城市空中交通:未来公共交通的新选择?

在过去的几十年里，城市交通普遍越来越拥堵，不管从环境还是心理健康的角度，这都大大影响了城市生活的质量。今天，城市当局制定的措施一般都是劝阻人们使用汽车（增加道路税、停车费等），但很少提供替代的交通方式。

 

城市空中交通（或称UAM）正日益被视为一种可负担、快速、可持续的未来出行选择，以解决现代城市所面临的拥堵和环境问题。

 

虽然仍处于研发阶段，但技术上的新进展已经吸引120多家初创企业和航空航天公司开发被称为eVTOLs（电动垂直起降飞行器）的UAM飞行器，它们都设想了UAM在未来城市交通中的潜力。

 

这些飞机采用创新的电力推进系统，可以带来一系列的好处。通过减少对汽车旅行的需求，UAM可以帮助减少与旅行有关的碳排放和空气污染。UAM也减少了花在交通上的时间（以超过250公里/小时的速度直线飞行），直接有利于通勤者的生活。空中运输还可以使城市中心的道路基础设施被移除或减少，通过减少噪音、增加绿色空间的使用等帮助提高市民的生活质量。

 

目前领先的eVTOL公司一般创建于10多年前，并计划最快于2024年开始运营。乔比航空（Joby Aviation）目前是项目进度方面的领先者（图1左上），紧随其后的是其他公司在飞行范围、载客量和无人驾驶飞行能力方面的竞争。其中，Volocopter（图1中的左下角）已经与巴黎市政府达成协议，为2024年巴黎夏季奥运会推出他们的首个空中出租车服务。

 

 

然而，目前在城市中实施UAM仍有很大的限制。在技术方面，电池技术大大限制了飞机的运行能力（飞行时间和范围），因此需要大量的充电基础设施。同样，飞机需要特殊的着陆点（称为vertiports），这很耗费空间，因此在城市地区并不理想。当然，它们可以安装在屋顶或其他现有的城市基础设施上（停车场、超市、办公室，见图2），缓解了在市中心实施这种基础设施的挑战。

 

图2：城市Vertiport基础设施

 

操作方面，飞机适航法规和公众接受度是主要挑战。虽然航空当局可以通过彻底的测试和修改现行的航空法来进行监管和认证，以确保飞机的安全，但公众的接受度是更麻烦的问题。尽管开发自主飞行器的目标很强烈，但在2020年11月进行的一项调查显示，只有21%的受访者表示他们觉得乘坐自主eVTOL飞行器是安全的。

 

以上讨论的技术和操作限制所要求的变化，迫使这一未来运输工具只能以非常渐进的方式发展。城市空中交通预计将在未来十年内启动，首先集中在货运、紧急车辆（救护、消防）和乘客班车（例如按照预定路线连接机场和市中心），并将配备飞行员。预测称，如果目前面临的障碍得到克服，私人点对点服务（空中出租车）将在2040或2050年左右才开始。

 

以下是两位航空航天领域的专家对这个问题的看法：

 

Blueflite公司首席执行官FrankNoppel博士预计，在不久的将来UAM会变得更加普遍。

 

“我们将在2030年的时间框架内看到VTOL投入使用。一些试验性的可选模型离认证不远，可以在上述时间框架内成为一个自主平台。这取决于整个系统的成熟度，以及监管是否以同样的速度推进（据我所知，监管还没有涵盖自主航空系统）。这很可能不是一个点对点的操作，而更可能是班车服务。”

 

Aero Engine Craft公司首席执行官和阳光动力基金会专家Sarah Qureshi博士认为，UAMs可能会面临巨大的障碍，但可以在移动市场上找到一席之地。

 

“垂直起飞可能是一个非常昂贵的现象，决不会取代传统的交通工具。然而，它将受到欢迎，因为它可以将低重量的货物运输到无法到达的地区，并作为一种替代公路交通拥堵的手段，但肯定会保持无人驾驶。同样，这将需要在无人驾驶飞行器的空中交通管制操作方面进行巨大的投资，这些飞行器还需要与大型商业运输机共存，共享繁忙的空域。”

 

在Noppel博士看来，无人机可能需要一些年才能克服关键的挑战（比如成本）才能变得普遍。

 

“最初的收费将是每小时几百美元，因此不是大众出行的手段。所以你不会取代现有的模式，而是提供一个额外的替代品，速度更快，但也更昂贵。从长远来看，随着技术的成熟和稳定，可能会过渡到大众交通市场。”

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