在很多人的概念里，飞行汽车或许还如科幻小说一般遥不可及，但层出不穷的各种技术，正让它们越来越接近现实。
（图源：Deloitte）
去年11月收购美国Terrafugia飞行汽车公司的吉利，昨天刚刚宣布预计于今年10月开始第一代产品Transition的预订工作，将于明年发布，前期主要针对美国市场。
今年5月份，丰田向科技公司Cartivator投资4250万日元（约合38.5万美元）作为飞行汽车的研发费用。根据Cartivator的研发计划，他们今年年底就能开发出第一款由人工操作的测试飞行汽车，到了2020年日本东京奥运会的时候，他们将会把能够生产的飞行汽车拿出来展示。
荷兰飞行汽车制造商PAL-V在今年2月份就启动了首款量产飞行汽车——PAL-V Liberty的预售，而其在日内瓦车展上亮相了实体。
亿航无人机已经测试了其自动驾驶的无人驾驶飞机184，并且已在2016年的消费电子展上展出。这款四轴飞行器已经在迪拜进行了测试，预计最早将在2018年开始运行。但它仍然需要获得航空许可证。
出行方式颠覆下的飞行汽车
一个世纪以前，航空先驱Glenn Curtiss首次推出了Autoplane，这是一款带有可拆卸机翼的三座式汽车兼飞机。从那时起，汽车和航空爱好者一直梦想着打造出“飞行汽车”。这种低空飞行的工具，意味着城市中居住的人们可以选择另一种出行方式，在更多的时间内实现长距离的跨越，以往在拥堵的地面需要几小时的旅行，打赏一辆飞行汽车可能仅需几分钟，这样一种提高生产力和生活质量的出行方式，让人充满憧憬。
过去几十年，一个个失败的项目把我们送到了接近飞行汽车现实的门槛上。
当今全球的人员货物流动方式已经发生了巨大的变化——从共享单车、网约车、自动驾驶，变化速度之快让人惊喜。而飞行汽车这种“车辆”与“飞机”两栖合二为一的工具，将为我们创建一个更加快速，更便宜，更清洁，更安全的综合运输系统。
如今，许多行业的参与者都已开始陆续布局，飞行汽车的进步，可能会给已经错综复杂的交通出行局面带来全新的影响。虽然目前这一契机还处于初级的阶段，但市场的细分正在一步步酝酿。一些早期进入者正在试验，制定法规、研发和突破更多技术。
载客无人机和飞行汽车即将商业化
乘客无人机和传统飞行汽车的技术和产品开发似乎正在迅速发展。自20世纪80年代以来，这些车辆概念一直在开发中，并且已经存在各种原型，其中大多数能够进行垂直起飞和着陆（VTOL）。 VTOL飞行器是一种垂直起飞，悬停和着陆的飞机，不需要专门跑道。
如今，许多公司专注于采用VTOL功能的电动或混合动力设计。这些飞行器——通常被称为飞行汽车或载客无人机，旨在容纳大约2-5名乘客或相当的货物重量，往往具有高效节能、减排或零排放、比传统直升机更安静的特点。
在这些拟议的城市交通工具的广泛群体中存在若干类别，每个类别具有不同的特征和潜在用途：
载客无人机：一般是电动或混合动力电动四轴飞行器（尽管有些可能有四个以上的转子），可用于在既定和按需起点和目的地点之间转移人员或货物。这些车辆可以手动驾驶、遥控驾驶或完全自主驾驶。在试用时，飞行员需要许可证或证书。载客无人机一般覆盖中短距离（最远65英里）的飞行。
传统飞行汽车：驾驶传统的飞行汽车，乘客可以将其车辆驾驶到机场，接驳飞行旋翼后变为飞行模式，然后飞往目的地机场，再变回车辆。它主要用于载人，适合长距离（50至200英里）飞行。目前，它需要由持有执照的飞行员操作，但随着时间的推移，它可以完全自动化，实现无人驾驶。在不久的将来，飞行汽车很可能具备VTOL的能力。
革命性的飞行汽车：预计将是乘用无人机和传统飞行汽车的组合，可以实现完全自动驾驶，可以在任何地方启动或停止，速度和航程（距离超过200英里）超越乘客无人机和传统飞行汽车。
图1列出并比较了一些主要的飞行汽车和乘客无人机制造商及其拟议的车辆：
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随着小型无人机或无人机的日益普及，以及日益支持其商业用途的法规，乘用无人机和飞行汽车似乎正在接近现实，航空航天和飞机设计技术正在迅速发展。许多乘客无人机和飞行汽车制造商已经通过概念化/设计阶段，其中大部分目前处于原型设计和测试阶段，大多数制造商预计，到2020年就可以实现交付（图2）。
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在技术方面，该行业正处于发展的高级阶段，如果安全和监管障碍得到解决，载客无人机预计将在2018-2020年之间获得成功，传统的飞行汽车将在2020年至2020年期间获得成功，而革命性的汽车则可能需要到2025年。
这些新型城市交通工具有许多潜在的应用（表1）。对于其中许多人而言，空中旅行可能只是多式联运的“一条腿”，通过一个单一的、集成移动即服务（mobility-as-a-service）界面进行访问则是另一个重要的方面。例如，乘客可以乘车从她在郊区的家中，开往附近的“直升机”机场，然后飞往城市边缘的另一个停机坪，最后乘坐地铁前往目的地。
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实际搭乘存在的挑战
尽管这些飞机具有技术进步和许多潜在应用，但在法规、认证、基础设施和空中交通管理方面仍需考虑各种挑战（图3）。虽然可能令人生畏，但这些挑战都无法克服，航空航天及相关行业也面临着类似的复杂挑战——其中最重要的是商用飞机的开发和部署。关键在于监管机构与私营部门利益相关者在扩展的移动生态系统中的密切合作。
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条例监管
从监管的角度来看，联邦航空管理局（FAA）、全球各地的航空监管机构以及其他与运输相关的监管机构，都必须权衡这些驾驶和自主乘客无人机的要求：是否需要驾驶员执照？他们可以占据什么范围和高度的空域？能否符合适航要求？美国FAA已经开始与一些制造商讨论认证方案，并取得了一些进展，并认为最初这些飞行器应配备驾驶人员，然后自动协助，在后期成熟应用阶段再转换为全自动的飞行汽车。
与驾驶员相关的符合法规的无人驾驶飞机可能相对容易审查，但完全自主的垂直起降运行可能更具挑战性——考虑到自动驾驶车辆的指数增长，如何分配空域使用（较低海拔到更高海拔）是一大问题。除美国联邦航空局外，美国运输部和其他机构可能不得不考虑自动驾驶汽车；目前，监管机构需要关注发布非约束性指导方针，同时避免约束性监管，因为技术仍在不断变化。
目前，国家和地方监管机构正在解决与小型无人机相关的法规。例如，在美国，美国联邦航空局正在考虑将无人驾驶飞机的商业运营扩展到超出视线范围的受控空域。这些进展可能会成为与无人机和飞行汽车相关的法规的起点，并最终成为革命性的汽车。
技术成熟度
在技术方面，VTOL制造商有各种各样的考虑因素。首先，在GPS不可用的环境中，这些车辆需要搭载车载传感器，例如雷达、光学器件和地理定位传感器。虽然这些技术存在并且正在自动驾驶汽车中使用，但是它们必须进行改进，以提供处理与自主飞行匹配的更长距离的感测和识别能力。
其次，这些车辆需要先进的技术，如人工智能和认知系统，以实现先进的检测和预防功能。随着操作从人为驾驶变为自动化，机器学习可能是必不可少的：车辆需要在数千个工作小时内从飞行员的行动中学习，以便随着时间的推移变得完全自主。
最后，能源管理至关重要：承载足以运输乘客或货物的能量负荷，保持安全边际，并为下一次飞行重新装载尤为关键。虽然电池技术正在迅速改进，但为了增加乘客和货物的容量并扩大载客无人机的范围，它将需要进一步改进，或者需要找到替代方案。
基础设施
基础设施限制包括适当的起飞和着陆区，停车场和电池充电站。广泛的垂直升降机场网络需要铺建新的基础设施，或利用现有的基础设施——例如直升机停机坪、大型公共建筑的屋顶和未使用的土地，需要进行修改。为了创建真正统一的交通管理系统，可能需要在预定义的飞行走廊上安装额外的基础设施，以帮助实现高速数据通信和地理定位。所有这些基础设施的变化，都需要商业利益相关者和当地城市规划部门的合作。
空中交通管理
必须有一个强大的空中交通管理系统，以保证载客无人机和飞行汽车的安全和有效运行，这将满足美国联邦航空局和欧洲航空安全局的要求。为实现这一目标，行业领导者和制造商可能需要就可靠的交通管理框架达成协议，该框架还需要与其他交通方式相结合，特别是在城市地区。在美国，这一方面已经取得了进展，比如Uber和美国宇航局最近签署了一项空间法协议，用于在低空飞行的自动驾驶车辆的交通管理。
安全问题
对于大规模采用乘客无人机和飞行汽车（特别是完全自主），这些车辆的操作员可能需要展示近乎无瑕疵的安全记录，包括机械完整性和安全操作。正如我们在自动驾驶汽车中看到的那样，任何事故都会引起人们的极大关注，并且可能会减缓采用的步伐。虽然实现机械完整性会更容易，但VTOL在郊区和城市地区的运营可能会带来特殊的挑战。
心理障碍
除了其他考虑因素外，人们还需要克服他们可能与驾驶无人飞机相关的任何心理障碍，因为这些车辆最终可能是完全自主的。根据瑞士全球金融服务公司瑞银（UBS）最近的一项调查，54％的受访者表示他们不太可能乘坐无人驾驶航班。
此外，对于被广泛接受的载客无人机和飞行汽车而言，它们可能必须无处不在并且像汽车一样多功能——人们应该能够将车辆飞到商店或带到海滩，它应该是能够安全地覆盖更长的距离。如果制造商和监管机构能确保这些车辆像飞机一样安全，并且车辆具有良好记录的安全记录，则可以克服大众的心理障碍。
对出行方式的又一颠覆
虽然乘客无人机和飞行汽车的广泛使用可能需要几十年的时间，但它们的到来可能会极大地重塑已经处于转型期的出行移动格局。正如我们在许多其他领域看到的颠覆性技术——从无人驾驶汽车到流媒体音乐，再到社交媒体——成为“快速追随者”可能会使公司处于劣势。
共享出行企业。这些车辆的新进入者有可能在高空交通中获得立足点，如果他们首先推出了经批准的设备解决方案。空中扩大并进入共乘市场也可能是另一个举措。Uber已宣布计划在2020年之前推出VTOL空中出租车网络，作为其飞行汽车项目Uber Elevate的一部分。
租车公司。这些公司可以利用其在客户关系管理、支付、车队运营和优化方面的能力，提供共享的VTOL车队，从根本上扩展其地面业务模式。
飞机租赁公司。拥有当今大型客机重要部分的这一领域的公司可以在融资和租赁小型客机和飞行汽车到共享车队运营商方面发挥类似作用，让支付可以基于统一费率或使用情况。
拥有强大客户群和航空能力的喷气机运营商，可以考虑进一步进入按需服务市场，采用豪华的“飞机共享”模式，该模型已被证明在自行车和汽车中很受欢迎。这可能是市场发展初期的一个有效切入点，特别是当飞行汽车可能仍然相当昂贵且规模经济适度时。
城市中交通出行似乎每天都变得更加困难。在最拥挤的城市中，司机每年可能需要花费50到100个小时才能完成交通.22仅在美国，直接（燃料和时间）和间接（由于货运车辆延误导致的货物价格上涨）拥堵成本2016年总计近3,000亿美元。未来几十年，人口增长和城市化发展可能会加剧这些挑战。
在许多地方，即使预算允许，也没有更多的物理空间来建造新的地面交通基础设施。一个潜在的解决方案是——利用数据和分析的力量来更好地平衡运输供需，并提高效率。但另一个机会是利用城市和郊区以上的空域来移动更多的人和物品。
虽然仍处于初期阶段，但这种旅行方式对于那些可以设计、建造、运营、维护和提供乘客无人机，飞行汽车和相关服务的人来说是一个重要的商机。它还影响其他部门：
按需城市交通运营商应与监管机构合作，了解并推动关键监管问题的答案，如空域管理，完全自主采用路径，许可和认证以及空中交通管理。
当地社区和城市规划者应该了解城市地区可能需要的基础设施要求，以适应乘客无人机的运营，并开始将这些要求纳入城市规划过程。载客无人机和飞行汽车制造商应考虑改进其概念，与监管机构合作，并与船上技术需求进行沟通，并与按需城市交通运营商合作，为其飞机建立规模化市场。此外，制造商应该开始规划飞机的规模化生产和售后支持。
无人机技术提供商应考虑与无人机制造商合作，充分了解他们的需求，并将技术软件、传感器、材料、电机和能源管理集成到车辆中。
空中交通管理系统提供商应考虑与各自的国家空域管理监管机构（如美国联邦航空局）合作，参与早期试点计划、监管和标准制定以及硬件和软件适应的过程，以满足大批量、低海拔、全自动的统一空中交通管理系统。
十年前，无人驾驶汽车似乎不仅仅是一个未来主义者的愿景。如今，几乎每家汽车制造商和许多主要技术公司都在投入数十亿美元用于开发，其中许多人预测它们将在十年之后广泛投放。未来十年，这一领域又会走向何方？
