距离1024科技日过去已一周有余,市场对于1024的关注基本都集中在新车以及新系统上,而大师兄 @何小鹏 对飞行汽车激情四射宣讲甚至都把验证机摆到了后台供人参观,但依然鲜有人关注,关于飞行汽车看到最多的反馈基本上都是止步于“哇,高科技”,“科技改变生活”之类浮于表面的赞美之词,飞行汽车值得更多关注。连续两届的1024科技日上, @何小鹏 对飞行汽车的篇幅越来越重,内容越来越重磅。就像本届,先是用一个非常科幻的短片交代了自己在上一届公布的飞行汽车在这一年成果,然后进一步聊了聊自己在这个方向上的思考和决定最后给自己明年又挖了一个分体飞行汽车的坑。从这些已不难看出, @何小鹏 对飞行汽车并不是玩玩的态度,更不是像一些市场人士说的,给资本市场画一个大饼用来拉高估值的,而是实打实的真金白银投入,似乎内心笃定无论如何飞行汽车小鹏一定要也一定会造出来。
因此,可以预见飞行汽车将成为可预见的未来几乎每一届1024科技日的常客,如果这是一个遥不可及的梦想,是不是意味着之后我们每一届1024都不得不看永远无法落地的飞行汽车表演秀?人们真的需要飞行汽车吗?飞行汽车真的能实现吗?飞行汽车离我们还有多远?相信绝大多数人心中都有这些疑惑。本作的目的就是希望通过最通俗的语言来回答大家这些问题。飞行汽车是汽车工业人和航空工业人百年来孜孜不倦的追求,这不仅是何小鹏的飞行梦,相信也是绝大多数人都希望在有生之年能够看到的东西。希望通过本篇科普,让大家追上大师兄 @何小鹏 的步伐,在接下去每一届1024更好地欣赏何小鹏给大家带来的关于飞行汽车的最新进展,至少能看懂。
首先,请允许我简短自我介绍一下,我叫Garbin,你几乎可以在国内国外任何一个社交媒体上用这个网名找到我,从2013年Tesla开始关注新能源汽车,从蔚来汽车开始成为国产电车车主,小鹏G6的出现成功让我对小鹏路转粉,9月29号正式提车成为了小鹏汽车车主,加入社区仅一个多月,我很幸运在成为车主的短短一个月时间就有机会受邀现场参加本次1024科技日,现场感受何小鹏对技术的激情和对梦想的追求。说这些的目的是告诉大家,我从2013年Tesla开始直到现在,我一直在关注新能源以及相关的未来出行变革,虽然我并不是业内人士也非专业人士,但我相信我了解到的信息对于大家理解飞行汽车这个新事物多少应该能带来点价值。
如果本作的反响不错,我将把“1024科普日”做成系列,本作将成为这个系列的开篇,之后每年紧随官方的“1024科技日”给大家科普当年发布的前沿科技。好了,废话不多说,让我们开始吧。
注:以下内容不是一篇严谨的投资调研报告,也不是严肃的学术报告,虽然我已在有限的时间和精力内对可能涉及的事实进行核查,但可能依然难免有错误,欢迎指正。
背景知识
首先,笼统地讲,所有可以被人为控制在天上飞的机械装置都被统称为飞行器(Aircraft),根据控制者是在飞行器内操控还是远程操控可分为传统飞行器和无人机(UAV)。在传统飞行器里面,根据起降形式,又可以分为需要专门跑道起降的固定翼飞机以及可以垂直起降的飞机器(VTOL)。
传统的固定翼飞机即我们已经非常熟悉的各种民航客机(如波音737、空客A380),私人飞机(如湾流G650),战斗机如(美国F35,中国歼-20),以及货运飞机(如中国运20、乌克兰安-225)



而直升机则是垂直起降飞行器(VTOL)的典型代表。
飞行器的身份证-适航证
一个国家的空域是主权同时也是一种空间资源,就像无线电波一样,空域分为国际空域和领空。国际空域一般指民航客机正常飞行高度以上的空域,约距离地面1.5万米以上(具体数值国际社会尚未有定论)。根据国际法和国际民航公约,国际空域属于全人类共有的空域,各国飞机可以自由飞越其他国家的国际空域而不受限制。领空指接近地面1.5万米以内的空域,属于各国的领空主权范围。根据国际法,每个国家对自己领空拥有完全的主权,有权管制和限制外国飞机进入领空。进入领空的飞机必须获得该国的飞行许可。
因此,所有飞行器如果想在一个国家的领空飞行,先决条件是获得飞行许可,在美国需要获得FAA(美国联邦航空管理局)颁发的适航证,在英国德国法国等欧盟国家飞行需要获得EASA(欧洲航空安全局)颁发的适航证,而在中国需要获得民航局(CAAC)颁发的适航证。适航证是个什么概念呢?顾名思义,适航证的字面意思代表这架飞行器获得颁发机构所在区域的适合飞行证明,那什么叫适合飞机呢?通俗的讲,获得适航证证明该飞行器已经获得管理机构的安全合格认证,证明这架飞机设计合理,制造良好,经过了全面严格的飞行测试,被认定具备安全运营的条件。打个比方,如果你正在设计一种全新的以前没有人见过的飞行器,这个飞行器想在欧盟国家的空域飞行,在飞行器正式飞行之前,你需要向EASA申请适航证,EASA需要你严格按照他们的安全标准测试并通过他们的所有安全设计要求,确保人们乘坐你的飞行器能够在已知的各种风险面前依然可以确保人身安全,之后,他们会考查你制造这架飞行器的生产线是否能够生产出符合质量要求,确保产品的一致性,这样你从工厂里面生产出来的每一架飞行器就不用单独去申请适航证,一切都被最终检验没问题之后,EASA将给你颁发适航证,获得这个适航证,你就拥有了在当地开放空域飞行的基本条件,FAA和CAAC流程大同小异。
飞行汽车靠谱吗?
回到何小鹏的飞行梦,无论是飞行汽车还是旅航者X2这种载人旋翼机,都是一种此前没见过的飞行器形态,在正式投放市场前必须获得上述认证,也就是安全性需要获得各种国家和地区航空管理局的安全认证,飞行器的设计和制造也要符合他们的质量标准。
回到产品本身我们可以看到,无论是飞行汽车还是旅航者X2,他们的一大特点是,可以随时随地垂直起降,也就是前述所说的,这种飞行器属VTOL范畴,和直升机不同的是他们采用多个旋翼,使用电力驱动。这类产品对于业界来讲并不是一个全新的品类和全新的行业,事实上,这个行业已经发展多年并且已初具规模。业内将采用电驱动多旋翼垂直起降的飞行器统称为eVTOL,全称是Electric Vertical Take Off and Landing aircraft,与VTOL对应,主要区别是Electric,对于eVTOL又有一种更为通俗的叫法——飞行汽车(虽然目前绝大多数的eVTOL目前的设计并不包含在公路上行驶)。世界第一家eVTOL创业公司名叫Joby Aviation,于2009年诞生于美国加州,创立至今已经有近15个年头。航空工业在过去的一百年里几乎没有什么重大的进展,近百年来,无论是军用还是民用,人们不断探索形态各异的飞行器,但受限于化石燃料、发动机的机械结构先天缺陷,始终无法摆脱传统的飞行器设计范式,直到eVTOL概念的提出,航空工业被注入了无限可能,让沉寂百年的航空工业重新焕发了活力。
美国Joby Aviation,创立于2009年,由Intel、丰田(Toyota)、Uber支持
美国Archer---创立于2018年,由美国联合航空(美联航)、波音、Stellantis、以及女版巴菲特之称的Cathy Wood执掌的Ark基金支持。
德国Lilium---创立于2015年,工程师高管几乎清一色来自空客、霍尼韦尔传统航空业巨头,背后资本Twitter联合创始人Williams,Skype创始人Niklas Zennström创立的投资基金Atomico以及腾讯(Tencent)集团。
eVTOL将是过去百年航空工业、汽车工业、计算机、互联网、AI人工智能的集大成者,除了可回收火箭外eVTOL被认为是另一个最有可能引领下一个百年人类出行方式变革的机会,规模不亚于当下新能源对传统化石能源的替代。因此,除了传统航空业,汽车工业,计算机和互联网科技行业均已下场。汽车工业除上了述提到的丰田、Stellantis,通用汽车外,国内的吉利也有参与其中。另外,硅谷科技大佬Google创始人Larry Page至今已投资了两家eVTOL公司,Opener就是他最新投资的eVTOL公司的产品,Larry Page比任何人都更早投身当下的新能源变革以及未来出行,他早在2006年就投资了Tesla,他与马斯克私交甚好,马斯克曾长期借宿他在硅谷家中的沙发,甚至其曾经在接受一家媒体采访时表示“如果自己死了,他宁愿将数十亿财产捐给像伊隆·马斯克这样的资本家来改变世界,也不愿将钱捐给慈善组织”。
eVTOL现在被寄予厚望,业界希望eVTOL能够打开人类社会交通从二维向三维转变的大门。因此这并不是一个近几年才新兴的概念,飞行汽车也不是一个遥不可及的科幻故事,更不是 @何小鹏 一意孤行的天马行空,而是一个各行各业目前正在通力合作日新月异的朝阳行业。
UAM和eVTOL
你可能会好奇,VTOL不是已经有发展了百年已经非常成熟的直升机了吗?为什么采用电驱动的eVTOL会被认为是百年航空业最大的变革和机会,甚至会被业界普遍认为是空中出行的未来?直接用直升机实现空中出行难道不可以吗?
什么是UAM
在解释这个问题之前,我们需要先了解一下什么是空中出行,平常大家坐的航班并不在这个范畴内。关于城市空中出行,业界有一个专门的概念UAM(Urban Air Mobility),译作城市空中运输,就像在城市内穿梭的巴士,或城市间穿梭的中短途大巴,区别是载具是台飞行器,利用未被利用的中低空域实现交通运输,这个概念是在当前人口稠密的大型都市地面交通愈发拥挤的背景下产生的,旨在通过高效利用城市上空闲置的中低空域解决地面交通拥堵的问题,可以是载人的也可以是载货的,可以是有人驾驶的,也可以是无人驾驶的。说到这里,看过科幻片里各种未来都市样子的鹏友现在应该很容易能脑补出UAM实现后的场景。
所以,基于此,我们再来看一下,实现UAM需要满足哪些条件?
1.成本足够低廉,相比于出租车或城际大巴,每公里成本应该相近或者贵不了太多,否则人们负担不起。
2.由于飞行器于中低空域飞行,噪音应该加以控制,不应该对地面人们的日常生活造成无法接受的噪音污染
3.足够安全,飞机失事不同于地面的车祸,影响人们使用空中交通的最大障碍是飞行安全。
我们来看看直升机是否可以满足这些条件。
首先,直升机的价格昂贵,即便是以便宜著称的罗宾逊直升机公司,其官网售价最便宜的 R22 机型,也需要 33.2 万美元(约合 210 万人民币)。
其次由于复杂的机械结构,直升机的养护成本相比同等载荷的汽车也要高得多,根据行业数据显示,一架5人直升机的年度维护费用可达5万美元以上,而同等载荷的汽车仅需几百美元,同时复杂的机械结构也导致直升机的有效载荷偏低,通常一架次只能运输5-6人,还有由于直升机的升力和驱动力全部由螺旋桨提供,直升机能耗非常高,通常每公里成本是固定翼飞机的5-8倍,相比地面交通的汽车就更加昂贵了。无论是制造难度,制造成本,还是每公里成本都是人们日常生活难以承受的。
再者直升机开放式巨大螺旋桨产生的噪音巨大,这也是为什么乘坐直升机需要按要求佩带专门耳机的原因。单架次低空飞行的直升机都能给城市上空带来显著噪音,更别提UAM场景下数不清的自由穿梭的飞行器产生的噪音污染将多么可怕了。
最后,由于直升机的单旋翼结构,没有任何安全冗余,一旦飞机失事,生还希望渺茫,目前直升机的安全性广受诟病。名人乘坐直升飞机丧生的新闻屡见不鲜,最近的一次丧生于直升机失事的名人是NBA传奇巨星科比布莱恩特。这也是为什么从直升机发明以来近百年时间,也仅有一些特殊场景会使用直升机,在人们日常生活中很难有机会见到更别提使用。
eVTOL的优势
eVTOL为什么可以?首先,随着Tesla及整个电动汽车产业链的带动,相比于十年前,三电技术(电池、电机、电控)突飞猛进,现在主流的电动汽车单次满电续航已经可以达到500公里以上,电动汽车在车身轻量化上的探索也给飞行器的设计带来宝贵经验,全电气化的设计将让全自动驾驶成为可能,这些都让让电动垂直起降飞行器成为可能,eVTOL除了更加环保外,还有以下几点无可比拟的优势:
1.eVTOL将大大降低设计制造VTOL的难度,由于没有复杂的燃油发动机和传动装置,飞机器的结构将更加轻巧,同时机身的布局和空间利用率将更加灵活,大大降低制造难度和成本。
2.安全,eVTOL的分布式多旋翼设计将带来更好的容错性,这种动力冗余将允许单个或多个动力单元故障时飞机仍可进行安全降落,这一点相比直升机将大大提升飞行器的安全性。
3.电驱的另一个好处是噪音相对更小,现在主流的eVTOL厂商均公布了他们的测试结果,普遍能够做到在200米高度飞行时地面接受到的噪音大概在52分贝左右,这个数值相当于人们日常在户外听到的各种环境音的音量,几乎可以忽略不计,如果采用函道而非开放式桨叶还将进一步降低飞行时产生的噪音。
4.关于运输成本,就像电动汽车之于燃油汽车一样,电能本身成本比化石燃料低很多,再者eVTOL的制造成本和养护成本也将显著低于传统直升飞机,因此每公里运输成本将比直升机更有优势。目前某eVTOL厂商甚至公布他们的飞行器投入运营后的每公里运营成本与出租车相当。即便每公里是当前出租车成本的2倍,考虑到点对点飞行所缩短的路程以及没有地面交通拥堵的体验,这个价格也依然会有相当高的竞争力。
总之,eVTOL可以避开地面的拥堵,点对点的以最短距离满足人们的移动出行需求,大大提升人们的出行效率和体验。而如果这种出行方式的成本与当下的汽车相差无几,从这个角度看,或许不难理解eVTOL带来的未来出行的无限想象力。
飞行汽车离我们还有多远
绝大多数人可能依然认为飞行汽车离我们还很遥远,就像去年9月ChatGPT发布之前,没有人知道AI人工智能已经悄无声息地进化到了如此程度一样。从2009年第一家eVTOL公司诞生距今已有近15年,行业以每天一日千里的速度发展,目前业内已经有产品拿到了eVTOL首张适航证,由美国FAA颁发,他们预计将在2024年开始商业运营,而整个行业也普遍预期2024年底将开始小规模商用试运营,业界预计如果一切发展符合预期,2025年将是eVTOL的元年。意味着,2025年将有eVTOL批量在全球各地开启商用运营,届时人们将可以亲自体验到科幻巨制里未来都市在空中穿梭的感觉。乐观地讲,距离人们能在现实生活场景中感受到,最快也就不到两年的时间。
何小鹏的飞行梦
回到1024科技日上何小鹏为我们呈现的他带领的他的公司在这个方向上的探索,无论是飞行汽车、分体式飞行汽车陆地航母还是小鹏汇天设计的四旋翼旅航者X2,其飞行单元本质都是eVTOL。事实上,关于eVTOL的最终形态,业界并没有共识,没有人知道eVTOL应该长什么样,到底是设计成飞机的模样还是应该是汽车模样,没有人可以在当下下定论,这是一个需要全行业共同努力去探索从而才有可能得出的结论,这一切才刚刚开始。何小鹏用自己的行动给这个行业带来了他想象中的飞行汽车,单体式飞行汽车和分体式飞行汽车,无论最终成不成功,这些都将是贡献给行业的宝贵经验和探索。
小鹏汽车官方给自己的定义并不仅仅是一家汽车公司,而是“未来出行探索者”,所以从百年企业的角度来看待小鹏,未来汽车将仅仅只是小鹏的一个板块。我很期待在即将到来的2025业界共识的eVTOL元年到来时,@何小鹏 会拿出什么样的产品来参与这场变革,让我们拭目以待。


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