还在谈论电动汽车？电动飞行时代正悄然来临

数十年来，人们一直梦想拥有会飞的汽车，但技术似乎总是遥不可及。而飞机由于过于庞大、昂贵且构造复杂，私人飞机还只能是有钱人的玩意。

不过，这种情况或即将改变。佐治亚理工学院的航空研究员布莱恩·杰曼（Brian German）表示，“一些技术正在发展成熟，并汇聚融合”，造价相对低廉的小型飞机将有可能出现在大众视野中。

杰曼认为，更轻更强大的电动机可以存储更多能量的电池及更加先进的飞行软件，这些或会彻底改变小型飞行器市场。

事实上，一些公司已经在开发飞行汽车原型，也许用不了多久，它们就能变得足够廉价、安全和灵活，让普通人也能经常使用。

2010年时，谷歌联合创始人拉里·佩奇（Larry Page）悄然投资了该领域的一家初创公司Zee Aero。2015年，他又投资了该领域另一家名为Kitty Hawk的公司。

未来的飞行汽车不会完全像我们在动画片《杰森一家》里看到的那样。你很有可能是从一家类似于Uber的公司里租用它们，而不是购买一辆停在自家车道上。

将来，即便是短途出行，数百万人也会选择飞行方式，这样的未来也许比你想象中来得更快。

传统的飞机是水平起飞的，它们需要获得足够的速度，凭借机翼离开地面。这意味着，普通飞机需要很长的跑道才能起飞和降落。

但是，垂直起降型飞机能够垂直起飞，直升空中后再切回水平飞行的状态。它可以在传统飞机力有不逮的地方完成起飞和降落。

这并不是一种新技术，鹞式战斗机、V-22鱼鹰式可变旋翼机等机型在上世纪就已诞生。但是，那些飞机实用性不强且造价高昂，飞行员还需经过专门的培训。

如今，飞机引擎从内燃机换成电动机之后，这种情况发生了极大的改变。与化石燃料驱动的传统引擎相比，电动机更轻、构造更简单、价格更低廉。

随着时间的推移，电动机的体型还在逐渐缩小，功能却变得越来越强大。

看看下面这张Zee Aero专利申请文件中的图片，你就能感受一下未来的小型电动飞机可能会是什么模样。

这架小型私人飞机占据的空间和一个传统停车位差不多大；从下面这张图中，你可以更直观地看到它的大小。

与保持飞机在空中飞行相比，垂直起飞需要更大的推力。

因此，Zee Aero设计了8部用于起飞的垂直螺旋桨，而尾部用于提供水平推力的螺旋桨只有两部。一旦升入空中，这八部垂直螺旋桨便可以关闭，以节省能量。

这种设计在传统机身上是行不通的，因为十台内燃机实在是太重了。但是，电动机却可以做得非常小巧轻便。

当然，电动机也不是什么新鲜的发明。只是随着时间的推移，它们变得更加轻便，性能更强大。此外，垂直起降型飞机走向实用，还有赖于另外两个领域的快速进步：电池和飞行控制软件。

“目前，飞机所使用的电池并不能让我们飞得很远。”杰曼说，“但再过几年，我们很有可能造出非常实用的电动飞机。”

电池技术的进步可谓硅谷其他领域创新带来的溢出效应。

在这种情况下，电池的能量密度一直在稳步提升。而电池技术每获得一次改进，电动飞机就能变得更加轻巧，充满一次电，就能飞得更远。

杰曼表示，电动飞机的电池技术还未发展成熟。他预测，现有电池的能量密度需要提升近一倍，才能让小型电动飞机真正“起飞”。

电池技术的发展速度毕竟没有计算机芯片那么快，所以我们很难说究竟还需要多长时间。

另一个关键突破在于软件。

杰曼表示，多螺旋桨设计拥有显著的安全优势。“如果一台出现故障，还有其他的。”他说，“你可以设计出一套冗余系统。”

更轻巧更强大的电动机、更优良的电池、更先进的软件，这些因素的结合将为飞机设计带来不可思议的新机遇。

除了Zee Aero的10台螺旋桨设计方案，这个领域还有很多原型产品正在开发。

比如，Volocopter看起来很像一架巨型四轴飞行器——只不过，它拥有18台推进器，而不是四轴飞行器常见的四台。

Joby Aviation正在开发一种双座飞机，它通过12台推进器来起飞——四台安装在两侧机翼，四台安装在机尾——这些推进器在飞机升空后可以折叠起来，转而由另外四台适合水平飞行的推进器提供动力。

毫无疑问，这仍然是一个年轻的领域。如果这项技术真能成为主流。那么，日后获得成功的设计或许看起来会跟这些早期的原型大有不同。

把飞机引擎从传统内燃机换成电动机，不仅能降低飞行成本，还能减少碳排放。更重要的是，它还能让航空旅行适用于人们无法想象的情形。

去年10月，Uber发布了一份白皮书，描述了小型垂直起降飞机的未来。该公司设想了一个按需式飞机网络，它们能够通过城市里的众多降落点，搭载乘客前往目的地。

例如，现在从圣何塞开车前往旧金山，至少需要1个小时（高峰时段则将近2个小时）；相比之下，Uber估计，通过垂直起降飞机，只需要15分钟。

该公司预测，这趟行程可能一开始需要花费129美元，几年后，将下降到43美元，而最终也许仅需20美元。同样的距离，如果乘坐出租车，花费可能超过100美元。

而且，由于这些飞机能够垂直起降，因此也无需建设全功能的机场。它们可以使用“垂直起降机场”，这些机场可以建在郊区的停车场，或是城市停车场的顶层。

于是，Uber很自然地设想了一种按需使用模式，用户可以在抵达垂直起降机场数分钟前，通过智能手机预约一架飞机。

一开始的时候，这些垂直起降飞机可能会由人类操控。但先进的软件可以接管飞行中的许多常规方面，人们无需接受如今这么多培训，就能成为飞行员。

而从长远来看，未来这些飞机可能不再需要飞行员，实现自主飞行。这不仅能省下飞行员的工资，还能减少飞行重量，从而进一步提高效率，降低成本。

这还有可能导致交通模式发生重大变化。它也许会加速郊区的扩张，因为有钱人可以住在远离市中心的地方，坐飞机上班。

有了经济实惠的短程空中旅行，城市居民也可以更便捷地前往周边村镇，进行一日游或周末游。

从长远来看，对于拥挤和噪音的担忧可能成为阻碍这项技术普及的瓶颈。

垂直起降飞机发出的噪音可能远比不上直升机，但对居住在垂直起降机场附近的人来说，每小时可能都会有数百架次的飞机起降，他们依然会不堪其扰。

而且，即便开飞行汽车的成本变得足够低，中产阶层也能接受，可城市的天空或许没有足够的空间来容纳这么多飞机，从而导致它变成一个小众市场。

很显然，我们距离按需使用的商业化飞行汽车服务，至少还有数年时间。但是，我们也早已超越了概念推演的阶段。

一些初创公司已经研制出了可以实际运行的原型产品，而像Uber这样的大公司也已在研究这个市场，并思考自己如何参与其中。

未来10年或20年，当你看到天空中出现的各种造型有趣的小型飞机时，千万不要感到惊讶。

翻译：何无鱼

来源：Vox

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