作者:解雪薇
發(fā)于2022.9.12總第1060期《中國(guó)新聞周刊》雜志
打開(kāi)手機(jī)軟件,輸入地址,便可搭乘無(wú)人駕駛的“空中飛的”前往目的地,這在未來(lái)或?qū)⒉辉偈菈?mèng)。
日前,中國(guó)民用航空局發(fā)布《民用無(wú)人駕駛航空發(fā)展路線圖 V1.0》(下簡(jiǎn)稱“《路線圖》”),提出2025年、2030年及2035年將分別實(shí)現(xiàn)短、中、中長(zhǎng)距離載人無(wú)人駕駛航空器探索應(yīng)用的時(shí)間表。
城市空中交通概念近年來(lái)屢見(jiàn)不鮮,多個(gè)國(guó)家已發(fā)布城市空中交通規(guī)劃方案,飛行汽車(chē)成為新的風(fēng)口。迄今為止,全球范圍內(nèi)已有200家企業(yè)加入“飛車(chē)混戰(zhàn)”。中國(guó)則率先實(shí)現(xiàn)了無(wú)人駕駛航空器適航零標(biāo)準(zhǔn)的突破。當(dāng)下,我們距離乘坐無(wú)人駕駛的“飛的”通勤還有多遠(yuǎn)?
無(wú)人駕駛適航認(rèn)證屬空白
安全性是挑戰(zhàn)
民航局8月22日發(fā)布的《路線圖》指出,到2025年,以城市通勤運(yùn)輸為代表的短距離載人飛行將開(kāi)展應(yīng)用示范。到2030年和2035年,城郊、城市間的中距離載人運(yùn)輸,以及城市間載人運(yùn)輸則將分別開(kāi)啟探索應(yīng)用。9月2日,民航局機(jī)場(chǎng)司副司長(zhǎng)馬志剛在城市空中交通國(guó)際發(fā)展論壇透露,機(jī)場(chǎng)司考慮成立專項(xiàng)課題組,開(kāi)展飛行汽車(chē)垂直起降場(chǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)性研究。
近幾年,飛行汽車(chē)受到熱捧。飛行汽車(chē),即電動(dòng)垂直起降飛行器(eVTOL),長(zhǎng)相上有點(diǎn)類(lèi)似直升機(jī),波音、空客等老牌飛機(jī)制造商及騰訊、Uber等科技公司紛紛入局這一領(lǐng)域。由于全球航空業(yè)監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)航空器安全適航審定的高門(mén)檻、試飛周期普遍較長(zhǎng),加上eVTOL產(chǎn)品在電動(dòng)化、旋翼結(jié)構(gòu)等方面與傳統(tǒng)客機(jī)的差異,導(dǎo)致有人駕駛的飛行汽車(chē)適航認(rèn)證全球仍在探索中,無(wú)人駕駛航空器的適航審定更屬空白。
今年2月,中國(guó)民航局發(fā)布了《億航EH216-S型無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)專用條件》(下簡(jiǎn)稱“《專用條件》”),明確了這一型號(hào)航空器系統(tǒng)的最大起飛重量、飛行高度、可搭載乘員數(shù)量、地面控制站全程對(duì)航空器的監(jiān)視、機(jī)上乘員可使用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與地面語(yǔ)音、視頻通信等?!秾S脳l件》發(fā)布前,全球范圍內(nèi)尚無(wú)先例。但民航局也指出,目前尚未對(duì)該類(lèi)型航空器系統(tǒng)頒發(fā)適航規(guī)章。
億航智能是中國(guó)民航局批準(zhǔn)的首家載人級(jí)自動(dòng)駕駛飛行器適航審定試點(diǎn)單位。億航智能副總裁賀天星對(duì)《中國(guó)新聞周刊》說(shuō),EH216-S型的適航審定工作正在進(jìn)行中,目前在開(kāi)展部分摸底測(cè)試。億航EH216-S已在國(guó)內(nèi)城市內(nèi)、海岸線、景區(qū)、人口不稠密的特色小鎮(zhèn)等11個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景試飛行,最大飛行速度為130千米/小時(shí)。這一型號(hào)的飛行器每次最多可坐兩人。截至今年第二季度,EH216-S共完成5700多架次試飛行,包括在廣州、深圳、三亞等城市的空中旅游觀光。億航計(jì)劃,先在一部分城市試飛行,之后再將這一無(wú)人駕駛飛行器推廣到全球更多城市。
國(guó)內(nèi)對(duì)自動(dòng)駕駛航空器的適航認(rèn)證“先行一步”。美國(guó)聯(lián)邦航空局(FAA)和歐洲航空安全局(EASA)則對(duì)此保持謹(jǐn)慎態(tài)度。有航空業(yè)界人士指出,F(xiàn)AA和EASA從概念上不認(rèn)可這一方式具備足夠安全性。
一位不愿具名的業(yè)內(nèi)人士表示,無(wú)人駕駛航空器載人要求的自動(dòng)化程度更高,是全新領(lǐng)域,要起碼達(dá)到民航客機(jī)的安全水準(zhǔn)或與之相似的安全性能數(shù)量級(jí),才能保障實(shí)際飛控可靠。在他看來(lái),載人無(wú)人駕駛航空器有很多隱憂,比如大部分機(jī)型研發(fā)時(shí)間尚短、運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)更加不足,“甚至不少企業(yè)尚在驗(yàn)證縮比機(jī)型,其原型機(jī)還未首飛”。再者,無(wú)人駕駛航空器出現(xiàn)緊急情況時(shí),用于調(diào)控航空器的系統(tǒng)智能化水平還不夠高。
自動(dòng)駕駛航空器飛行在低空域。在國(guó)內(nèi),低空域的范圍是距離地面100米~1000米,億航EH216-S的最大飛行高度為200米。低空飛行意味著面對(duì)更加復(fù)雜的氣象環(huán)境。清華大學(xué)車(chē)輛與運(yùn)載學(xué)院教授、中國(guó)首位萊特兄弟獎(jiǎng)?wù)芦@得者張揚(yáng)軍對(duì)《中國(guó)新聞周刊》分析說(shuō),民航客機(jī)的自動(dòng)駕駛一般是在巡航高度8000米至10000多米的高空,氣象條件較好;而無(wú)人駕駛航空器所在的低空區(qū)域氣象條件復(fù)雜,尤其是低空風(fēng)切變等,嚴(yán)重影響飛行安全性。對(duì)氣象環(huán)境的感知、決策及應(yīng)對(duì)比較復(fù)雜,“這對(duì)載人無(wú)人駕駛航空器是巨大的挑戰(zhàn)”。
張揚(yáng)軍進(jìn)一步指出,目前的智能無(wú)人駕駛還主要適用于良好氣象條件下的非高密度飛行,如風(fēng)和日麗天氣進(jìn)行旅游觀光等。暫時(shí)無(wú)法做到大量無(wú)人駕駛航空器全天候高密度飛行。
武漢大學(xué)動(dòng)力與機(jī)械學(xué)院教授鄭貴林對(duì)《中國(guó)新聞周刊》說(shuō),大多數(shù)民航客機(jī)在巡航時(shí)都處于自動(dòng)駕駛狀態(tài)。但從安全性上講,設(shè)備是否進(jìn)入自主導(dǎo)航由飛行駕駛員操縱。在他看來(lái),民航客機(jī)之所以能保證相對(duì)安全,關(guān)鍵在于有經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)的駕駛員。民航客機(jī)上,駕駛員是不可替代的角色。
億航的自動(dòng)駕駛飛機(jī)依靠人工智能算法,可實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)飛行。賀天星對(duì)《中國(guó)新聞周刊》說(shuō),公司將IT領(lǐng)域的“全備份”理念融合到自動(dòng)駕駛飛行器的設(shè)計(jì)中,包括螺旋槳、各類(lèi)傳感器、動(dòng)力系統(tǒng)、電池等關(guān)鍵部件均采用全備份設(shè)計(jì),如EH216-S共有16個(gè)螺旋槳。當(dāng)個(gè)別螺旋槳遭遇故障停轉(zhuǎn)時(shí),其他螺旋槳會(huì)自動(dòng)補(bǔ)足動(dòng)力,保證飛行器平穩(wěn)飛行。突發(fā)狀況發(fā)生時(shí),億航的地面指揮調(diào)度中心也會(huì)及時(shí)介入,人工參與管理。
賀天星稱,調(diào)度系統(tǒng)會(huì)提前為乘客規(guī)劃多條路線。當(dāng)一條航線出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)選擇另一條最優(yōu)航線繼續(xù)執(zhí)行指令,并通過(guò)4G/5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理和飛行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸。
張揚(yáng)軍強(qiáng)調(diào),航空器空中飛行遇到故障等緊急情況時(shí),無(wú)法像地面行駛汽車(chē)一樣停在路邊,必須啟動(dòng)修復(fù)系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的安全模式,以確保安全降落??俊_@也是無(wú)人駕駛航空器面臨的最主要挑戰(zhàn)之一。張揚(yáng)軍認(rèn)為,就像自動(dòng)駕駛出租車(chē)初期設(shè)置安全員,最后逐漸過(guò)渡到完全無(wú)人駕駛一樣,載人無(wú)人駕駛航空器也可能遵循相似的發(fā)展途徑。
賀天星說(shuō),億航的無(wú)人駕駛航空器可以通過(guò)算法及傳感器,幫助航空器快速識(shí)別低空域里的障礙物,進(jìn)行自動(dòng)規(guī)避。張揚(yáng)軍認(rèn)為,除了無(wú)人駕駛航空器本身,更重要的是空中管理規(guī)則和監(jiān)管體系的建立。數(shù)字化空域規(guī)劃和建設(shè),是無(wú)人駕駛航空器安全高密度飛行的重要基礎(chǔ)。此外,起降點(diǎn)的設(shè)置等也都是需要思考的問(wèn)題。
沒(méi)有好的運(yùn)營(yíng)模式,難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化
比起無(wú)人駕駛“飛的”短期內(nèi)走入現(xiàn)實(shí),不少專家更看好貨運(yùn)市場(chǎng)。無(wú)人機(jī)載貨在物流領(lǐng)域已開(kāi)始應(yīng)用,美團(tuán)、阿里、京東、順豐等企業(yè)均有布局,“先載貨再載客”更符合先簡(jiǎn)后難的發(fā)展邏輯。
前述業(yè)內(nèi)人士推測(cè),短期內(nèi)無(wú)人駕駛航空器難以成為大規(guī)模通勤的工具。相比之下,無(wú)人機(jī)載貨比載人在安全性及飛行品質(zhì)等方面要求更低,且更注重經(jīng)濟(jì)性和時(shí)效性。在他看來(lái),前期自動(dòng)駕駛的“飛的”將處于積累飛行數(shù)據(jù)和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)階段,“可以邊試邊行,在摸索中前進(jìn)和完善”。
據(jù)摩根士丹利預(yù)測(cè),全球飛行汽車(chē)行業(yè)將在2030年達(dá)到3000億美元的市場(chǎng)規(guī)模,并在2040年增長(zhǎng)到1.5萬(wàn)億美元。無(wú)人駕駛“空中的士”目前價(jià)格無(wú)從參考。在商業(yè)化應(yīng)用前,億航在特定應(yīng)用場(chǎng)景的試飛行均為免費(fèi)。
賀天星表示,相較地面的士,乘坐載人自動(dòng)駕駛航空器至少可以節(jié)省一倍以上時(shí)間,公司未來(lái)會(huì)基于成本進(jìn)行模型測(cè)算進(jìn)而定價(jià)。
至于未來(lái)無(wú)人駕駛的“飛行汽車(chē)”能否有“拼機(jī)”模式,令乘客出行成本更低?賀天星說(shuō),相信未來(lái)會(huì)有無(wú)人駕駛的4至6座的“空中小巴”,或更大型的“空中大巴”出現(xiàn),但需要大眾理念上的接受,和硬件配套設(shè)施的結(jié)合。張揚(yáng)軍分析說(shuō),從技術(shù)上來(lái)講,新能源電動(dòng)推進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)的功重比低,即電動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)太重,導(dǎo)致載荷小、航程短,這是今后要解決的問(wèn)題。
如果按照民航局的時(shí)間表,到2030年和2035年,將實(shí)現(xiàn)城市間的無(wú)人駕駛載人運(yùn)輸,這有點(diǎn)類(lèi)似于國(guó)內(nèi)外的支線航空業(yè)。美國(guó)區(qū)域航空公司協(xié)會(huì)提供的數(shù)據(jù)顯示:2017年,支線航空公司占美國(guó)所有定期客運(yùn)航班的41%。未來(lái)無(wú)人駕駛的“飛的”能否有大規(guī)模商業(yè)化的可能?
前述業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,“飛的”優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在時(shí)效性及觀賞性,“這會(huì)成為對(duì)時(shí)效要求較高人士的選擇”。另外,低空風(fēng)景較地面“車(chē)龍”也具備一定觀賞性。他指出,航線是非常珍貴的資源,未來(lái)飛行汽車(chē)的數(shù)量不可能和地面汽車(chē)一樣多。這也決定了價(jià)格會(huì)相對(duì)比較高,“從成效來(lái)說(shuō),如果能解決10%至20%的城市交通問(wèn)題,已經(jīng)是非常成功的一件事”。
在他看來(lái),載人無(wú)人駕駛航空器的商業(yè)化,仍有很長(zhǎng)的路要走,“僅市場(chǎng)需求方面,很多人的評(píng)估是出于想象和推算,相較于汽車(chē)工業(yè)體量,載人無(wú)人機(jī)的需求相對(duì)更小眾”。據(jù)他看來(lái),能否產(chǎn)業(yè)化不僅要以穩(wěn)定的需求為依歸,亦取決于相關(guān)產(chǎn)業(yè)的生態(tài),包括電池、電機(jī)等方面的技術(shù)突破、制造商的投資意向、政策支持、運(yùn)營(yíng)規(guī)范的制定等。運(yùn)營(yíng)模式的選擇是重中之重,如果找不到好的運(yùn)營(yíng)模式,就無(wú)辦法實(shí)現(xiàn)規(guī)?;\(yùn)營(yíng)。
張揚(yáng)軍指出,無(wú)人駕駛航空器的電動(dòng)化、智能化產(chǎn)業(yè)鏈和汽車(chē)行業(yè)具有很高的融合度,即未來(lái)自動(dòng)駕駛“飛的”的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)一定是跟汽車(chē)緊密融合。目前,就電機(jī)電池等關(guān)鍵部件及系統(tǒng)的安全性來(lái)講,想要達(dá)到航規(guī)級(jí)的要求,還要做大量工作?!暗律挛锒紩?huì)有強(qiáng)大的生命力”。張揚(yáng)軍認(rèn)為,產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要依托一個(gè)很好的生態(tài)。
有國(guó)外航空業(yè)觀察人士認(rèn)為,國(guó)內(nèi)載人無(wú)人駕駛航空器提出的運(yùn)營(yíng)概念和應(yīng)用場(chǎng)景沿襲了歐美國(guó)家的思路,但中國(guó)的城市規(guī)劃、人口密度、軌道交通發(fā)展水平、地理特征與歐美國(guó)家差別巨大,最終應(yīng)用場(chǎng)景可能跟設(shè)想的城市空中通勤并不一致。
對(duì)此,在張揚(yáng)軍看來(lái),全球航空領(lǐng)域的載人無(wú)人駕駛進(jìn)入了一個(gè)“無(wú)人區(qū)”。他坦言,中國(guó)和國(guó)外的國(guó)情不太一樣,目前某些技術(shù)國(guó)外或許領(lǐng)先于中國(guó),但中國(guó)有著強(qiáng)大的內(nèi)需驅(qū)動(dòng),和較好的汽車(chē)電動(dòng)化、智能化技術(shù)基礎(chǔ),這會(huì)有助于加速形成更完善的生態(tài)。
《中國(guó)新聞周刊》2022年第33期
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