張揚軍：飛行汽車——未來“新”出行
比天空更廣闊的，是人類對飛行的無盡嚮往。自飛機和汽車在一百多年前問世以來，人們便不斷嘗試將這兩者融合，讓汽車插上翅膀，實現大衆飛行的夢想。傳統機械時代的飛行汽車，結構複雜且使用場景受限，主要停留在飛行夢想家的小範圍探索中。進入21世紀，隨着電動化和智能化技術的蓬勃發展，飛機與汽車的結合再次成爲可能，飛行汽車作爲未來立體交通的運載工具，不僅激發了人們對大衆化飛行及立體出行的無限想象，更成爲航空、汽車兩大領域，乃至資本市場、新興科技公司和社會大衆的共同焦點。
什麼是飛行汽車
飛行汽車的概念隨着技術的演進而不斷變化。在傳統機械汽車和航空時代，飛行汽車被定義爲具有飛行功能的陸空兩棲汽車。而在電動智能汽車和航空技術日新月異的今天，飛行汽車的內涵已擴展到面向低空大衆化出行的交通工具，這既包括具備飛行功能的汽車，也涵蓋了僅具飛行功能、專爲低空出行設計的電動垂直起降飛行器（eVTOL），且eVTOL已成爲當前飛行汽車開發的主流趨勢。
廣義上，eVTOL被通俗地稱爲飛行汽車，從飛行器（Aerocraft）轉變爲飛行車（Aerocar），這標誌着eVTOL將如同地面汽車一樣，成爲具有大衆化屬性的新型交通工具，預示着航空器大衆化的重大歷史機遇。
飛行汽車發展的戰略意義
飛行汽車的出現，將道路從地面拓展至低空，預示着城市及鄉村空中交通新時代的到來，引領着第三次大衆化交通革命。它使低空空域這片尚未開發的“富礦”成爲新的經濟增長點，開啓了低空數字經濟和產業發展的新紀元，成爲低空經濟發展的戰略方向。
一是開啓低空交通新時代。飛行汽車將低空交通與地面交通有效整合，構建出路空協同的立體交通體系，開啓了電動智能低空交通的新時代。這一體系不僅有助於解決城市地面交通擁堵問題，還能顯著降低大山、沙漠、邊疆和河網等地形的交通基建成本，爲鄉村振興和西部大開發戰略注入新動力。
隨着技術的進步，電動化、智能化的低空交通與地面交通將逐漸融合發展。當前，飛行汽車的技術和應用主要聚焦於電動垂直起降功能，未來，這一技術有望在電動智能汽車上得到應用，成爲其立體化發展的必然趨勢，繼車輪化馬車、機動化汽車之後，引發第三次大衆化交通革命，讓人類重新實現汽車“飛”起來的夢想。
二是引領低空經濟新紀元。在全球經濟格局中，地面資源的承載壓力日益加劇，經濟發展重心正逐步從地面向低空轉移。低空經濟，作爲電動化、智能化、大衆化低空飛行活動牽引的綜合經濟形態，已成爲世界主要經濟體競相角逐的新戰場。
低空經濟的主要載體包括無人機和飛行汽車。目前，無人機在低空經濟中佔據主導地位，消費級無人機已從單純的休閒娛樂工具向工業級應用轉型，如電力巡檢、農林植保等領域，展現出強大的經濟拉動力。而低空載物、載人運輸的交通級飛行汽車，是電動化、智能化技術體系下實體經濟與數字經濟的完美結合，將引領低空經濟進入新紀元，成爲低空經濟發展的新熱點和戰略方向。
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。隨着飛行汽車的快速發展，低空經濟有望從百億級躍升至萬億級以上，成爲經濟發展的新引擎。
飛行汽車發展面臨的問題與挑戰
飛行汽車作爲未來交通的重要發展方向，雖然承載着人們對便捷、高效出行的美好願景，但其發展之路卻佈滿了荊棘。技術安全、高成本、空域管理、社會接受度以及基礎設施建設等方面的挑戰，如同一道道難關，橫亙在飛行汽車普及的道路上。
首先，技術難度大是首要問題，儘管電動智能汽車爲飛行汽車的發展奠定了良好的電動化與智能化技術基礎及產業鏈支撐，但將車規級技術提升至航規級標準仍需克服巨大的技術障礙。其次，商業邏輯閉環難也是一大難題，飛行汽車的適航取證週期長，且受到價格、安全性和便利性等多重因素制約，市場接受度有限，導致相關低空裝備製造和飛行運營等商業邏輯難以形成閉環。最後，基礎設施與監管滯後也是飛行汽車發展面臨的重要問題，所需的設施網、空聯網、航路網和服務網等低空支撐網絡尚處於發展初期，且技術標準和規範尚未統一完善，航空法規和服務監管體系也需進一步適應飛行汽車的發展需求。
同時，飛行汽車的發展還面臨着三大挑戰。一是運行安全。飛行汽車作爲新型電動智能航空器，其適航性直接關係到能否順利起飛，電安全、熱安全以及智能駕駛安全問題等對於航空適航安全而言都是全新的挑戰領域，此外，多旋翼推進方式所帶來的人機交互旋轉件防護等問題也將直接影響其運行安全性。二是載荷與航程。作爲低空交通運載工具，飛行汽車的載荷和航程遠小於固定翼飛行器，當前主流電動汽車的動力電池用於飛行汽車時續航時間有限，這是飛行汽車走向實用化必須攻克的關鍵難題。三是無人駕駛。低空交通的高效管理和飛行汽車的大衆化普及要求飛行汽車具備智能無人駕駛能力，但在複雜氣象條件和高密度飛行環境下，飛行汽車智能無人駕駛技術面臨巨大挑戰。在遇到不確定情況、錯誤，或突發狀況、系統故障時，飛行汽車無法像地面汽車那樣迅速停靠避險，因此必須提供短期恢復模式，以確保安全降落和停靠。
飛行汽車發展的關鍵技術
飛行汽車發展的關鍵技術主要包括動力技術、平臺技術和交通技術。動力技術作爲決定飛行汽車載荷航程和安全性的核心技術，目前主要依賴於電動化新能源動力，但存在載荷小、航程短以及車規級新能源動力產品難以滿足航規級安全性要求等問題。高功率密度、高效率、高智能的航規級電動化新能源動力成爲該領域的研究重點和主要發展方向。平臺技術則決定飛行汽車的使用性能和安全性，目前主要爲多旋翼推進垂直起降飛行平臺，存在噪聲大、安全性差和緊湊性差等問題。而多涵道推進垂直起降平臺雖然具有噪聲低、安全性好和緊湊性高的特點，但尚未規模化應用。多涵道推進、輕質結構、陸空相容的垂直起降飛行平臺是未來平臺技術的研究重點和主要發展方向。交通技術則是決定飛行汽車運行發展和安全性的另一核心技術，其核心是空中飛行控制技術。目前，飛行汽車的飛行控制主要爲遙控設備和自備程序的飛行控制，難以滿足實用的智能無人駕駛飛控技術要求，因此，智能無人駕駛、路空一體、雲網融合的立體化智慧交通技術成爲該領域的研究重點和主要發展方向。
展望未來，飛行汽車的發展將經歷三個階段。預計到2025年左右，進入飛行汽車1.0發展階段，載物eVTOL飛行汽車開始商業化應用，載人eVTOL飛行汽車則在特定場景下開始示範應用，逐漸開啓低空交通新時代。預計到2035年左右，進入飛行汽車2.0發展階段，載物載人eVTOL飛行汽車開始規模化應用，成爲低空交通出行的主要運載工具。預計到2050年左右，進入飛行汽車3.0發展階段，eVTOL飛行汽車和陸空兩棲飛行汽車將實現大衆化應用，電動智能汽車將實現立體化發展，構建起三維立體智慧交通體系，讓人類的飛行夢想觸手可及。
（作者系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）
來源：學習時報