15 分鐘就能學會駕駛的飛行汽車,能夠顛覆短途旅行嗎?

汽車

2019-04-29 09:30

編者按:交通已經是現代人的一大痛點。美國人每年平均被堵在路上的時間是 100 小時。所以焦躁的被堵司機想到的自然是「要是我能飛就好了?!宫F在,包括 Kitty Hawk 在內,已經有 20 多家公司在研發飛車了?!哆B線》雜志對 Google 無人車項目前負責人 Sebastian Thrun 任 CEO 的這家初創企業進行了采訪,為我們揭秘其讓世界擺脫交通束縛的夢想。原文標題是:Kitty Hawk, Flying Cars, and the Challenges of『Going 3D』

要想一窺交通的未來,你可以先到加州山景城一個工業區,參觀一下那里的一棟倉庫建筑。在窗口用紙糊的門上,一個安全標牌上列滿了各種健康和火災隱患。附近的一棵樹上掛了一套紅黑色的緊身潛水衣。Alex Roetter 從另一棟建筑漫步過來,刷了一下他的證章,然后領我進去。Roetter 是飛行初創企業 Kitty Hawk 的一個部門主任,他走到了一間有水泥地板的大房子。在那里,呈 U 字型排列的是約 13 架左右的 Flyers,這是一種奇怪的飛行器,目睹過它的還沒幾個人,開過的就更少了。

Roetter 說:「這屬于那種任何人 15 分鐘之內就能學會飛的交通工具。難的工作計算機都做了,人只需要做自己真正擅長的事情??纯赐饷?,決定去哪里,搖桿指向想去的地方,然后降落即可?!?/p>

Flyer 是一種亮白色的空中三體船。飛行員乘坐的中間吊倉有點像 F1 賽車的座艙。兩側是一對駁船,以便可以水陸兩用,側面伸出了兩根梁連接吊艙。這種飛車是單座的,配置了 10 個螺旋槳,長 13 英尺,寬 7.5 英尺,高 5 英尺。得益于碳纖維結構,這種飛行器的重量只有 250 磅。它是電動的,所以出奇的安靜。起飛降落和飛行都跟直升飛機很像。

實際上,這是第二代的 Flyer 了;第一代看起來像會飛的漫畫書里面的惡棍,有一個需要跨坐的座位,2017 年 6 月 Kitty Hawk 曾經在灣區進行過展示。第二代為了強化保護變成了吊艙,但它的重要性跟轉成機載計算機相比就顯得黯然失色了。第一代要想學會飛行需要幾天的時間:5 個小時的模擬器飛行,一天的訓練,然后是與地面相連的一系列飛行。而新一代的飛行器讓毫無飛行經驗的人學習 15 分鐘之后即可起飛,這一切完全得益于智能化的軟件。

在直升飛機內,飛行員要同時操作 4 個控制器,還要監控它們相互之間會如何影響。在 Flyer 內,飛行員左手操作一個拇指旋輪來控制升降。右手則操作一個控制桿讓飛行器前后左右飛或者轉圈。放開控制 Flyer 就會保持水平和靜止,就像拋錨的船一樣。就這樣。數字化的 0 和 1 將人類飛行員的基本命令轉化成飛行知識。計算機設定轉子的傾度與速度,同時利用 GPS、慣性測量裝置、激光雷達掃描以及雷達來確定自身在空中的位置。這就像操控四軸無人機一樣,唯一的不同是你是坐在里面控制的。

Roetter 在水上用低速飛了 Flyer5、6 次。他更像是工程師而不是銷售 —— 說得具體一點,是軟件工程師。幫助他贏得這份工作的簡歷上列的重點說,他曾在 Twitter 開發過一個廣告軟件,幫助公司賺了幾十億美元。但他也是一名拿到執照的飛行員,在談到開飛機時他一下興奮起來:「那就像回到小時候一樣?!?/p>

我們眼前的這種 Kitty Hawk 機型是消遣性的,但對于追求刺激者來說它可不僅僅是個玩樂,它的創造者視之為朝著某個重要的東西 —— 飛車,邁出的第一步。Roetter 說:「我們的長期愿景是讓世界擺脫交通的束縛?!蛊湎敕ㄊ莿撛煲环N可以在天上翱翔擺脫地面擁堵的運輸工具,進行短途的點對點跳躍 —— 并且完全沒有碳排放。他說這種飛行器「可能不是 Flyer,就像萊特飛行器不是那種讓天涯若比鄰的飛行器一樣?!?/p>

萊特兄弟 1903 年在北卡羅萊納 Kitty Hawk 的沙丘起飛的飛機并沒有進行商業銷售。民航業開始運營是 11 年后的事了,然后再過了 25 年泛美航空才開通第一條跨大西洋航線。Roetter 說:「有時候你一開始做那些事是因為它們是首先要做的事。然后你會從中學習和成長?!?/p>

的確,Roetter 的團隊中灣區做 Flyer 的同時,Kitty Hawk 還有一個部門在新西蘭完善和測試公司的第二種飛行器,Cora。這種 12 軸的電動飛機可以自行起飛、飛行和降落,還有一個可容納兩人的淚滴狀吊艙。

Kitty Hawk 遠非有雄心重塑短途旅行的唯一一家企業。從波音、空客這樣的巨獸,到德國的 Volocopter 以及中國的億航,再加上一堆初創企業,做這個的公司 20 幾家之多 —— 它們均借助技術進步的東風想要創造出更小的、電池驅動的飛車。鋰電池已經變得便宜了很多,能量密度也高了很多。用單電源為多個小旋翼而不是一個大旋翼供電的分布式推力,促進了效率比直升機更高的設計的誕生。波音和空客已經說服監管者,輕型復合材料可經受住商飛的嚴苛考驗。消費型無人機提供了像操縱搖桿一樣操控復雜運輸工具所需的軟件。

在倉庫里面漫步的時候,Roetter 手指向了一個已經破裂的浮筒,這是撞擊測試的犧牲品,然后他又轉了一下一個旋翼,解釋說著 Flyer 上,有 5 個螺旋槳是順時針轉動的,還有 5 個是逆時針轉動的。在屋子的一頭,一個工人正拿著噴燈給一架 Flyer 涂上乙烯基涂料;在另一頭,一臺小型吊車隨時準備將吊到一個地面池上,以驗證它是否能在不被水淹的情況下在水面降落。其他的 Flyer 正等待吧電池裝進浮筒里面,或者將飛控計算機裝進飛行員座椅后方的空間。

Kitty Hawk 現在建造的 Flyer 基本上都是送到內華達的拉斯維加斯湖進行飛行測試,公司一邊繼續完善非常重要的軟件。撞擊測試是通過遠程控制完成的,但如果里面坐有人的話,Roetter 不會允許其飛行高度高于 10 英尺或者速度超過 20 邁。

這還都是早期階段。

21 世紀飛車業的騰飛始于 2016 年 10 月,當時 Uber 宣布自己正在開發一個叫做 Elevate 的空中的士。不過這家共享打車巨頭并不打算自己設計或者開發運輸工具。相反,它會找制造商承包,并幫助協調公私玩家搞定監管、開發基礎設施,并且開發空中交通管理系統。一旦這些事情都搞定并且公司開始交付飛機之后,Uber 就會把各方拉到城市「按需航空」服務里面。包括波音子公司 Aurora Flight Sciences、直升機制造商 Bell 以及巴西的 EmbraerX 在內的 5 家制造商已經簽訂了飛機制造合同。Uber 自己可能會購買或者運營這些運輸工具,或者跟擁有這些飛機的公司合作。這些飛機可能是無人駕駛的,也可能有飛行員控制。

Uber 希望最快明年就推出幾架飛車在洛杉磯和沃思堡進行飛行演示,并且在 2023 年終這兩座城市提供商業服務。其想法是將 Uber 的易用搬到天上。你點開一個 app 就可以接入一架停在停機坪的飛機。其甜蜜點是開車可能需要一兩個鐘頭的路線 —— 比如從舊金山到圣何塞,如果換成飛的話大概只需要 15 分鐘。摩根斯坦利預測這些短途電動飛機的市場到 2040 年將達到 1.5 萬億美元??湛拖M髂晟a一種「可量產」的演示模型。波音 CEO Dennis Muilenburg 稱未來 5 年內飛車可能就會成為現實。不過盡管有所有這些技術進步,安全地在天空中實現這一夢想需要的可不僅僅是樂觀的談話要點。

為了見到 Kitty Hawk? CEO Sebastian Thrun,我開車大老遠穿越擁堵的交通從伯克利去到山景城的那天,預計是要下雨的。Thrun 在會客室接見了我,他跟我打招呼,并注意到我的傘。他問我是不是下雨了。我告訴他沒有,但是預報說可能會。他咧嘴笑道:「啊,你是個悲觀主義者?!?/p>

身形瘦長,光頭,穿著西裝因為今天覺得自己喜歡的 Thrun 看起來就像是 21 世紀的尼摩船長。在科技巨頭遭遇抵制的時候,他用不受困擾的熱忱顛步前行,對 2011 年 Peter Thiel 嘲諷硅谷的「我們想要飛車,結果卻得到 140 個字符(編者注:指 Twitter)」進行了有力還擊。等到這位德國計算機科學家 36 歲時,他已經在斯坦福任職并且管理著自己的 AI 實驗室。2000 年代中期,他開始在 Google 工作,幫助創建 Street View 并運營 Ground Truth,那是支撐 Google Maps 的基石。Thrun 推出了該公司的無人車項目,并設立了「登月工廠」Google X。所以盡管 Thrun 缺乏航空經驗,他的老主顧,Google 的 Larry Page 還是把他挖來運營 Kitty Hawk 也就不足為奇。(該公司由斯坦??諝鈩恿W家 Ilan Kroo 在 2010 年成立,此人開發了現在的 Cora 飛機的早期版本。Page 成為公司的主要出資人,2016 年讓 Thrun 負責管理,并將公司命名為 Kitty Hawk。)

Thrun 相信自己的最新風險企業可以「讓世界擺脫交通的束縛,」但他對現狀并未評價過高。他說:「我們還在初期的起步階段?!?/p>

Kitty Hawk、Uber 之流必須面對的首批問題是技術性的。就拿推力來說:電池技術正變得越來越廉價,跟汽油相比也越來越有競爭力,所提供的能量密度跟噴氣燃料尚不可同日而語。每磅電池可得 0.1 到 0.15 馬力小時。而液態燃料可達 7.3 馬力小時,這是 50 倍的優勢。電動機比內燃機更高效,但還不足以縮小這一差距。而建造反重力機器的工作意味著重量比任何其他因素(如材料價格)都更重要。安柏瑞德航空大學 Eagle Flight Research Center 主任 Richard Anderson 說:「對于汽車來說,優先考慮的是成本,然后是體積和重量。而對于飛機來說,這個次序是重量、重量、重量,然后才是體積和成本?!?/p>

要想讓飛車無所不在,減少噪音是的必須 —— 但這一點惡化了問題??梢酝ㄟ^放緩旋翼來讓飛車靜音,然后改變角度來產生更大的升力,但這需要更大的扭矩和更多的動力?;旧?,飛機的噪音越小,需要的能量就越多。

物理和化學方面的問題還可以克服,電池電源正變得越來越好。更大的障礙來自管制(對飛車而言)。無人車開發者還可以提前充電,因為他們發現監管制度有個漏洞;美國大多數州都不明確禁止無人駕駛。但嚴厲的空中管制依舊。任何新飛機都必須由美國聯邦航空管理局批準而且不能隨便變更 —— 引進新的都市飛行形式就更不用說了。

首先是安全認證。大多數飛機都需要幾年的測試 —— 目前 FAA 還沒有給任何一架商用的電動飛機進行過認證,更不用說這種在垂直和水平間切換的旅行方式了。甚至 FAA 怎么給 Kitty Hawk 的 Cora 這樣的東西分類,或者是否需要全新的認證都還不清楚。

接管人類飛行員所有工作的軟件帶來了一個不同的問題。歷史上,FAA 只放行相同輸入產生同樣結果的確定性軟件和程序。Embry-Riddle 的 Anderson 說,未來對這種代碼進行認證,「你必須提供所有可能的輸入,然后證明輸入導致的任何輸出對該運輸工具都是無害的?!沟珜π磙D速、飛機角度以及障礙是什么做出決定的軟件沒法這樣測試。這太復雜了。

在飛車可以飛之前,FAA 必須采用一種可以對安全進行數學證明的方法論。Anderson 說:「汽車業接受這種做法已有多年,但飛機的安全性令我們裹足不前?!笷AA 的一位發言人說,FAA 承認自動電動飛機有巨大潛能,「但自主或自動飛機的作業規程還沒有準備好,而且這類操作也還沒測試過?!?/p>

但不管怎樣,FAA 最近為放行新型航空所做的努力仍然令 Thrun 等人感到鼓舞。2017 年,該機構取締了對小型飛機嚴格的法定規則,轉而支持基于表現的規范。也就是它要求飛機是安全的而沒有規定如何去確保安全。而且 FAA 已經在逐步放松對無人機的管制。但有人擔心這種松綁會帶來太多的風險。密歇根大學自主航空系統實驗室主任 Ella Atkins 說:「尚不清楚 FAA 是否有人力或者專業知識,來獨立確認那些替無人駕駛行業說 ‘請相信我們’ 的公司是否真的進行了盡職調查?!苟罱鼘е?346 人死亡的兩起波音 737 MAX 8 墜毀事件,已經讓人質疑監管當局對新飛機,尤其是嚴重依賴復雜軟件的新飛機認證是否已經過于寬松。

確保飛車不會墜毀導致乘客以及地面人員死亡還不是唯一的嚴重安全問題。更令人煩惱的可能是一旦天上都布滿了這種東西,從而可能導致相互碰撞,或者撞上大樓、飛鳥、鐵塔或者電力線時。飛車,不管它是由人還是軟件駕駛的,其所需要的軟件系統都要比目前引導商業飛機所用的系統要復雜得多。Alphabet 的無人機物流公司 Wing 已經開發了自己的空中交通管理系統,這種系統可以對空域分配精心設計的空中走廊,并且已經對該系統的部分開源,希望該行業的其他人能接受這種模式。但飛車不比智能手機,你沒法讓相互競爭的技術和協議共存,然后由市場決定勝出者。飛車需要一個共同的操作系統,因此要么競爭對手之間必須進行大量的協作,要么就得有一家由監管當局牢牢掌控的機構來干這件事。

解決所有這些(輕而易舉?。┲?,飛車服務的運營挑戰就很明晰了:飛哪一條路線,如何安排維護又不會造成運力損失。如果有人生病了沒能及時拿起嘔吐袋會怎么樣。這類事情航空公司已經駕輕就熟,但 Uber 和 Kitty Hawk 這樣的新貴必須從零開始。

在 Kitty Hawk 山景城總部的入口處,一個自行車架上懸掛著一個標識,上面寫著該公司的宗旨:「我們的緊迫性源自交通的新使命,即擺脫交通事故和高峰期的長時間延誤?!棺鲞@一行的每個人都反復鼓吹「立體化」的好處,通過利用頭頂的天空之旅來消滅瓶頸。的確,如果整個天空都可以利用的話,很難想象被堵死的情況。但我們之前也被愚弄過。

在 1937 年的紐約世博會上,通用汽車就曾有個展品叫 Futurama,目的是想歌頌駕駛的優點。在 17 分鐘的旅行當中,參觀者坐在藍色馬海毛扶手椅上欣賞一個大規模的立體模型,那是被水泥帶切割的美國版圖。這是一個愿景,設想的是一個多車道的州際公路全國網絡,上面都是車但卻不會擁堵。不到 20 年之后,艾森豪威爾總統簽署《聯邦資助高速公路法案》,為(現代美國的司機每年平均被堵 100 小時的)41000 英里的州際公路網絡鋪平了道路。

不過 Sebastian Thrun 并不擔心他公司的愿景或者實現這個愿景的困難。對于一個教過汽車自主駕駛并幫助 Google 繪制世界地圖的人來說,騰空而起不僅是個令人興奮的答案,而且也是顯而易見的答案 —— 進程看起來就是這樣的。他說:「第一批汽車就像三輪腳踏車。下雨的時候,你會被淋濕?!乖谒⌒α宋业挠陚愫?,我們走到了外面。外面的天空晴朗。我們頭上沒有一滴雨。

本文來自 36 氪,編譯為 Boxi,愛范兒經授權發布。

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