大躍進的技術 汽車離地飛行

大躍進的技術 汽車離地飛行

電動汽車在都市裡趴趴走已經不稀奇,據稱現在包括至少Toyota豐田、Tesla特斯拉兩家車廠都正在研發飛行汽車,也就是可以離地駕駛的汽車,等於重新定義了「汽車」這個概念。廠商還說飛行技術並不難,難是難在如何將一部飛行汽車製造得非常安全而且安靜。如果真的發展成功,將一步步型塑出快速、便捷的未來景象,令人振奮。

文/廖蓓瑩
圖片提供/Terrafugia

全世界各國一直都在尋找乾淨能源方案,相信大家都很能認同電動車廠Tesla創辦人Elon Musk 的心態:一種新的交通替代形式若能出現,這很酷!Musk 曾經創立網路支付平台PayPal、太空火箭製造廠Space X等開創性十足的公司,並一再用成果證明了自己發出的豪語:「沒有什麼事是不可能的。」

那麼,製造一輛離地飛行的汽車如何?這回換Toyota公司先出手了。2014年6月中旬財經媒體彭博社於舊金山舉辦「下一波趨勢高峰大會」(Bloomberg Next Big Thing Summit),Toyota技術管理部門主管Hiroyoshi Yoshiki 當場宣布,為了提昇路面交通的效率,Toyota正在研發懸浮在路面的汽車;並不是汽車在空中飛的效果,而是讓汽車脫離路面,減少摩擦的懸浮狀態。

Yoshiki拒絕公開更多關於懸浮汽車的發展,包括公司是何時開始研發、詳細的投資計畫等等。英國媒體《獨立報》(The Independent)立刻跑去採訪Toyota在電動車領域的強勁競爭對手Musk,Musk也高調回答:其實,飛行汽車在技術上並不難實現。他表示「飛行」這個功能並不是開發飛行汽車最困難之處,而是在於如何將一部飛行汽車製造得非常安全、並且安靜。所言甚是,我們總不希望開起車來真的如同飛機起降、航行時噪音震天。

飛機路上跑 汽車飛起來

說得好像我們明天就有飛行汽車可以開,不必再忍受塞車之苦,馬上可以享受到科幻電影裡汽車在天空軌道上飛行似的。在相關廠商提出進一步報告之前,世人還是得等待。基本上,飛機和汽車的動力來源不同:飛機不管是利用噴射引擎還是螺旋槳,靠的是空氣的推動;而對汽車而言,向前進的推力來自於輪胎受引擎推動、對地面的摩擦力而給予的。

香港理工大學機械工程學系教授梁煥方接受鳳凰視頻《完全時尚手冊》節目採訪時表示,不管是昆蟲、鳥、還是人造飛行器,「飛行」需要具備的三種要素就是:提升力、推進力、和控制力;這最早是在西元1800年由英國人喬治‧ 凱利發現、而1905年美國萊特兄弟以人造飛機去實現的。真正要讓汽車可以飛行,必須要具備這三個要素。

說起來容易,做起來困難。所以與其建造一輛飛行車,第一步不如做到飛機改造成車、或者說把車改造成為飛機。這個技術由美國Terrafugia 公司率先做到:他們研發了一輛名為「Transition(轉變)」的飛行車,以機翼和螺旋槳推進的方式,讓車身飛起來。2011年獲得美國聯邦航空局(FAA) 的核准,成為人類史上第一輛可以合法上路與飛行的「飛行車」!2013年8月再度試飛、2021年已經正式取得來自聯邦航空管理局(FAA)的升空許可。

時速160公里、續航里程660公里的Transition,的確可以達到擴大通勤族生活圈、縮短兩地距離的目的。而它搭載的其實是與車用引擎不相上下的飛機引擎,大小只有100匹馬力,以減輕重量;如果以散熱方式來說,飛機引擎是利用空氣散熱,不像汽車引擎是用水散熱,Transition 因為不必承載水的重量,可幫助飛行。

繼Transition之後, 又有多款飛天車被設計研發出來。最新一款為美國設計師Greg Brown和工程師Dave Fawcett的心血結晶:擁有流線型機身的GF7飛天車,預計能在離地3萬8千英呎的高空、以時速超過880公里的速度行駛;飛行過程中,渦輪發動機的旋轉還會產生一些額外的電能給電池充電,一旦它回到地面,即能以電力驅動、以時速150公里繼續行程,不會對環境造成污染。夢幻的GF7造價不斐,每部車上看3至5百萬美元(台幣9千萬元以上)。

能量與技術的新境界

不過這些都已不在Toyota與Tesla討論的範圍之內。我們知道,汽車行駛到一個高速以後,在氣流作用下,要是下壓力不夠就會產生漂浮感,影響駕駛安全。而Toyota和Tesla近期的研發重點,正是要製造出這種漂浮感,並同時產生推進力與控制性。究竟其中的技術關鍵突破點為何,汽車文化評論家蔡智賢分析過後,判定還是屬於難以破解的謎題。

至目前為止,交通工具的動力模式不脫幾個種類,而一般傳統的車輛,要將引擎的動力傳遞至車輪,驅動汽車前進,中間必須經過傳動軸與變速系統,才能將能量轉換為驅動力。蔡智賢判斷:「如果車輪的摩擦力不再是重點,能量轉換的機制變了,汽車的設計與外型也就不見得要維持現在的大車頭、底盤與大樑的樣貌,車身空間可能變得更小、更經濟。」

從能量轉換與技術進步的層面來看,這無異是回到120多年前的1880年代,當賓士(Karl Benz)與戴姆勒(Gottlieb Daimler)發明汽車、向世人定義何謂汽車的時代。也許屆時車子這個概念,不再是變速箱+ 輪子+ 方向盤……種種我們熟知車輛配件的組合,而會產生嶄新突破性的樣貌。

屢屢推出大膽政策的Tesla,繼宣布開放所有專利歡迎競爭者使用,希望藉此推動電動車普及之後,又一讓人拍案叫絕的新作為,就是推出沒有汽車廠商敢做的「8 年不限里程保固」承諾。敢這樣做,是因為他們相信電動機根本就比內燃機更為可靠,有著更少的機械零組件,也無油性殘留物或燃燒後的廢氣等等;Musk 在Tesla 自家部落格上發表:「我們的保固政策應該反映這一點。」

即便是如此引領風潮的廠商,蔡智賢表示,他們也都還保留住車體本身造型;因為相當於傳統車引擎地位的電動車電池,其配置其實不在車頭,而是在輪子中間,Tesla維持目前傳統車身造型,就是希望依附車主的習慣,讓大家更能接受電動車。

為資源短少的未來找到出路

雖然目前尚無法以物理學角度,解謎如何達到離地飛行懸浮汽車的技術,但蔡智賢進一步提出,也許這項技術的發明與收斂需要20年、30年,中長期看來,它的確為面臨能源消耗、資源短少的未來找到了一條新出路。當大都市越來越擁擠,人類的交通世界越來越繁忙,不僅僅是靠管理與自制,就可以達到調控平衡的時候,懸浮汽車的可能出現,以及帶動能源技術新思維,更顯珍貴。

動力系統電力化無疑地是目前車壇所預期的未來;而現在懸浮汽車的出現,更讓平面交通的二維思考,一躍成為3D的想像。目前一輛重達1~ 2公噸的小轎車,未來可能只剩下幾百公斤,車輛的行進,或許可依短程接駁抑或是長程移動的需求,選擇要在地面上走,還是地表上飛。汽車技術大躍進,或許很快地,就要徹底翻轉我們的世界。

 

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