改变未来城市交通方式
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作者:孙睿
摘 要：随着城市化进程的加快，以及越来越多的务工人员的涌入，城市交通越发拥挤。为解决这一问题，如空中客车这样的航空制造企业从另一个角度思考，建立城市空中交通部门。通过飞行器、监管和服务平台等多个方面共同建立城市空中交通生态圈。然而在新平台的建立过程中，安全、空域整合、生产能力等关键领域的现实问题将是其面临的重大挑战。
关键词：UAM 新平台 挑战
中图分类号：U49 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）10（c）-0180-02
现如今，城市交通越发拥挤，现有的解决方法主要集中在路上车辆的管理和限制。在中国采用车牌限价、限行，新加坡使用超高价车牌租赁等。空中客车这样的航空制造公司则从另一个角度思考，让解决方案不仅限于地面交通的管理和限制，更多的是扩大可用交通区域，通过城市空中交通（UAM）解决问题。
1 空中客车UAM项目
2107年空中客车公司将投资目标放在了大数据、自动驾驶和航天卫星这三大领域。在大数据、自动驾驶行业共投资约6740万美元，占总投资额的71%。对航天卫星类别共投资2040万美元，占比21%。对这3个领域的投资都是为了“在2023年之前建立城市交通系统”。
城市空中交通计划是空中客车利用其现有直升机资源发展的多个项目，包括CityAirbus、Vahana、Skyways和Voom。这4个项目致力于城市空中交通的全方面解决方案，目的各不相同。空客UAM负责人Mathias Thomsen称，“一个更加快速、安全、可靠且直达的城市交通。三维立体的城市交通网络将改变我们的生活方式。”
CityAirbus是一种可搭载4名乘客、垂直起降、自动驾驶的电动飞行器，采用了创新性的四涵道螺旋桨构型，在安全性和低噪声足迹（low acoustic footprint）方面有显著提升。该项目的设计理念是以快速、经济适用并环保的方式飞越拥堵的大城市，将乘客送达城市重要区域，如机场或火车站。按照官方时间计划，将在2023年前将获得许可并投入商用运营。
Vahana是空中客车A3创新中心的高端研究项目，致力于客货两用的自驾飞行平台研发。该项目在2018年1月完成了首次空中悬停飞行试验，全程53s，飞行高度达到5m。根据空中客车公司消息，为此项目公司在去年8月就占用了该机场的一座面积达9600平方英尺的新机库，并对其进行了特殊装修以适用于Vahana项目。
Skyway是空中客车的一个实验项目，旨在开发一种用于城市环境的安全、经济、可行的航空无人运输系统。该项目是为了推动目前对无人驾驶飞行器的监管限制。空客直升机的Bruno Trabel称，“到目前为止，无论有没有乘客，没有任何一个国家允许没有遥控飞行员的无人驾驶飞机飞越城市。”任何一个新平台的建立都将面对监管法规方面的限制。
Voom作为全球首家直升机预订服务平台，是由空中客车A3孵化并在2017年4月投入商业运营。2018年2月中旬，Voom并入空客直升机部门，作为公司的战略举措将支持城市空中交通计划。
2 新平台的挑战
除监管政策的限制以外，城市空中飞行器还将面临安全、技术和产能等多方面的挑战。2018年初，美国直升飞机学会召开了第五届國际变革性垂直飞行研讨会年会（AHS International fifth annual Transformative Vertical Flight Workshop），会中特别提及了安全、空域整合、生产能力等关键领域的现实问题对该行业的影响。
2.1 安全问题
洛·马西科斯基副总裁Chris Van Buiten在会上称，城市空中交通肯定是会实现的，但对于一个新平台来说，安全至关重要，必须从项目一开始就将安全水平提至最高层级。然而，按当下垂直起落飞行器致命事故率1∶10000000飞行小时来算，如果50000架飞行器每年飞行3000h，那么每年将会有150架垂直起落飞行器出重大安全事故。对于关乎生命安全的交通运输来说，“这是不可接受的，甚至达不到而接受范围的最低限度。”
对此空中客车以空客防务和空间部门的运营管理系统为基础，正在开发一种自主型无人机和整体基础设施。该项目的目标是评估这种运输系统的效率和经济效益，并向局方和广大公众提供切实的证据，证明商用无人机确实可以在省市地区安全运行。
对此，空中客车与新加坡民航局就Skyways项目签署了谅解备忘录，允许空客直升机公司在新加坡国立大学的校园内测试无人机包裹递送服务。还与新加坡邮政签署物流合作谅解备忘录，进行Skyways包裹快递业务，新加坡邮政在控制和管理交付网络、客户界面系统和实时后端链接的软件系统方面提供专业技术，解决最后一公里问题。
2.2 技术问题
2.2.1 飞行器技术
安全方面的挑战也有源于飞行器自身技术应用的成熟度问题。城市空中交通不但需要旋翼机技术，还需要自主飞行、电力推进等多方面技术的成熟运用。A3 CEO Rodin Lyasoff评价道，Vahana还需要可靠的感测和应避系统，但这一技术刚刚在汽车行业引入使用，目前还没有成熟的空中机载解决方案。
2.2.2 电池技术
此外，电池的供应系统还有待改善。专业分析指出，现有锂电池的能量密度大概是1MJ/kg左右，而航空燃油的能量密度则超过40MJ/kg。以现有的电池替换燃油，仅电池本身的重量就将给机体重量带来巨大的负担。这与所构想的高电量、小型质轻还有一定的差距。此外，电池的寿命问题，在低温/高温及雷暴等极端天气下，电池的稳定性和安全性仍需一段时间进一步研发才能得以解决。
2.3 空域问题
空域整合也是一个重大挑战，需要生产商、运营商和民航局等监管部门统筹协调。如同在项目研发的贝尔直升机公司就已加入一个团队，与FAA共同确认达拉斯/沃斯堡机场区域以外的城区内外无人驾驶飞行器的飞行线路。
2.4 产能问题
城市空中交通飞行器，满足人们日常生活的目标，那么在成熟期的需求量会直线上升（2017年中国境内汽车产销分别为2901.5万辆和2887.9万辆）。以现有载人飞行器的生产产能，并不能满足将来的需求。这需要借助生产方面和生产技术的进步。
3 百家争鸣
城市空中交通已成为未来城市交通的一个发展方向，在经济性、适用性及便利性都可行的基础上，行内外都看好其发展趋势。在据AHS统计，目前已有近百家电动垂直起落飞行器（eVTOL）研发团队。其中包括著名机构、公司，如NASA、空中客车;旋翼航空器领头者，贝尔直升机、洛·马西科斯基;更有许多新入者如e-volo、Zee.Aero等。启用新平台，更考验的是产品的安全性、经济性和适用性，因此，前路困难和挑战。
参考文献
[1] Rethinking Urban Air Mobility[EB/OL].空中客车官网，2017-06-17.
[2] Rethinking city transport[EB/OL].空中客车官网，2018-07-13.
[3] Guy Norris， Reality check for urban eVTOL on safely and production[EB/OL].Aviation Week & Space Technology，2018-01-26.
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