飛行汽車，正向我們“飛”來（科技前沿）
1月初，在美國拉斯維加斯消費電子展上，中國小鵬匯天的分體式飛行汽車——“陸地航母”首次國際亮相便成為焦點，計劃明年開始交付。
藴含未來交通無限可能的飛行汽車，正逐步從夢想變為現實。或許10年後，飛行汽車就可將原本1—2個小時的通勤時間縮短至10—20分鐘，城市中的人們將不再為擁堵而煩惱。再過若干年，“城市飛越（City fly）”將取代現在的“城市漫步（City walk）”，人們只需輸入目的地，高度智能化的飛行汽車就能穿過高樓林立的城市，將乘客快速送達目的地。飛行汽車，不僅是科技的進步，更是對人類未來生活的重新構想。
人類“飛車”夢想自古有之
《山海經》的注者郭璞曾對奇肱之國有注：“能作飛車，從風遠行”。清朝李汝珍的《鏡花緣》曾這樣描繪“飛車”的場景：“只見那些銅輪……有如磨盤的，有如轆轤的，好像風車一般，個個旋轉起來。轉眼間離地數尺，直朝上升，約有十餘丈高，直向西方去了。”
古人的“飛車”夢想頗具奇幻色彩。今天，人們對飛行汽車的定義更為具體。狹義的飛行汽車指既可地面行駛又可空中飛行的陸空兩棲飛行汽車，廣義的飛行汽車則包含面向大眾化交通的電動垂直起降飛行器（eVTOL）。
實際上，自20世紀飛機問世起，人們就開始探索設計既可地面行駛又可空中飛行的陸空兩棲交通工具。1917年，飛行汽車之父格倫·寇蒂斯嘗試研製人類第一輛飛行汽車。當時的飛行汽車以滑跑起降飛行為主，使用場景受限，多為飛行夢想家的小範圍實踐，這便是狹義的飛行汽車概念的雛形。
隨着新世紀電動智能時代的到來，飛行汽車開始蓬勃發展。2016年，美國優步公司發佈《城市空中交通白皮書》，提出eVTOL將成為“空中出租車”的主要形式，掀起全球研發eVTOL熱潮。來自中國的億航184型eVTOL以“飛行汽車”為標題登上美國行業權威雜誌《大眾機械》封面，自此飛行汽車大多是指這種eVTOL。
2024年，中國汽車工程學會發布的中國首份飛行汽車研究報告《飛行汽車發展白皮書1.0》認為，21世紀電動智能汽車的發展為電動智能航空發展奠定了較好的產業基礎，eVTOL作為廣義上的飛行汽車，通過飛機與汽車的電動智能技術和產業鏈融合，有望像地面汽車一樣成為大眾化交通工具，廣義的飛行汽車概念正式成為行業共識。
展望未來，飛行汽車正向我們“飛”來。根據《飛行汽車發展白皮書1.0》，其發展將經歷三個階段：從2025年起，飛行汽車將邁入商業化啓航的1.0階段，載物eVTOL開始商業化應用，載人eVTOL則在特定場景下開始示範應用；預計到2035年左右，將迎來智能化加速的2.0階段，智能eVTOL飛行汽車規模化應用加速，成為低空交通出行的主要運載工具；預計到2050年左右，將進入立體化普及的3.0階段，陸空兩棲飛行汽車將實現大眾化應用，低空交通與地面交通深度融合，構建起三維立體智慧交通體系。
亟須突破的關鍵問題和核心技術
儘管前景可觀，但飛行汽車想要真正“飛起來”還面臨高安全、實用化、大眾化等現實挑戰。
第一，飛行汽車作為電動智能飛行器，必須滿足以高安全、高可靠、高穩定著稱的航空技術和產品要求。適航是飛行汽車高安全的核心保障與關鍵命脈，其所涉及的電安全、熱安全、智能駕駛安全、構型等問題，對於航空適航都是全新領域。
第二，若要擔當低空交通的重任，飛行汽車需滿足基本實用化指標，即載荷≥100千克、航程≥100公里。當前的eVTOL在同樣動力和起飛重量下，其載荷和航程遠小於固定翼飛行器。同樣的動力電池，在電動汽車上的續航能力可達到500公里以上，用於載1—2人的eVTOL續航卻只有20分鐘左右。如何突破載荷小、航程短的問題，是飛行汽車走向實用化的一大技術門檻。
第三，飛行汽車須具備高度智能自主駕駛能力，以滿足大眾化需求。低空複雜氣象條件和高密度飛行的安全問題，對飛行汽車高度智能自主駕駛技術提出了極高要求。在空中飛行時，飛行汽車無法像地面汽車那樣迅速停靠避險，因而必須具備短期恢復模式，以確保安全降落停靠。此外，還需要完善低空基礎設施和監管體系，並形成閉環和可持續的商業邏輯。日前，德國兩家飛行汽車行業先鋒企業相繼提交破產申請，根源就是商業模式不完善。
從技術層面來看，飛行汽車的發展需要解決三大核心技術問題。首先，動力技術是飛行汽車發展的核心。飛行汽車的動力為航空新能源動力，有相當的專業技術門檻和難度，需要研發高功率密度、高效率、高能量密度的航空新能源動力，有效提高飛行汽車的載荷和航程。其次，平台技術是飛行汽車性能與安全性的保障。當前飛行汽車平台主要為多旋翼推進垂直起降飛行平台，未來需要研發多涵道推進、輕質結構、陸空相容的垂直起降飛行平台，使其更好適應不同應用場景。最後，交通技術則是實現飛行汽車智能化運行的關鍵。高度智能自主駕駛、陸空一體、雲網融合的立體化智慧交通技術，對飛行汽車的空中控制能力提出了更高要求。
全球加快行業創新應用步伐
放眼全球，不少國家正加快飛行汽車創新應用步伐，發展路徑主要有三條。其一，從機械航空邁向電動智能航空。美國的喬比航空，歐洲的空客，中國的峯飛航空、沃飛長空、追夢空天等企業，正是基於傳統航空飛行器的設計經驗和技術優勢來發展飛行汽車。其二，從電動智能汽車拓展至電動智能航空。飛行汽車約85%的產業鏈與電動智能汽車相關，電動智能汽車發展為飛行汽車奠定了較好的產業鏈基礎。例如，小鵬匯天和廣汽就藉助在電動智能汽車產業鏈上的優勢加快研發飛行汽車。其三，從多旋翼無人機進軍電動智能航空。多旋翼無人機發展為電動智能航空奠定了一定的飛控技術基礎。中國的億航智能、以色列埃洛博泰克斯等企業基於早期發展多旋翼無人機的優勢，邁向發展飛行汽車。
美國喬比航空計劃在2025年實現城市空中交通的eVTOL商業化運營。空客憑藉其在傳統航空領域的技術積累和全球市場佈局，推出“新一代城市空客”項目，在2024年展示了全電動原型機並完成首飛，這是傳統航空向電動智能航空邁進的重要一步。中國擁有全球領先的電動智能汽車和多旋翼無人機技術及產業鏈優勢，為飛行汽車的研發和生產提供了堅實基礎。例如，長安汽車與億航智能跨界合作，實現汽車與多旋翼無人機技術的有機融合，為飛行汽車的發展帶來全新思路與活力。
低空交通是新能源、人工智能、大數據和5G通信等新技術應用的主要載體和場景，是低空經濟發展的戰略方向，將重塑全球經濟和發展格局。當前，低空經濟活動的主要載體為無人機和飛行汽車等低空飛行器。其中，消費級無人機、工業級無人機和交通級飛行汽車對低空經濟的貢獻，分別類似於自行車、摩托車和汽車對地面經濟的拉動作用。目前，無人機在低空經濟佔據主導地位，已從消費級休閒娛樂工具向電力巡檢、農林植保等工業級生產作業工具轉型。未來，飛行汽車的普及應用，將引領人類社會立體化交通新時代，開啓低空經濟萬億藍海新賽道。
（作者為清華大學車輛與運載學院教授、飛行汽車動力研究中心主任）