Udacity 飞行汽车技术专家:什么是飞行汽车?


编者按:本文来自36氪「未来汽车日报」(微信公众号ID:auto-time),作者:未来汽车编译组。

编者按:大家对“飞行汽车”汽车这个概念并不陌生,然而在研究飞行汽车的专家眼中,外界对飞行汽车仍然存在较大的错误理解和认识。这篇文章原标题是What Are Flying Cars?,作者是硅谷在线教育平台Udacity研究飞行汽车的技术专家Michele Cavaioni。在这篇文章中,Michele从飞行汽车的定义出发,介绍了到底什么才是飞行汽车。

译者:井岛俊一

图片来源:Udacity

我自己是研究飞行汽车的。说实话,我明白这个行业的研究的确不普通,甚至可以说有点不接地气,但它并不是不可能实现的。

每一天,我们在飞行汽车研究领域都有进步。可能许多人对此会表示很意外,但主要原因也都是因为外界对这个领域的过多错误宣传罢了。

基于此,我希望通过这篇文章,从专业的角度跟大家介绍到底什么是飞行汽车,同时跟大家分享它的工作原理,以及未来又将如何结合现有直升机和客机的现有功能来造福人类的。

首先,我们先对“飞行汽车”定义如下:

所谓“飞行汽车”,实际上就是一种结合了具有固定翼和螺旋桨飞行功能的交通工具。

换句话说,你可以将飞行汽车理解为直升机和客机的结合体。

这个概念理解起来可能会有一点“机械化”,但除此之外,其实还可以从多角度来理解飞行汽车。

如果想让飞行汽车成为有趣的科研项目,而且还要让它能够切实地解决交通问题并成为主流的交通工具之一,那一定离不开自治系统(autonomous systems)的软件开发与升级。

简言之,直升机和客机的结合功能让飞行汽车变得可能,而自治系统则让飞行汽车变得更加切实可行。

图片来源:Udacity

如果要真正地理解飞行汽车将带来的巨大行业变革,首先必须要意识到有效结合具有固定翼和螺旋桨飞行功能的主要优点是什么。

因此,我将向大家介绍直升机(螺旋桨)和客机(固定翼)的利弊,再基于此来理解为什么飞行汽车要结合两者的飞行功能。

螺旋桨直升机

螺旋桨的主要优点在于其具有垂直起降(VTOL)的能力。

为什么这算是优点呢?因为这种起降方式是不需要跑道的。根据著名科技媒体《连线》(WIRED)最近一篇报道,有了VTOL技术,从理论上讲飞行器可以从任何地方起飞或降落,极具灵活性。

除VTOL技术之外,另一个优点则是操控便利性。直升机可以精准地在某地上方盘旋,让你安全地在城市上空驾驶,并且在单次驾驶过程中在多个地方起降停留,而在这个过程中也会因为外部环境的影响和变化而不停地改变驾驶速度。

图片来源:Udacity

那螺旋桨直升机的缺点又有哪些呢?

  • 效率不高:在空中盘旋需要足够的动力让螺旋桨不停地转动,从而产生必要的升力。但也因此,装载量就会大打折扣,同时飞行时间也存在一定弊端。

  • 速度不快:相比于客机,螺旋桨直升机的速度则显得过慢。

  • 噪音大:螺旋桨叶片造成的噪音非常大。

  • 操控挑战:直升机也有一个重大的缺点,即如果在空中失去动力的话,除非有一位驾驶经验丰富的机长在直升机上,否则将很难通过熄火降落操作要求安全地将直升机降落到地面。

固定翼飞机

接下来我们再认识固定翼飞机,即我们通常所认识的飞机。固定翼飞机的优点不胜枚举,其中主要有以下四个方面:

  • 速度快:固定翼飞机的速度比直升机的速度快若干倍。

  • 效率高:相比于通过发动机加速桨叶的转动,固定翼飞机利用了空气动力学的原理,通过操纵机翼上安装的襟翼来产生升力。

  • 装载量大,行驶距离远:基于速度快和效率高的优点,固定翼飞机才可以实现超大装载量,同时也可以保持长途不停留行驶。

  • 智能操控:即便出现发动机故障等问题,固定翼飞机也不会直接从空中坠下。在类似情况下,机长仍然可操控飞机并安全地降落着陆。

图片来源:Udacity

至于固定翼飞机的缺点,主要有两方面:

  • 首先,起飞降落必须要具备一定长度的跑道。

  • 其次,固定翼飞机在空中无法悬停,因此如果在固定空域范围内出现多架固定翼飞机的话,空中流量控制与管理将会变得更加棘手。

值得注意的是,结合螺旋桨直升机和固定翼飞机的飞行汽车的功能并不一定是完美结合,螺旋桨叶片选装的噪声以及装载量方面的弊端仍然没有解决,不过这算是目前最理想的飞行汽车方案了。所以,从这个方面来说,飞行汽车的确是一个重大的机械领域突破。

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