架實(shí)用性軍用直升機(jī)。
西科斯基的 VS-300 直升機(jī)開創(chuàng)了“單旋翼-尾槳”結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)沿用至今,是目前應(yīng)用最廣泛的直升機(jī)結(jié)構(gòu)。
西科斯基 VS-300/Wikipedia
所謂“單旋翼-尾槳”,這種直升機(jī)具有一個(gè)流線型的機(jī)艙,頂部安置一個(gè)大尺寸的旋翼,葉片數(shù)量不定;旋翼由一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),1950 年代以前多為內(nèi)燃活塞發(fā)動(dòng)機(jī),之后的主流是渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī);發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)一個(gè)位于飛機(jī)尾部,垂直安置的小型螺旋槳,叫做“尾槳”。
尾槳是一個(gè)重要的發(fā)明,因?yàn)橹灰怯尚眚?qū)動(dòng)的直升機(jī),隨著旋翼的轉(zhuǎn)動(dòng),飛機(jī)會(huì)自然產(chǎn)生一個(gè)令機(jī)身旋轉(zhuǎn)的扭矩,如果沒有抵消的結(jié)構(gòu),機(jī)身就會(huì)轉(zhuǎn)個(gè)不停。尾槳可以抵消它。
現(xiàn)代直升機(jī)復(fù)雜的旋翼結(jié)構(gòu)/Wikipedia
但單旋翼加上尾槳的結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單。從 VS-300 開始,幾乎所有的直升飛機(jī)都使用類似的機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制:飛行員兩腿之間的周期變距操縱桿(Cyclic Control),軍用名為回旋操縱桿控制主旋翼平面朝任意方向傾斜,就像打傘一樣,此時(shí)直升機(jī)會(huì)保持機(jī)頭方向不變,同時(shí)向操作桿移動(dòng)的方向傾斜并前進(jìn)。
駕駛員座位旁有一個(gè)像汽車手剎一樣的總距操縱桿(Collective Pitch Control),軍用名為集體操作桿,可以控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以及旋翼的傾角,以便讓旋翼產(chǎn)生不等的升力,控制飛機(jī)上升和下降。
駕駛員腳下還有兩個(gè)腳蹬(Anti-torque Pedals),軍用名為尾舵,主要控制尾槳的出力大小,讓直升機(jī)自然產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩控制機(jī)身旋轉(zhuǎn),從而控制機(jī)頭的朝向。
直升機(jī)操縱面示意圖/Wikipedia
總而言之,直升機(jī)駕駛員需要兩只手、兩只腳一起工作,才能令直升機(jī)平穩(wěn)飛行。在現(xiàn)代直升機(jī)上,部分操作由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制,減輕了直升機(jī)飛行員操作的復(fù)雜性,但原理不變。
相比之下,固定翼飛機(jī)飛行員就簡(jiǎn)單一些,他們雖然也需要手腳并用,但絕大部分固定翼飛機(jī)只要飛在空中,就處在一個(gè)自然穩(wěn)定的狀態(tài)。就像在高速路上開車一樣,飛行員只需要握住操縱桿,保持航向就可以。而直升機(jī)飛行員控制的機(jī)器則是一個(gè)隨時(shí)會(huì)朝著意想不到的方向運(yùn)動(dòng)的不穩(wěn)定物體,就像騎一輛自行車,需要時(shí)刻保持操縱才行。
之后的直升機(jī)有許多改進(jìn),但安全和學(xué)習(xí)成本限制了它的使用
今天的直升機(jī)已經(jīng)擁有不錯(cuò)的性能,目前,全世界飛得最快的直升機(jī)是韋斯特蘭 WG.13 山貓,1986 年創(chuàng)下了 400.86 公里每小時(shí)的直升飛機(jī)飛行速度紀(jì)錄。
大部分直升飛機(jī)的巡航速度都在 300 公里每小時(shí)上下,比如著名的西科斯基 UH-60“黑鷹”直升機(jī),巡航速度為 301 公里每小時(shí),而使用原理類似的渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī),巡航速度至少 500 公里每小時(shí)。
UH-60“黑鷹”直升機(jī)/Wikipedia
對(duì)于不受道路影響、直線飛行的直升機(jī),300 公里的時(shí)速可以在城市里甩開任何汽車。
直升機(jī)還有一種結(jié)構(gòu)變體,這種結(jié)構(gòu)變化大到美國(guó)聯(lián)邦航空局已經(jīng)不認(rèn)為它是“直升機(jī)”,而是“短距/垂直起降飛機(jī)”:波音-貝爾 V-22“魚鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼飛機(jī)。
波音-貝爾 V-22“魚鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼飛機(jī)/Wikipedia
這種飛機(jī)安裝兩臺(tái)左右并列的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī),和兩幅相對(duì)較小的三葉旋翼。在起飛階段旋翼向上,飛機(jī)以直升機(jī)的姿態(tài)起飛;兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)可以同步旋轉(zhuǎn),在起飛過(guò)程中逐漸轉(zhuǎn)向朝前的方向,飛機(jī)也逐漸轉(zhuǎn)變成傳統(tǒng)飛機(jī)的姿態(tài),升力也主要由機(jī)翼部分提供。
V-22 具有其他直升機(jī)不具備的性能,他能攜帶最多 9 噸載荷,以超過(guò) 440 公里每小時(shí)的速度巡航,航程 1600 公里以上,這是普通直升機(jī)完全不具備的性能優(yōu)勢(shì)。
從最初的西科斯基 VS-300 到今天的魚鷹,直升機(jī)基本原理沒變,但技術(shù)水平已經(jīng)提升了很多。
今天的直升機(jī)雖然還需要踏板、操縱桿一起操作,但已經(jīng)變成了計(jì)算機(jī)輔助控制。以 V-22 魚鷹來(lái)舉例,當(dāng)駕駛員操作兩腿之間的回旋操縱桿時(shí),雖然飛機(jī)依然會(huì)隨著控制桿改變飛行方向和姿態(tài),但這個(gè)過(guò)程是計(jì)算機(jī)協(xié)調(diào)了方向舵、發(fā)動(dòng)機(jī)升力以及旋翼迎角一起輸出的操作。
但有一件事情沒有變,就是直升機(jī)的安全性。
相對(duì)于固定翼飛機(jī),直升機(jī)最大的優(yōu)勢(shì)在于垂直起降。這個(gè)特性允許這種飛機(jī)只要有一片空地就可以起降,可以在固定翼飛機(jī)不具備條件的地方工作。比如在目標(biāo)上空以任意高度懸停,在山頂起降,甚至倒退,從而完成救援、人員和裝備投送、定點(diǎn)觀察等工作。
與此同時(shí),直升機(jī)因?yàn)楦拷孛妫裙潭ㄒ盹w機(jī)更容易面臨危險(xiǎn)。作為民用用途,容易碰到樹木、大樓和電線等障礙物;作為軍用,直升機(jī)執(zhí)行的任務(wù)以低空飛行為主,遇險(xiǎn)時(shí)成員根本沒有條件展開降落傘。同時(shí),靠近地面的飛行意味著空氣動(dòng)力條件更為復(fù)雜,會(huì)出現(xiàn)例如地面效應(yīng)、渦環(huán)、葉片失速、尾槳失效等問(wèn)題,這個(gè)時(shí)候直升機(jī)難以控制,只能墜地。
突襲本拉登住所時(shí),美國(guó)特種部隊(duì)的一架直升機(jī)墜毀,并不是因?yàn)樵庥龅挚?,而是因?yàn)閼彝r(shí)高溫和高墻影響了旋翼產(chǎn)生的氣流。盡管它的飛行員身經(jīng)百戰(zhàn),但直升機(jī)還是失控迫降。
軍隊(duì)可以承受事故和人員傷亡。但民用領(lǐng)域不一樣,一次惡性事故就可以毀掉一個(gè)生意。
1950 年代開始的直升機(jī)通勤服務(wù),毀于三次惡性事故
1956 年,紐約有一家名為“紐約航空”的公司,嘗試推出了直升飛機(jī)通勤服務(wù),從曼哈頓直達(dá)紐約肯尼迪機(jī)場(chǎng)的定期航班。
紐約的兩座機(jī)場(chǎng)離市區(qū)較遠(yuǎn),這種服務(wù)的對(duì)象是那些需要快速?gòu)募~約鬧市區(qū)前往機(jī)場(chǎng)的人。這種“飛行公交車”一天飛行數(shù)班,全程僅需要 10 分鐘,票價(jià)相當(dāng)便宜,僅相當(dāng)于今天的 40 美元。
1960 年代,隨著紐約曼哈頓島上建立了新的直升飛機(jī)機(jī)場(chǎng),紐約航空的直升飛機(jī)直接降落在東碼頭的直升飛機(jī)機(jī)場(chǎng),這里距離曼哈頓下城和華爾街只有一步之遙。1964 年,從紐約市的肯尼迪機(jī)場(chǎng)到紐瓦克機(jī)場(chǎng)之間每天有 32 班直升飛機(jī)航班,返回市區(qū)有 33 班直升飛機(jī)航班。
但好景不長(zhǎng)。
1963 年 10 月 14 日,一架紐約航空的波音 BV 107-II Vertol 雙旋翼直升飛機(jī)從肯尼迪機(jī)場(chǎng)經(jīng)華爾街飛往紐瓦克機(jī)場(chǎng)途中發(fā)生機(jī)械故障墜毀,6 人喪生。
1977 年 5 月 16 日,紐約航空一架西科斯基 S-61L 直升飛機(jī)正在曼哈頓島中城的泛美大廈樓頂機(jī)場(chǎng)??繒r(shí)發(fā)生側(cè)翻,轉(zhuǎn)動(dòng)的旋翼當(dāng)場(chǎng)殺死四人,掉落的葉片還砸死了大廈樓下一名行人。事故發(fā)生之后,泛美大廈樓頂?shù)闹鄙龣C(jī)停機(jī)坪永久停業(yè)。
泛美大廈樓頂傾覆的西科斯基 S-61L/紐約郵政檔案館
1979 年 4 月 18 日,紐約航空一架西科斯基 S-61L 直升飛機(jī)從紐瓦克機(jī)場(chǎng)起飛時(shí)尾槳斷裂,飛機(jī)從 45 米空中墜落地面,3 人死亡,13 人重傷。
這次事故之后一個(gè)月,紐約航空申請(qǐng)破產(chǎn)。
后來(lái),特朗普航空試圖重啟這個(gè)業(yè)務(wù)。1989 年,特朗普航空開始用三架西科斯基 S61 直升飛機(jī)與兩架波音 234 雙旋翼直升飛機(jī),在紐約拉瓜迪亞機(jī)場(chǎng)和華爾街之間提供定期航班,每天 9 班,票價(jià) 199 美元。
特朗普航空的直升飛機(jī)航班海報(bào)/ Craig Morris
但是特朗普趕上了 1990 年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)帶來(lái)的油價(jià)飛漲,航空煤油同樣來(lái)自石油,1992 年,特朗普航空因業(yè)績(jī)不佳被收購(gòu)更名,航班停飛。
隨著無(wú)人駕駛和電動(dòng)車的到來(lái),一批公司重新構(gòu)想城市里的飛行通勤
2016 年,Uber 宣布了一個(gè)名為“Uber Elevate” 的飛行車計(jì)劃,計(jì)劃在鬧市區(qū)和郊區(qū)之間提供“飛行出租車”的服務(wù)。2016 年 4 月,Uber 宣布它的飛行車將在 2020 年之前進(jìn)入迪拜和美國(guó)達(dá)拉斯兩座城市,2017 年 11 月,Uber 又宣布將進(jìn)入美國(guó)洛杉磯,還計(jì)劃和 NASA 一起,開發(fā)一個(gè)“空中出租車”的管理系統(tǒng)。
Uber 飛行車到底什么樣子,其實(shí)現(xiàn)在還完全沒有頭緒。不過(guò)從目前做著同類研究的公司來(lái)看,它得是無(wú)人電動(dòng)直升機(jī)。
航空巨頭空中客車去年發(fā)布了一份“無(wú)人駕駛空中出租車”的計(jì)劃“Vahana”,還公布了概念圖。這架飛機(jī)將具有八具電動(dòng)螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī),并且安裝在兩組“傾轉(zhuǎn)旋翼”上。飛機(jī)可以搭載一個(gè)人垂直起飛,升空之后發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向朝前,飛機(jī)平飛,之后可以垂直降落。在遇到危險(xiǎn)情況時(shí),飛機(jī)會(huì)彈出一個(gè)降落傘帶走乘客。
空中客車 Vahana
德國(guó)初創(chuàng)公司 Volocopter 走得更遠(yuǎn)些。9 月份,他們?cè)诘习菖e行了一場(chǎng)試飛,一架看上去就像是放大版遙控玩具的飛機(jī),裝有 18 片旋翼,可以以每小時(shí) 30 英里的速度飛行 30 分鐘。
為了應(yīng)對(duì)飛行故障,飛機(jī)還配有備用電池,即使遇到最糟糕的情況,飛機(jī)上還有為乘客準(zhǔn)備的降落傘。這家公司目前已經(jīng)獲得 2500 萬(wàn)歐元的投資。
德國(guó)初創(chuàng)公司 Volocopter 的載人多旋翼飛機(jī)
中國(guó)公司在這個(gè)方面也有動(dòng)作。7 月份,吉利宣布要買一家美國(guó)飛行汽車公司 Terrafugia,上周兩家公司正式簽了收購(gòu)協(xié)議,協(xié)議沒有公布交易的價(jià)格,但是公布了新公司的人員任命和產(chǎn)品計(jì)劃。吉利表示,將全力支持 Terrafugia 的飛行汽車計(jì)劃。
吉利購(gòu)買的 Terrafugia 公司。他們?cè)?2014 年推出了一款飛行汽車,這種車看上去就像是短粗版的小型私人飛機(jī),只不過(guò)機(jī)翼可以折疊,車身可以縮小到允許在路上行駛的程度。
這種飛行汽車還需要滑行才能起飛,換句話說(shuō),它其實(shí)只是一架體積較小的電動(dòng)飛機(jī)。Terrafugia 的愿景是在未來(lái)幾年內(nèi)推出和 Uber、空中客車非常類似的垂直起降飛行汽車。在官方網(wǎng)站上,羅列了這種計(jì)劃中的飛行汽車各種參數(shù),但最關(guān)鍵的動(dòng)力部分依然是語(yǔ)焉不詳。
商業(yè)公司卷土重來(lái)是因?yàn)樾录夹g(shù)。首先是電動(dòng)化。
過(guò)去,絕大部分直升機(jī)使用渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī),這種發(fā)動(dòng)機(jī)性能強(qiáng)勁同時(shí)效率也不錯(cuò),但噪音巨大,而且需要專業(yè)人員頻繁維護(hù)。但 Uber 和空中客車等公司提出的未來(lái)“空中汽車”概念,使用電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)可以改善這個(gè)問(wèn)題。
電動(dòng)機(jī)的體積、重量和噪音都比渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)小得多,他們之間的區(qū)別就像大疆遙控?zé)o人機(jī)和噴氣式客機(jī)那樣明顯,一臺(tái)電動(dòng)無(wú)人機(jī)能發(fā)出的最大噪音,就是旋翼拍動(dòng)空氣發(fā)出的聲音。
因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)體積更小,未來(lái)的“飛行汽車”可以比現(xiàn)在的直升機(jī)體積更小,結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單,同時(shí)安裝更多的旋翼和發(fā)動(dòng)機(jī)。過(guò)去,一臺(tái)直升機(jī)最多兩個(gè)旋翼,基于渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu),旋翼越多結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。但電動(dòng)機(jī)沒有這個(gè)問(wèn)題,可以每一個(gè)旋翼就是一臺(tái)單獨(dú)的電動(dòng)機(jī),目前展出的原型機(jī)已經(jīng)有很多 4 旋翼、8 旋翼甚至更多。
這樣一來(lái),直升飛機(jī)的安全問(wèn)題可以解決一部分:當(dāng)旋翼數(shù)量足夠多的時(shí)候,一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)失效就不再是“黑鷹墜落”那樣的災(zāi)難性事故,飛機(jī)依然可以安全著陸。
同時(shí),自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展抹除了直升機(jī)駕駛員培訓(xùn)的問(wèn)題。
過(guò)去,一架直升機(jī)至少需要一位駕駛員,在直升機(jī)駕駛員稀缺的情況下這本身就是問(wèn)題,而且在建筑密集的城市中飛行,人類的感官也許是不夠適應(yīng)復(fù)雜的飛行條件的。但計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展可以讓未來(lái)的電動(dòng)直升機(jī)完全無(wú)人駕駛,乘客只要輸入地址就行。
但是,“空中汽車”依然不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)在你的生活里
最根本的是電池問(wèn)題?,F(xiàn)階段,電動(dòng)汽車的電池問(wèn)題還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有解決,大部分電動(dòng)汽車選擇了 300 公里這樣一個(gè)折衷的續(xù)航里程,來(lái)平衡充電時(shí)間與電池重量。少數(shù)電動(dòng)汽車,比如特斯拉,選擇裝上大容量電池來(lái)保證續(xù)航。
但在飛機(jī)上,“堆電池”是完全不可行的。汽車上裝更多的電池,電動(dòng)機(jī)僅僅在加速時(shí)才會(huì)為拖著電池走付出更多電力。但在飛行中,電池重量的影響更大。
目前沒有一個(gè)公司拿出關(guān)于續(xù)航的保證。飛行中可能遇到天氣問(wèn)題、冬天電池性能也會(huì)受影響。在北京這樣的大城市,航程如果低于 150 公里,基本飛去機(jī)場(chǎng)就不能保證回來(lái)了。而大容量電池充電是很慢的。如果載兩人飛一次就得充電,它一天也就飛不了幾次,直接導(dǎo)致成本的上升。
此外泛美大廈頂上的事故證明,城市里的飛行交通工具責(zé)任格外重大,因?yàn)槿魏问鹿士赡芏紩?huì)殃及行人和建筑。
雖然 Uber 等公司說(shuō)明,未來(lái)的飛行交通工具都會(huì)具有螺旋槳,可以安全降落,但一旦出事故這些飛車最終都需要落地,而垂直起降的飛機(jī)容錯(cuò)空間很小,在建筑密集的城市中發(fā)生意外將是災(zāi)難。
另一個(gè)問(wèn)題是成本。
1990 年代“特朗普”航空的失敗,證明了一件事:時(shí)間沒那么值錢。即使在紐約曼哈頓這樣的城市,華爾街的銀行家們也不大需要為前往機(jī)場(chǎng)節(jié)省一個(gè)小時(shí)的時(shí)間。
現(xiàn)在就更不需要了。在人人聯(lián)網(wǎng)、飛機(jī)都在普及 WiFi 的現(xiàn)在,人們對(duì)通勤時(shí)間的要求更低了。
但直升機(jī)的電動(dòng)化有機(jī)會(huì)讓目前已經(jīng)在用直升機(jī)的一些行業(yè)受益。
執(zhí)法部門說(shuō)不定可以依靠電動(dòng)直升機(jī)改變反應(yīng)速度。今天每個(gè)城市都有特警隊(duì),全副武裝解決暴力犯罪。但受限于路況,他們很難即時(shí)趕到現(xiàn)場(chǎng)。目前更多是碰運(yùn)氣一樣開車在城市中巡邏。
少數(shù)城市,比如面對(duì)恐怖襲擊威脅的倫敦,現(xiàn)在直接用 V-22 魚鷹運(yùn)輸陸軍特種部隊(duì)反制恐怖襲擊。但這成本相當(dāng)高昂,平均飛一小時(shí)要花 8.3 萬(wàn)美元。他們不會(huì)因?yàn)橐话愕谋┝κ录鰟?dòng),哪怕生命受到威脅。
免去駕駛員和高昂維護(hù)費(fèi)用之后,類似《少數(shù)派報(bào)告》里警察從天而降,像蝙蝠俠那樣總能即時(shí)趕到現(xiàn)場(chǎng)成為可能。
過(guò)去,民用直升機(jī)做醫(yī)療運(yùn)輸是主要功能之一。在未來(lái),廉價(jià)的電動(dòng)直升機(jī)因?yàn)榭梢怨?jié)省飛行員和維護(hù)人員,從而價(jià)格更低,普及到更多醫(yī)院。
現(xiàn)在,也許只有心臟移植的病人才愿意花很多錢“享受”直升機(jī)醫(yī)療服務(wù)。未來(lái),也許城市中嚴(yán)重車禍的傷者也可以被快速送往醫(yī)院保住性命。
這些都是可以承受較高成本來(lái)?yè)Q取時(shí)間的機(jī)構(gòu)。