15 分钟就能学会驾驶的飞行汽车,能够颠覆短途旅行吗?

汽车

04-29 09:30

编者按:交通已经是现代人的一大痛点。美国人每年平均被堵在路上的时间是 100 小时。所以焦躁的被堵司机想到的自然是「要是我能飞就好了。」现在,包括 Kitty Hawk 在内,已经有 20 多家公司在研发飞车了。《连线》杂志对 Google 无人车项目前负责人 Sebastian Thrun 任 CEO 的这家初创企业进行了采访,为我们揭秘其让世界摆脱交通束缚的梦想。原文标题是:Kitty Hawk, Flying Cars, and the Challenges of『Going 3D』

要想一窥交通的未来,你可以先到加州山景城一个工业区,参观一下那里的一栋仓库建筑。在窗口用纸糊的门上,一个安全标牌上列满了各种健康和火灾隐患。附近的一棵树上挂了一套红黑色的紧身潜水衣。Alex Roetter 从另一栋建筑漫步过来,刷了一下他的证章,然后领我进去。Roetter 是飞行初创企业 Kitty Hawk 的一个部门主任,他走到了一间有水泥地板的大房子。在那里,呈 U 字型排列的是约 13 架左右的 Flyers,这是一种奇怪的飞行器,目睹过它的还没几个人,开过的就更少了。

Roetter 说:「这属于那种任何人 15 分钟之内就能学会飞的交通工具。难的工作计算机都做了,人只需要做自己真正擅长的事情。看看外面,决定去哪里,摇杆指向想去的地方,然后降落即可。」

Flyer 是一种亮白色的空中三体船。飞行员乘坐的中间吊仓有点像 F1 赛车的座舱。两侧是一对驳船,以便可以水陆两用,侧面伸出了两根梁连接吊舱。这种飞车是单座的,配置了 10 个螺旋桨,长 13 英尺,宽 7.5 英尺,高 5 英尺。得益于碳纤维结构,这种飞行器的重量只有 250 磅。它是电动的,所以出奇的安静。起飞降落和飞行都跟直升飞机很像。

实际上,这是第二代的 Flyer 了;第一代看起来像会飞的漫画书里面的恶棍,有一个需要跨坐的座位,2017 年 6 月 Kitty Hawk 曾经在湾区进行过展示。第二代为了强化保护变成了吊舱,但它的重要性跟转成机载计算机相比就显得黯然失色了。第一代要想学会飞行需要几天的时间:5 个小时的模拟器飞行,一天的训练,然后是与地面相连的一系列飞行。而新一代的飞行器让毫无飞行经验的人学习 15 分钟之后即可起飞,这一切完全得益于智能化的软件。

在直升飞机内,飞行员要同时操作 4 个控制器,还要监控它们相互之间会如何影响。在 Flyer 内,飞行员左手操作一个拇指旋轮来控制升降。右手则操作一个控制杆让飞行器前后左右飞或者转圈。放开控制 Flyer 就会保持水平和静止,就像抛锚的船一样。就这样。数字化的 0 和 1 将人类飞行员的基本命令转化成飞行知识。计算机设定转子的倾度与速度,同时利用 GPS、惯性测量装置、激光雷达扫描以及雷达来确定自身在空中的位置。这就像操控四轴无人机一样,唯一的不同是你是坐在里面控制的。

Roetter 在水上用低速飞了 Flyer5、6 次。他更像是工程师而不是销售 —— 说得具体一点,是软件工程师。帮助他赢得这份工作的简历上列的重点说,他曾在 Twitter 开发过一个广告软件,帮助公司赚了几十亿美元。但他也是一名拿到执照的飞行员,在谈到开飞机时他一下兴奋起来:「那就像回到小时候一样。」

我们眼前的这种 Kitty Hawk 机型是消遣性的,但对于追求刺激者来说它可不仅仅是个玩乐,它的创造者视之为朝着某个重要的东西 —— 飞车,迈出的第一步。Roetter 说:「我们的长期愿景是让世界摆脱交通的束缚。」其想法是创造一种可以在天上翱翔摆脱地面拥堵的运输工具,进行短途的点对点跳跃 —— 并且完全没有碳排放。他说这种飞行器「可能不是 Flyer,就像莱特飞行器不是那种让天涯若比邻的飞行器一样。」

莱特兄弟 1903 年在北卡罗莱纳 Kitty Hawk 的沙丘起飞的飞机并没有进行商业销售。民航业开始运营是 11 年后的事了,然后再过了 25 年泛美航空才开通第一条跨大西洋航线。Roetter 说:「有时候你一开始做那些事是因为它们是首先要做的事。然后你会从中学习和成长。」

的确,Roetter 的团队中湾区做 Flyer 的同时,Kitty Hawk 还有一个部门在新西兰完善和测试公司的第二种飞行器,Cora。这种 12 轴的电动飞机可以自行起飞、飞行和降落,还有一个可容纳两人的泪滴状吊舱。

Kitty Hawk 远非有雄心重塑短途旅行的唯一一家企业。从波音、空客这样的巨兽,到德国的 Volocopter 以及中国的亿航,再加上一堆初创企业,做这个的公司 20 几家之多 —— 它们均借助技术进步的东风想要创造出更小的、电池驱动的飞车。锂电池已经变得便宜了很多,能量密度也高了很多。用单电源为多个小旋翼而不是一个大旋翼供电的分布式推力,促进了效率比直升机更高的设计的诞生。波音和空客已经说服监管者,轻型复合材料可经受住商飞的严苛考验。消费型无人机提供了像操纵摇杆一样操控复杂运输工具所需的软件。

在仓库里面漫步的时候,Roetter 手指向了一个已经破裂的浮筒,这是撞击测试的牺牲品,然后他又转了一下一个旋翼,解释说着 Flyer 上,有 5 个螺旋桨是顺时针转动的,还有 5 个是逆时针转动的。在屋子的一头,一个工人正拿着喷灯给一架 Flyer 涂上乙烯基涂料;在另一头,一台小型吊车随时准备将吊到一个地面池上,以验证它是否能在不被水淹的情况下在水面降落。其他的 Flyer 正等待吧电池装进浮筒里面,或者将飞控计算机装进飞行员座椅后方的空间。

Kitty Hawk 现在建造的 Flyer 基本上都是送到内华达的拉斯维加斯湖进行飞行测试,公司一边继续完善非常重要的软件。撞击测试是通过远程控制完成的,但如果里面坐有人的话,Roetter 不会允许其飞行高度高于 10 英尺或者速度超过 20 迈。

这还都是早期阶段。

21 世纪飞车业的腾飞始于 2016 年 10 月,当时 Uber 宣布自己正在开发一个叫做 Elevate 的空中的士。不过这家共享打车巨头并不打算自己设计或者开发运输工具。相反,它会找制造商承包,并帮助协调公私玩家搞定监管、开发基础设施,并且开发空中交通管理系统。一旦这些事情都搞定并且公司开始交付飞机之后,Uber 就会把各方拉到城市「按需航空」服务里面。包括波音子公司 Aurora Flight Sciences、直升机制造商 Bell 以及巴西的 EmbraerX 在内的 5 家制造商已经签订了飞机制造合同。Uber 自己可能会购买或者运营这些运输工具,或者跟拥有这些飞机的公司合作。这些飞机可能是无人驾驶的,也可能有飞行员控制。

Uber 希望最快明年就推出几架飞车在洛杉矶和沃思堡进行飞行演示,并且在 2023 年终这两座城市提供商业服务。其想法是将 Uber 的易用搬到天上。你点开一个 app 就可以接入一架停在停机坪的飞机。其甜蜜点是开车可能需要一两个钟头的路线 —— 比如从旧金山到圣何塞,如果换成飞的话大概只需要 15 分钟。摩根斯坦利预测这些短途电动飞机的市场到 2040 年将达到 1.5 万亿美元。空客希望明年生产一种「可量产」的演示模型。波音 CEO Dennis Muilenburg 称未来 5 年内飞车可能就会成为现实。不过尽管有所有这些技术进步,安全地在天空中实现这一梦想需要的可不仅仅是乐观的谈话要点。

为了见到 Kitty Hawk  CEO Sebastian Thrun,我开车大老远穿越拥堵的交通从伯克利去到山景城的那天,预计是要下雨的。Thrun 在会客室接见了我,他跟我打招呼,并注意到我的伞。他问我是不是下雨了。我告诉他没有,但是预报说可能会。他咧嘴笑道:「啊,你是个悲观主义者。」

身形瘦长,光头,穿着西装因为今天觉得自己喜欢的 Thrun 看起来就像是 21 世纪的尼摩船长。在科技巨头遭遇抵制的时候,他用不受困扰的热忱颠步前行,对 2011 年 Peter Thiel 嘲讽硅谷的「我们想要飞车,结果却得到 140 个字符(编者注:指 Twitter)」进行了有力还击。等到这位德国计算机科学家 36 岁时,他已经在斯坦福任职并且管理着自己的 AI 实验室。2000 年代中期,他开始在 Google 工作,帮助创建 Street View 并运营 Ground Truth,那是支撑 Google Maps 的基石。Thrun 推出了该公司的无人车项目,并设立了「登月工厂」Google X。所以尽管 Thrun 缺乏航空经验,他的老主顾,Google 的 Larry Page 还是把他挖来运营 Kitty Hawk 也就不足为奇。(该公司由斯坦福空气动力学家 Ilan Kroo 在 2010 年成立,此人开发了现在的 Cora 飞机的早期版本。Page 成为公司的主要出资人,2016 年让 Thrun 负责管理,并将公司命名为 Kitty Hawk。)

Thrun 相信自己的最新风险企业可以「让世界摆脱交通的束缚,」但他对现状并未评价过高。他说:「我们还在初期的起步阶段。」

Kitty Hawk、Uber 之流必须面对的首批问题是技术性的。就拿推力来说:电池技术正变得越来越廉价,跟汽油相比也越来越有竞争力,所提供的能量密度跟喷气燃料尚不可同日而语。每磅电池可得 0.1 到 0.15 马力小时。而液态燃料可达 7.3 马力小时,这是 50 倍的优势。电动机比内燃机更高效,但还不足以缩小这一差距。而建造反重力机器的工作意味着重量比任何其他因素(如材料价格)都更重要。安柏瑞德航空大学 Eagle Flight Research Center 主任 Richard Anderson 说:「对于汽车来说,优先考虑的是成本,然后是体积和重量。而对于飞机来说,这个次序是重量、重量、重量,然后才是体积和成本。」

要想让飞车无所不在,减少噪音是的必须 —— 但这一点恶化了问题。可以通过放缓旋翼来让飞车静音,然后改变角度来产生更大的升力,但这需要更大的扭矩和更多的动力。基本上,飞机的噪音越小,需要的能量就越多。

物理和化学方面的问题还可以克服,电池电源正变得越来越好。更大的障碍来自管制(对飞车而言)。无人车开发者还可以提前充电,因为他们发现监管制度有个漏洞;美国大多数州都不明确禁止无人驾驶。但严厉的空中管制依旧。任何新飞机都必须由美国联邦航空管理局批准而且不能随便变更 —— 引进新的都市飞行形式就更不用说了。

首先是安全认证。大多数飞机都需要几年的测试 —— 目前 FAA 还没有给任何一架商用的电动飞机进行过认证,更不用说这种在垂直和水平间切换的旅行方式了。甚至 FAA 怎么给 Kitty Hawk 的 Cora 这样的东西分类,或者是否需要全新的认证都还不清楚。

接管人类飞行员所有工作的软件带来了一个不同的问题。历史上,FAA 只放行相同输入产生同样结果的确定性软件和程序。Embry-Riddle 的 Anderson 说,未来对这种代码进行认证,「你必须提供所有可能的输入,然后证明输入导致的任何输出对该运输工具都是无害的。」但对旋翼转速、飞机角度以及障碍是什么做出决定的软件没法这样测试。这太复杂了。

在飞车可以飞之前,FAA 必须采用一种可以对安全进行数学证明的方法论。Anderson 说:「汽车业接受这种做法已有多年,但飞机的安全性令我们裹足不前。」FAA 的一位发言人说,FAA 承认自动电动飞机有巨大潜能,「但自主或自动飞机的作业规程还没有准备好,而且这类操作也还没测试过。」

但不管怎样,FAA 最近为放行新型航空所做的努力仍然令 Thrun 等人感到鼓舞。2017 年,该机构取缔了对小型飞机严格的法定规则,转而支持基于表现的规范。也就是它要求飞机是安全的而没有规定如何去确保安全。而且 FAA 已经在逐步放松对无人机的管制。但有人担心这种松绑会带来太多的风险。密歇根大学自主航空系统实验室主任 Ella Atkins 说:「尚不清楚 FAA 是否有人力或者专业知识,来独立确认那些替无人驾驶行业说 ‘请相信我们’ 的公司是否真的进行了尽职调查。」而最近导致 346 人死亡的两起波音 737 MAX 8 坠毁事件,已经让人质疑监管当局对新飞机,尤其是严重依赖复杂软件的新飞机认证是否已经过于宽松。

确保飞车不会坠毁导致乘客以及地面人员死亡还不是唯一的严重安全问题。更令人烦恼的可能是一旦天上都布满了这种东西,从而可能导致相互碰撞,或者撞上大楼、飞鸟、铁塔或者电力线时。飞车,不管它是由人还是软件驾驶的,其所需要的软件系统都要比目前引导商业飞机所用的系统要复杂得多。Alphabet 的无人机物流公司 Wing 已经开发了自己的空中交通管理系统,这种系统可以对空域分配精心设计的空中走廊,并且已经对该系统的部分开源,希望该行业的其他人能接受这种模式。但飞车不比智能手机,你没法让相互竞争的技术和协议共存,然后由市场决定胜出者。飞车需要一个共同的操作系统,因此要么竞争对手之间必须进行大量的协作,要么就得有一家由监管当局牢牢掌控的机构来干这件事。

解决所有这些(轻而易举!)之后,飞车服务的运营挑战就很明晰了:飞哪一条路线,如何安排维护又不会造成运力损失。如果有人生病了没能及时拿起呕吐袋会怎么样。这类事情航空公司已经驾轻就熟,但 Uber 和 Kitty Hawk 这样的新贵必须从零开始。

在 Kitty Hawk 山景城总部的入口处,一个自行车架上悬挂着一个标识,上面写着该公司的宗旨:「我们的紧迫性源自交通的新使命,即摆脱交通事故和高峰期的长时间延误。」做这一行的每个人都反复鼓吹「立体化」的好处,通过利用头顶的天空之旅来消灭瓶颈。的确,如果整个天空都可以利用的话,很难想象被堵死的情况。但我们之前也被愚弄过。

在 1937 年的纽约世博会上,通用汽车就曾有个展品叫 Futurama,目的是想歌颂驾驶的优点。在 17 分钟的旅行当中,参观者坐在蓝色马海毛扶手椅上欣赏一个大规模的立体模型,那是被水泥带切割的美国版图。这是一个愿景,设想的是一个多车道的州际公路全国网络,上面都是车但却不会拥堵。不到 20 年之后,艾森豪威尔总统签署《联邦资助高速公路法案》,为(现代美国的司机每年平均被堵 100 小时的)41000 英里的州际公路网络铺平了道路。

不过 Sebastian Thrun 并不担心他公司的愿景或者实现这个愿景的困难。对于一个教过汽车自主驾驶并帮助 Google 绘制世界地图的人来说,腾空而起不仅是个令人兴奋的答案,而且也是显而易见的答案 —— 进程看起来就是这样的。他说:「第一批汽车就像三轮脚踏车。下雨的时候,你会被淋湿。」在他取笑了我的雨伞后,我们走到了外面。外面的天空晴朗。我们头上没有一滴雨。

本文来自 36 氪,编译为 Boxi,爱范儿经授权发布。

登录,参与讨论前请先登录

评论在审核通过后将对所有人可见

正在加载中