Uber 做“飞行汽车”是认真的,这次还重点讨论了降噪问题

小兵手 · 2017-05-02
为什么Uber瞄准了飞机,不是直升机?

就目前来看,飞行汽车仍然是未来的技术,只存在于科幻小说、《杰森一家》电视剧中。不过Uber却对飞行汽车高度重视,最近,它向前迈出一大步,在会议上披露了自己的计划。

去年10月,打车分享巨头Uber发布了97页的白皮书,它准备组建一个城市飞行的士系统,与按需汽车服务连接起来,Uber在白皮书中指出了组建时面临的挑战。自此之后,Uber聘请NASA老兵Mark Moore担任Uber Elevate航空工程主管。Moore曾经是NASA电动推进系统、自动驾驶控制、个人飞行器的研发主管。

上周,Uber在达拉斯召开了为期3天的“Uber Elevate Summit”会议,会上公布了城市空中旅行计划。

Moore说:“我们希望能在未来几年里孕育出实验性飞行器,在城市相关环境中进行测试。”

在会上,Uber还会公布哪些企业将会提供电动的士飞机。请注意“飞机”这个词。有几家公司已经展示过电动直升机,也就是垂直起降飞机,它有点像大号版无人机,这些公司包括德国E-Volo、中国亿航。事实上亿航正是无人机制造商。不过Moore说Uber的方向不同。今年夏天,迪拜将会测试飞行的士,用亿航航空器测试。

Uber开发的电动垂直起降飞机可以瞬间将机翼收起来,螺旋桨向上,然后就可以像无人机一样垂直起飞了,当飞机向前飞行时,螺旋桨会再次转向前方。早在Moore离开NASA之前,他就在开发这种飞机。什么公司会为Uber制造飞机呢?Moore不愿意透露,不过空客公司是一个好参照,它开发了Vahana无人驾驶电动飞机,2月时曾宣布过此事,还说要在今年秋天试飞。

还会有哪些企业参与呢?参加会议的有斯洛维尼亚电动飞机制造商Pipistrel,德国电动喷气式飞机创业公司Lilium(它实际上使用的是一和种小型高速螺旋桨),还有大的航空公司也参加了会议,比如Embraer和Bell Helicopter。

为什么Uber瞄准了飞机,不是直升机、大尺寸四旋翼无人机,有一个主要的原因:噪音。Moore说:“在城市交通运输解决方案中,直升机没有得到太多的关注有一个原因,它们太吵了。噪音永不停止,十分烦人。”

Brien Seeley是Sustainable Aviation Foundation的创始人,他表示认同。周末时,Brien Seeley在2017 SA Symposium会议上接受了记者的采访。他说:“女士们,先生们,如果你们认为自己将会搭载噪音极大的直升机,它的转子向下吐出气流,飞入宁静的住宅区,降落在房子附近,那你简直就是疯了。”

Uber 做“飞行汽车”是认真的,这次还重点讨论了降噪问题

Moore表示,Uber飞机的声音音调更高,可以汇入嗡嗡的城市车流声,而不是穿越长长的距离,振动窗户。

从活塞发动机、涡轮发动机转向电动机可以减少噪音,但是最重要的地方还是飞机螺旋桨,必须将它的旋转速度降下来。Moore举了一个例子,飞机螺旋桨切过空气的速度降至直升机的一半,根据飞行的物理特别,飞机螺旋桨发出的噪音就会降低32倍。Moore说:“魔法正是这样形成的。”

你可能会好奇,想知道为什么,部分是因为直升机叶片实际上就是旋转的机翼。空气流过机翼的速度越快形成的升力也就越大。当叶片朝着前方旋转时,它的移动方向与直升机的飞行方向是一致的。气流的速度由两个因素决定:一是转子旋转的速度,二是直升机前进的速度。

简单来讲,它有点像人在自动扶梯上向上行走,自动扶梯也在向上移动。当同样的叶片朝着后方旋转时,它与直升飞机飞行的方向是相反的,此时如同人在往下走,而自动扶梯向上走,就飞机而言,空气速度变慢,生成的升力减少。我们只需要快速调整叶片、调整转子的旋转,就可以让直升飞机平稳起飞,但是快速的旋转会形成很大的噪音。

局外人认为Uber可能已经理解噪音方面的挑战。Apium开发群峰技术,它可以让无人机、飞行的士以密集队形飞行。Apium CEO Tyler MacCready认为:“噪音是一个大问题,我不认为有人已经很好解决了此问题。关于这个问题,Uber在Elevate报告中只是说:‘大家不要担心,它会非常安静的。’实际上错了。”

Brien Seeley认为,离小型机场着陆区40米远的地方,飞机或者直升飞机的噪音必须降到50分贝以下,相当于家中谈话的音量。如果达不到,噪音就会惊扰邻居,或者让机场足够大,可以缓冲音量。关于垂直起降,Seeley也有自己的看法:“很有吸引力,因为降落坪很小,不过噪音会决定降落坪的真正面积及周边面积。”他建议XPrize让参赛者设计一种飞行的士,40米时噪音达到50分贝等级,他认为这个挑战很难。

Uber谈到了迷你机场的概念,它叫作“vertiports”,使用快速电池充电技术,机场建在楼顶,从而将噪音影响降到最小。Seeley指出:“你是这样想的,但是从摩天大楼出来的人想前往郊区豪宅,那里的社区很宁静,他们不允许飞机降落在那里。”

Seeley还说,航天器的种类对噪音至关重要。飞机比直升机更好,他认同这一观点,但是飞机的种类很重要。机翼可以旋转的飞机在起飞时本质上就是一架无人机。长久以来,Moore就在提倡开发飞布式推进系统,也就是在飞机的机翼上安装大量的小型引擎和小型推进器。

Moore即将离开NASA时开发过一个项目,它就是X-57,这架飞机安装14个电动机和螺旋桨。机翼上有小型螺旋桨,与大螺旋桨相比它们的转速更快,效率更高,但是噪音也更大。也许X-57的噪音没有直升机大,但是仍然会很吵。

Seeley认为,要让飞机生产推力拉力有两个极端,一是安装极小的转子,多达30个,它们全都旋转,吹出气流,像女妖一样嚎叫;或者安装一个极大的螺旋桨,转速慢,像丹麦风车一样,移动的空气数量是一样的,但是更安静。

即使机器人的士最终变得相当安静,如果天上到处都是,人们的感受又会怎样呢?Moore说:“天空不会变黑,不会像星球大战一样。”即使城市有1000架飞行的士,当某人抬头向上看时,也只会看到几架。

其它人表示认同,他们认为飞行的士是值得的,它可以减少街道的车流。Tyler MacCready说:“空中还有很大的空间,要让天空变得拥挤,我们要等很长的时间。”

Moore认为,即使有了飞行的士,天空也会很干净,因为Uber使用的是飞机,不是直升飞机。为了控制噪音,电动直升机必须慢速飞行,大约每小时只有50英里。E-Volo的直升机最大时速100公里,相当于62英里。亿航载人飞机的巡航速度约为每小时60公里。Moore说Uber的士的飞行速度大约每小时150英里,他还说:“飞行的士很快就会前往想去的地方,它不会停在那里。”

文:小兵手  编辑:杨志芳

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