改變未來城市交通方式

孫睿

摘 ?要：隨著城市化進程的加快，以及越來越多的務工人員的涌入，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)管和服務平臺等多個方面共同建立城市空中交通生態(tài)圈。然而在新平臺的建立過程中，安全、空域整合、生產(chǎn)能力等關鍵領域的現(xiàn)實問題將是其面臨的重大挑戰(zhàn)。

關鍵詞：UAM ?新平臺 ?挑戰(zhàn)

中圖分類號：U49 ? 文獻標識碼：A 文章編號：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。在中國采用車牌限價、限行，新加坡使用超高價車牌租賃等?？罩锌蛙囘@樣的航空制造公司則從另一個角度思考，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項目

2107年空中客車公司將投資目標放在了大數(shù)據(jù)、自動駕駛和航天衛(wèi)星這三大領域。在大數(shù)據(jù)、自動駕駛行業(yè)共投資約6740萬美元，占總投資額的71%。對航天衛(wèi)星類別共投資2040萬美元，占比21%。對這3個領域的投資都是為了“在2023年之前建立城市交通系統(tǒng)”。

城市空中交通計劃是空中客車利用其現(xiàn)有直升機資源發(fā)展的多個項目，包括CityAirbus、Vahana、Skyways和Voom。這4個項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負責人Mathias Thomsen稱，“一個更加快速、安全、可靠且直達的城市交通。三維立體的城市交通網(wǎng)絡將改變我們的生活方式?！?/p>

CityAirbus是一種可搭載4名乘客、垂直起降、自動駕駛的電動飛行器，采用了創(chuàng)新性的四涵道螺旋槳構型，在安全性和低噪聲足跡（low acoustic footprint）方面有顯著提升。該項目的設計理念是以快速、經(jīng)濟適用并環(huán)保的方式飛越擁堵的大城市，將乘客送達城市重要區(qū)域，如機場或火車站。按照官方時間計劃，將在2023年前將獲得許可并投入商用運營。

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

Skyway是空中客車的一個實驗項目，旨在開發(fā)一種用于城市環(huán)境的安全、經(jīng)濟、可行的航空無人運輸系統(tǒng)。該項目是為了推動目前對無人駕駛飛行器的監(jiān)管限制?？湛椭鄙龣C的Bruno Trabel稱，“到目前為止，無論有沒有乘客，沒有任何一個國家允許沒有遙控飛行員的無人駕駛飛機飛越城市。”任何一個新平臺的建立都將面對監(jiān)管法規(guī)方面的限制。

Voom作為全球首家直升機預訂服務平臺，是由空中客車A3孵化并在2017年4月投入商業(yè)運營。2018年2月中旬，Voom并入空客直升機部門，作為公司的戰(zhàn)略舉措將支持城市空中交通計劃。

2 ?新平臺的挑戰(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、技術和產(chǎn)能等多方面的挑戰(zhàn)。2018年初，美國直升飛機學會召開了第五屆國際變革性垂直飛行研討會年會（AHS International fifth annual Transformative Vertical Flight Workshop），會中特別提及了安全、空域整合、生產(chǎn)能力等關鍵領域的現(xiàn)實問題對該行業(yè)的影響。

2.1 安全問題

洛·馬西科斯基副總裁Chris Van Buiten在會上稱，城市空中交通肯定是會實現(xiàn)的，但對于一個新平臺來說，安全至關重要，必須從項目一開始就將安全水平提至最高層級。然而，按當下垂直起落飛行器致命事故率1∶10000000飛行小時來算，如果50000架飛行器每年飛行3000h，那么每年將會有150架垂直起落飛行器出重大安全事故。對于關乎生命安全的交通運輸來說，“這是不可接受的，甚至達不到而接受范圍的最低限度。”

對此空中客車以空客防務和空間部門的運營管理系統(tǒng)為基礎，正在開發(fā)一種自主型無人機和整體基礎設施。該項目的目標是評估這種運輸系統(tǒng)的效率和經(jīng)濟效益，并向局方和廣大公眾提供切實的證據(jù)，證明商用無人機確實可以在省市地區(qū)安全運行。

對此，空中客車與新加坡民航局就Skyways項目簽署了諒解備忘錄，允許空客直升機公司在新加坡國立大學的校園內測試無人機包裹遞送服務。還與新加坡郵政簽署物流合作諒解備忘錄，進行Skyways包裹快遞業(yè)務，新加坡郵政在控制和管理交付網(wǎng)絡、客戶界面系統(tǒng)和實時后端鏈接的軟件系統(tǒng)方面提供專業(yè)技術，解決最后一公里問題。

2.2 技術問題

2.2.1 飛行器技術

安全方面的挑戰(zhàn)也有源于飛行器自身技術應用的成熟度問題。城市空中交通不但需要旋翼機技術，還需要自主飛行、電力推進等多方面技術的成熟運用。A3 CEO Rodin Lyasoff評價道，Vahana還需要可靠的感測和應避系統(tǒng)，但這一技術剛剛在汽車行業(yè)引入使用，目前還沒有成熟的空中機載解決方案。

2.2.2 電池技術

此外，電池的供應系統(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體重量帶來巨大的負擔。這與所構想的高電量、小型質輕還有一定的差距。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間進一步研發(fā)才能得以解決。

2.3 空域問題

空域整合也是一個重大挑戰(zhàn)，需要生產(chǎn)商、運營商和民航局等監(jiān)管部門統(tǒng)籌協(xié)調。如同在項目研發(fā)的貝爾直升機公司就已加入一個團隊，與FAA共同確認達拉斯/沃斯堡機場區(qū)域以外的城區(qū)內外無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，滿足人們日常生活的目標，那么在成熟期的需求量會直線上升（2017年中國境內汽車產(chǎn)銷分別為2901.5萬輛和2887.9萬輛）。以現(xiàn)有載人飛行器的生產(chǎn)產(chǎn)能，并不能滿足將來的需求。這需要借助生產(chǎn)方面和生產(chǎn)技術的進步。

3 ?百家爭鳴

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

參考文獻

[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.