飛行汽車橫空出世，世界將為之而改變
第一部《銀翼殺手》電影的故事情節是想像發生在2019年的洛杉磯，一座未來的城市，酸雨從天而降，而空中則滿天飛著滑翔機，這實際就是在空中高速公路上飛馳的汽車。這部電影1982年首次上映後，世界科技進步非常之神速，手機自拍桿、殺人無人機、網絡社交平台的話題標籤政治等等的出現，連好萊塢都想像不到，不過氣墊船式的空中出租車似乎仍是一個遙遠的幻想，只會出現在科幻小說和主題公園中。
事實上，會飛的汽車已是真實存在，而且在未來幾十年裏，可能會改變人類上下班、工作和生活的方式。電池能量密度、材料科學和計算機模擬方面的進步已經刺激了一系列個人飛行器，如電動滑翔機、固定翼飛行器和四軸飛行器的出現，及其導航系統的發展。 飛天車 這類飛行器可能與《銀翼殺手》所想象的不太相同，但差別也不是那麼大。這類空中汽車比商用飛機小很多，大多數設計的機翼是旋翼，而不是傳統的固定機翼，這樣飛行器就可以垂直起降。例如，設計為傾斜旋翼，可以有效率地長距離向前飛行，而多旋翼的設計則說是為在懸停飛行時可減少噪音。最重要的是，設計這類飛行車輛是為個人提供比傳統交通方式更快的通勤，特別是在交通擁堵的城市。 目前，自動駕駛城市飛機市場仍有點像西部拓荒。數十家初創公司正在競相開發商用噴氣背包飛行器、飛行摩托車和私人空中出租車。風險投資家、汽車和航空公司，甚至包括交通網絡優步（Uber）及其雄心勃勃的Uber Elevate計劃都在覬覦這個新興行業。到2040年，這個行業的價值可能高達1.5萬億美元。與此同時，航空當局也在討論和協商制定管理這一新興交通業的政策和安全標凖。 中國男子趙德力2019年試飛他自造的飛行電單車。 例如，德國飛機製造商Volocopter公司宣佈其生產的「城市飛行車」（VoloCity）為第一輛獲得商業執照的電動空中出租車，這種飛行汽車最終將會實現無人駕駛飛行。Volocopter的公共事務副總裁法比恩·內斯特曼（Fabien Nestmann）說，城市飛行車將提供「類似優步高級橋車或者其他的高端服務。」 不過與優步高端服務也有幾個關鍵的不同。開始時，城市飛行車只能搭載一名乘客，這意味最初每次搭乘的成本會很高,但Volocopter希望在建立消費者的信心後才過渡到完全自動模式。全自動的城市飛行車是由9個電池驅動的無翼電動車，使用在主要城市之間建立的可垂直起降的機場網絡接載乘客。該公司的城市飛行車預計在2022年開始商業飛行。 首批航班的票價為每張300歐元（350美元）。但內斯特曼表示，該公司的最終目標是使其成本能與優步高級轎車（Uber Black）服務競爭。他表示，「我們不想讓城市飛行車成為富人的玩具，而是希望成為城市地區相輔相成的交通系統任何人都能負擔的其中一部分。每個人都能夠選擇是走路、自己開車、騎自行車或乘搭飛行車。」 德國飛機製造商Volocopter推出的城市飛行車2019年在新加坡公開亮相。 其他公司已經與現有的汽車製造商合作，開發最終用於商業用途的飛行器。例如，日本初創企業SkyDrive最近與豐田汽車合作，試飛了其開發的全電動空中出租車SD-03。據稱，這是世界上可以垂直起降的最小電動飛行器。2020年夏天，該公司在一名飛行員的掌舵下，成功地讓SD-03在一個機場飛行了幾分鐘。 SkyDrive代表和田高子表示，「這方面的消費需求已增長，即或有了電動汽車或快速的法國城際TGV高速列車，但人類還沒有為交通問題提供明確的解決方案。可以說，SkyDrive開發靈活快速交通工具是由消費需求和技術進步而促成的。」 事實上可以說，正是因為這些進步才使得如此多的飛機設計師能夠爭相在空中設計中大顯身手。像德國飛機開發商Lillium、波音與個人電動飛機製造商基蒂·霍克公司合資的Wisk、 個人航空器開發商Joby Aviation、加拿大貝爾公司（ Bell），以及很多公司都在大撒金錢，投資飛行汽車的創新技術，比如可以極大地減少噪音排放的電力推進器，可以提高航程的高功率電池等。對於這個剛剛起步的產業來說，並不缺乏垂直起降(VTOL)技術的設計，或者也不缺少其可能達到的想象高度。 以英國航空公司Gravity Industries為例，該公司製造了一台1050馬力的可穿戴噴氣背包飛行器。公司創始人兼首席試飛員理查德•布朗寧（Richard Browning）表示，「這有點像一級方程式賽車。」目前，這種穿戴式噴氣飛行器是一種專業人員設備，只能由商業專業人士和軍用飛行員駕駛。在他的工作室裏，布朗寧指著一個蝙蝠俠式的金屬裝置說，「有一天，這個噴氣背包飛行器可以讓一個在空中盤旋飛行的醫護超人想飛到哪就飛到哪，想幹啥就幹啥。」 2020年9月英國航空公司Gravity Industries的理查德•布朗寧在湖區亮相其公司研發的背包飛行器。 這可不是聽來遙不可及的奢想。最近大北方空中救護服務公司（Great North Air Ambulance Service）與Gravity Industries合作，作了一次使用噴氣背包飛行器的模擬搜索救援任務。布朗寧穿上噴氣背包從英格蘭湖區蘭戴爾峰山腳下的崎嶇谷底飛到一個預先設定的山難地點。如果步行，需要艱難攀登25分鐘，但布朗寧只飛了90秒。這次演習說明噴氣背包飛行器為偏遠地區提供重症醫療服務很有潛力。 帕裏莫‧克帕德卡（Parimal Kopardekar）是加州硅谷艾姆斯研究中心的美國太空總署航空研究所所長。他說，「空中交通的夢想已經存在很長一段時間，現在有大好機會來設計一種交通工具，可運送貨物和提供服務到目前航空尚無法到達的地方。」 克帕德卡負責研發自動駕駛及其高端飛行技術，如垂直起降等新的航空技術。這個任務相當複雜，他帶領的這個美國宇航局研究小組必須解決和測試整個飛行生態系統的所有因素，包括飛行器、空中航道、基礎設施、與社區的聯繫、天氣模式、GPS導航、噪聲標凖、維修、供應鏈、零部件採購，等等…...這是一個很長的清單，列舉了在有規模的空中共乘交通成為事實之前諸多必須解決的問題,有的問題不是那麼顯而易見。 人手駕駛的全電動空中出租車2020年8月在日本試飛。 重新設計人類的新飛行模式需要考慮這種新飛行模式的「合法航道」和飛行安全，但也需要公眾願意搭乘這類新的飛行交通。行業領袖需要讓乘客相信，垂直起降飛行器之所以引人注目，並不僅僅是因為技術可行，還因為比其他交通方式更方便更安全。 負責Volocopter公共教育項目的內斯特曼說，「如果沒有極其嚴格的測試制度，你就無法提供商業服務。其中一部分是要為新飛行器開發基礎設施。」這可能意味著需建設飛行器垂直起降台和配備電力的存儲設施等硬件，以及操作硬件設施運行的軟件。操作垂直升降飛行器所需的系統無疑將必須是近乎完全自動化的系統，這樣才能凖確協調設想中的大量飛行器的起降。雖然我們今天乘坐的商用飛機由控制塔裏的真人監控，但未來的飛行器依賴的是UTM，即無人交通管控。這種數字跟蹤管控要確保所有飛行器都能知道其航線上的其他飛行器航班情報。 擁有良好記錄的全自動升降交通系統可能會讓公眾感到放心，但龐大的飛行器網絡也帶來了一系列新的挑戰。垂直升降交通將不需要跑道或地面停車，但需要專用的空中走廊和停泊飛行器的空中港口。空中出租車會減少地面行馳的汽車數量，提高到達和出發時間的可預測性,但空中還有形形色色的障礙物，即高樓、鳥類、無人送貨機，以及飛機，這些都需要飛行員（至少垂直起降飛行器需要飛行員）採用新式的機動系統迴避這些障礙。姑且稱為「天空之路」的這種新形式交通，需要一套度身訂造的法律。 此外，製造商和運營商還必須證明天空之路不會對乘客或地面上的人造成傷害。克帕德卡和他的Nasa團隊與美國聯邦航空管理局（Federal Aviation Administration）和其他監管機構合作，創建了一個「城市空中交通成熟度等級量表」（Urban Air Mobility Maturity Levels Scale），根據複雜程度和城市密度，將飛行器、空域和其他系統按1至6的等級進行排名。他們正在設計各種方法，通過自動化和應急管理的結合來簡化駕駛艙操作。例如，指導垂直起降飛行器如何應對惡劣天氣、飛鳥襲擊或噴氣背包客突然闖入航道。 2020年10月，在洛杉磯國際機場附近的一架商業客機上，機組人員在1828公尺的高空發現了一個噴氣背包飛行人。在這個高度有嚴重的兩者碰撞風險。 在西倫敦一個公園上空出現的航拍機。由於越來越多飛行器的發明 ，迫切需要制定保障天空之路安全的規定。 歐洲航空安全局（EASA）已為垂直起降的飛行汽車制定了一套技術規範，儘管該機構還沒有決定如何認證。這些規格旨在解決飛行汽車獨特性引發的問題，以及詳細的適航標凖，如緊急出口、防雷、起落架系統和增壓艙室等。歐洲航空管理局的聲明說，飛行汽車「儘管具備傳統飛機或旋翼飛機，或兩者皆有的設計特徵，但在大多數情況下，歐洲航空管理局尚無法將這些新型飛行器劃歸到傳統飛機或是旋翼飛機的類別中。」換言之，歐洲航空安全局似乎還沒作出決定，要按照什麼樣的標准將垂直起降飛行器與固定翼商用飛機或直升飛機區分開來。顯然，垂直升降飛機的成功運作需要包括政府、技術、交通、城市規劃和公共服務等作跨部門的協調努力。 是什麼原因使得大量垂直起降飛機開發者會突然劇增？是電子商務的興起、氣候變化、零工經濟和一體化供應鏈等全球趨勢，加速了人們對個人航空旅行的興趣，而我們目前基礎設施和相關行業的失敗也凸顯其必要性。隨著紐約、香港和北京等城市的承載力達到極限，城市生活變得越來越不可持續，但我們日益緊密相連的經濟卻需要城市間不斷的流動。 正如我們所知，這些影響將改變我們的通勤方式和生活方式。克帕德卡指出，「現在，大多數人都是基於交通便利來優化生活。垂直起降飛行器和無人機將使人們無論身在何處都能到達他們的目的地，從而達到以生活為基礎的交通優化。」以後企業將不需要把總部設在城市中央商務區，員工也可以選擇住在空中出租車能到達的任何地方。擁有一台垂直起降飛行器今後可能會變得像擁有一輛自行車一樣便宜和無處不在。 韓國現代集團為優步Elevate的城市空中交通服務設計的空中出租車S-A1在2020年1月正式展出。 內斯特曼說，「在宏觀層面上，不斷發展的城市為這些城市的居民創造了日益增長的流動性需求，這讓我們重新思考城市的發展，因為一切圍繞汽車交通來建造不能提高我們的生活品質。」 交通瓶頸侵蝕著我們城市的高速公路和我們駕駛的汽車，增加了碳排放，進而威脅著我們地球脆弱的生態系統和我們自己的健康。但與此同時，電動垂直起降飛行汽車（eVTOLS）將大大減少車輛的尾氣排放或對柴油燃料的依賴。 因為隨著城市的建築越來越高，屋頂起降設施越來越多，架空高速公路連接著超級摩天大樓，從而釋放出大量地面的空間，因此飛行汽車的增加也自然會導致城市結構的變化。減少地面上的車輛將減少擁堵，並可能產生公園和綠色空間。克帕德卡說，「從長遠來看（2045年及以後），商業和綠地將會更加密不可分。雖然我們可能永遠無法消除地鐵和道路，但我們或許可以用這些飛行機器減少地鐵和道路的碳足跡。」 飛行汽車對未來的交通、工作生活、消費、城市設計、甚至醫療保健和生態都會有巨大的影響。可能最早到2030年，消費者就可以按下一個按鈕，預約一輛空中出租車直接前往他們雲霧環繞的摩天樓辦公室。再過幾十年，我們可能最終會越來越沒有必要下樓來到地面，可一直在一座天空之城上做生意和過日子。 克帕德卡說，「走一英里路只能讓你走到一英里之外，但飛行一英里就能把你帶到任何地方。」 請訪問 BBC Future 閲讀 英文原文。