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主题:【原创】即将发生的交通革命和三条革命道路(上) -- 空中吴钩

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家园 【原创】即将发生的交通革命和三条革命道路(上)

这是我在我的微信订阅号 AWUGOU “空中吴钩”上的一个文章系列。

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比尔?盖茨和史蒂夫?乔布斯代表的是上一代创业英雄。他们改变了人类以纸和笔为基础的生活方式。上图是1985年的盖茨(戴眼镜者)与乔布斯。

新一代的创业英雄可以由下图代表:

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Oops,抱歉发错了,应该是由下图的“钢铁侠”马斯克(Elon Musk)代表:

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或者下图的“脸书”扎克伯格(Mark Zuckerberg,图中持飞机模型者)代表:

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或者下图的“亚马逊”贝佐斯(Jeff Bezos)代表:

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上图中“亚马逊”贝佐斯身后的火箭上印着他的新公司的名称:蓝之源(Blue Origin),和公司的标志——一片黑色羽毛。

“钢铁侠”马斯克和“亚马逊”贝佐斯超越大气层的火箭创业是革命的第二波,本文先谈谈马上就来的革命第一波:让每个人都能像鸟一样飞。

下图中那个让人坐在一个“蛋”上飞行的飞行器叫VC-1:

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这是德国的几个创业者在2011年10月,实现了人类首次载人电动多桨直升机的飞行。那个“蛋”是一个缓冲气囊,很可能是在沃玛特之类超级市场买的健身用充气球。如果试飞中出了意外,这个气囊能在直升机触地时给乘员提供一定的缓冲保护。

到了2016年,这个“空中飞蛋”已经进化成了可以载人飞行的VC-200“白女士”(White Lady),如下图所示:

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之所以叫白女士,大概是因为那个安装分布式电动螺桨的圆环像一位女士的裙摆吧。白女士的噪音远远小于常规直升机,一是因为电动机的噪音远远小于常规直升机的燃气动力发动机,二是因为大量小直径螺桨的桨尖速度远远小于常规直升机旋翼的桨尖速度,三是因为没有常规直升机复杂而且高速旋转的减速器。

除了噪音比常规直升机低得多,这种电动多桨直升机还拥有压倒性的经济优势。常规直升机需要高温燃烧、高速旋转的涡轮轴发动机带动拥有复杂的周期变距的传动和旋翼系统,不但造价高,维护费用也非常高。而电动多桨直升机则简单得多得多,既不需要涡轮发动机超高的转速,也不需要庞大的主减速器,还不需要高度复杂的变距系统,所以无论是造价还是维护费用也比传统直升机低得很多。下图是美国海军士兵在维护传统直升机MH-60“海黑鹰”复杂的旋翼桨叶变距机构,而电动多桨直升机则根本就没有这个系统:

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作为对比,下图是白女士的旋转部分特写,非常简单、轻巧:

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这种低噪音、小尺寸、而且比常规直升机费用低得多的新飞行器,可以实现很多常规直升机无法实现的用途,比如城市中的短程交通服务。

中国的无人机卖到了全世界,在电动多桨载人飞行上也同样走在前面。下图是亿航公司的亿航-184:

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与德国白女士采用大量小直径桨的设计不同,亿航-184走的是四组共八个大直径桨的路子。德国白女士大量小桨的优点是采用大量小电动机从而降低电动机的技术风险;缺点是控制如此数量众多而且分散布置的桨叶有较高的控制难度。而亿航-184的优点和缺点与德国白女士正好相反。

亿航-184比德国白女士的另一个优点是容易折叠从而便于储运,如下图所示:

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有消息说亿航已经获准在阿拉伯联合酋长国首都迪拜开辟空中出租车服务,就是用亿航-184,而且计划在2017年7月开始。祝亿航马到功成,让中东的酋长和人民了解一下中国的航空技术。下图是迪拜风光,这些人工小岛和高楼大厦的确是亿航-184理想的用武之地:

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不仅是像上面说的那些白手起家的创业者看到了交通革命的曙光,欧洲的空中客车公司也果断地撸起袖子怒怼德国白女士和亿航-184。

空中客车公司是传统空运界的巨无霸,下图中前面那个“小”飞机是波音公司的波音737,后面那个大飞机是空中客车公司的A380:

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现在,已经有210架A380翱翔在世界各地的天空,并且这个数量还在不断增加。每架A380通常以三个等级的客舱载客525人,航程大约15,700公里,最大起飞重量超过570吨。

空中客车认为未来的短程交通革命不仅仅局限在航空一个方面,而是由地面轮式交通与航空综合而成。下图是空中客车的Pop.Up方案:

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这个方案旨在综合各种手段迅速将人送到环境迥异的不同地点。从这个目标来看,Pop.Up可以翻译成“突现”。

Pop.Up由三大部分组成:轮式底盘、客舱、无人直升机。如下图所示:

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如果我的家在北京望京一个小区的楼群中,想去朝阳大悦城吃饭,我可以先坐在安装在轮式底盘上的Pop.Up客舱中,来到望京的SOHO广场。如下图所示:

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然后在望京SOHO广场,无人直升机把我的客舱带起来,脱离轮式底盘,向朝阳大悦城方向飞去,如下图所示:

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经过短暂的飞行后,无人直升机降落在朝阳大悦城前面的广场,我就可以去吃饭啦。而我的这个Pop.Up则要么载着刚刚从大悦城出来的乘客飞离,要么直接飞走去接别的地方的乘客。如下图所示:

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从上面这个例子可见,Pop.Up方案顺畅地衔接了人们短途出行的各个阶段,所以非常容易融入人们的生活,从而被广泛接受。

从技术上看,Pop.Up方案的无人直升机采用了涵道风扇的设计。这比亿航-184裸露的螺桨要安全得多,因为亿航-184的螺桨很容易打伤周围的人。涵道风扇的效率也更高一些,噪音也更小一些。这些是Pop.Up与亿航-184相比的优点。

与德国白女士相比,Pop.Up的无人直升机方案只有四个涵道,更容易控制。

总之,像空中客车这样的巨无霸一旦出手,白手起家的创业者们就显得稍微有些不太专业。不过,未来的交通会是什么样子,谁也下不了结论,无论是德国白夫人,还是亿航,还是其他的什么人或者公司,都有实现自己理想的希望。

上面说的基本都要涉及无人驾驶和类似出租车那样的服务,不但要保证安全迅捷的载人飞行,还要面对软件、硬件、系统集成等多方面的挑战。而一个叫小鹰(Kitty Hawk)的创业公司开发的小鹰飞行者(Kitty Hawk Flyer)却绕开了这些障碍。

下面的动图是小鹰飞行者:

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小鹰飞行者有一个井字形的骨架。骨架上共安装了八个电动螺桨。骨架的下方还有两个充气的气囊同时担负安全气囊、水上浮筒、起落架三个任务。骨架上方坐着驾驶员。骨架还撑起了一个安全网,防止旋转的螺桨打伤驾驶员。

这个有人驾驶的飞行器不是瞄准短途出行市场,而是瞄准体育、休闲、娱乐市场,所以干净利索地避开了Pop.Up、亿航-184必须面对的城市交通问题。虽然体育、休闲、娱乐市场的规模比短途出行市场小,但却因为技术要求低而更适合创业公司。

小鹰(Kitty Hawk)是一个地名。1903年12月17日,怀特兄弟在美国北卡罗来纳州的小鹰(Kitty Hawk)实现了首次载人飞行。让我们拭目以待,看看这个以小鹰命名的公司和他们的小鹰飞行者,能否受到人们的喜爱。

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上述几个例子都是利用电动多桨直升机实现交通革命的第一步,这就是第一条革命道路。

以上图片和动图均来自网络

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下图是我的微信订阅号 AWUGOU “空中吴钩”的图形码:

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空中吴钩:【原创】即将发生的交通革命和三条革命道路(中)

空中吴钩:【原创】即将发生的交通革命和三条革命道路(下)

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