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微警用
日本研發(fā)出全球最小的飛行車
2015-08-17 09:43:13 來源 : 日經(jīng)技術(shù)在線???????中國國際警用裝備網(wǎng)訊：在1984年洛杉磯奧運會的開幕式上，一位“火箭飛人”背著小型噴氣式推進飛行裝置從天而降，飛到了開幕式的會場。這種個人用噴氣式飛行器因安全性和成本的問題沒有得到普及，不過人在空中自由飛翔的情景震驚了全場，讓觀眾對技術(shù)的進步充滿夢想。
“在2020年東京奧運會上，我們將讓全世界看到這個夢想的實現(xiàn)”，某大型車企的工程師中村翼充滿熱情地說道。以中村為核心的汽車工程師團隊“CARTIVATOR”正在開發(fā)的，是個人可以利用的飛行汽車“SkyDrive”。目標是在東京奧運會舉辦之前實現(xiàn)產(chǎn)品化，在開幕式上進行載人飛行。
SkyDrive目前正在開發(fā)中，2015年6月，在面向風(fēng)險公司創(chuàng)業(yè)者的活動“Infinity Ventures Summit（IVS）”上，CARTIVATOR首次公開演示了實物五分之一大小的試制品的飛行場景，受到了會場的關(guān)注，在圍繞新業(yè)務(wù)開展的IVS競賽中還獲了獎。
類似最近的無人飛行器，但可載人。
而CARTIVATOR想把SkyDrive打造成一款單座、輕量、無需特殊操作和飛行執(zhí)照的汽車。設(shè)想價格約為500萬日元，目標是遠遠低于此前研發(fā)的2000萬～3000萬日元的飛行車。如果能實現(xiàn)實用化，“將成為全球首款在公路上行駛時從技術(shù)上講可以直接起飛的飛行車”。
SkyDrive配備三個用于地面行駛的輪胎，四角安裝了飛行用螺旋槳，分別利用各自配備的電動機驅(qū)動。就像是在長方形的無人飛行器上，安裝了車輪和載人座艙。電力源采用的是一塊鋰離子電池。SkyDrive計劃通過控制電機的轉(zhuǎn)數(shù)，實現(xiàn)在10～20m高處飛行。不但能像目前的無人機那樣垂直起飛，還可以像飛機那樣在地面滑行后平穩(wěn)起飛。
正在飛行的五分之一尺寸的試制品，目前使用遙控器控制。???? SkyDrive地面行駛和飛行的時速均設(shè)想控制在在100～150km/h。目標續(xù)航里程方面，地面行駛時為50km，僅飛行的話約為5km。目前正在討論采用駕駛員可以不利用方向盤，而是通過移動身體重心來控制機體的方式。例如，重心前傾時，降低前方兩個螺旋槳的轉(zhuǎn)速，讓機體向前傾斜著前進。
作為SkyDrive最初的用途，中村設(shè)想的是作為救護車等緊急車輛。優(yōu)點是“即使堵車，也能迅速飛到患者身邊”。另外，還可以在普通汽車不方便行駛的沙漠和海上作為移動工具使用。這樣的話，在道路和隧道等交通基礎(chǔ)設(shè)施不完善的地方也能移動，中村充滿期待地說，“以基礎(chǔ)設(shè)施為前提的城市交通狀態(tài)也許會發(fā)生改變”。
今年31歲的中村是大家公認的汽車發(fā)燒友。從慶應(yīng)義塾大學(xué)研究生院理工學(xué)研究科畢業(yè)后，中村以工程師的身份進入某大型車企。但他很快就發(fā)現(xiàn)，以年輕人為中心的“去汽車化”現(xiàn)象越來越嚴重。著手開發(fā)SkyDrive就是因為“想制造一款能吸引年輕人和孩子的、有夢想的交通工具”。
而三項現(xiàn)有技術(shù)給中村帶來了開發(fā)靈感。這三項技術(shù)分別是單座小型純電動汽車、無人機和可通過移動身體重心控制的站乘式電動二輪車“賽格威”。中村打算在利用電池驅(qū)動的輕量小型汽車上，安裝與無人機相同的螺旋槳，實現(xiàn)飛行功能。如果能像賽格威那樣通過移動身體重心直觀操作，將制造出史無前例的飛行車。
這個想法得到了中村所在汽車公司的年輕工程師、設(shè)計師乃至營業(yè)、采購和法律方面負責(zé)人的贊同。此外，大型汽車零部件廠商的工程師及軟件公司的數(shù)據(jù)管理專家等也非常支持，于是在2012年，CARTIVATOR正式成立?，F(xiàn)在，它在開發(fā)中還得到了德島大學(xué)和名古屋大學(xué)等的技術(shù)支持。
“雖然以前沒想過制造能載人的無人機，但在技術(shù)上是完全可行的。實現(xiàn)載人飛行時我想最先體驗一下”，為機體的設(shè)計和控制技術(shù)提供協(xié)助的德島大學(xué)工學(xué)部副教授三輪昌史說道。
采用碳纖維實現(xiàn)輕量化。
不過，SkyDrive要想走向?qū)嵱?，還有幾個困難要克服。中村表示，“飛行中會受到風(fēng)的影響等，有很多僅憑汽車開發(fā)的拓展技術(shù)難以解決的課題”。
無人機的體積越大越難控制。人坐上去容易重心不穩(wěn)，因此需要更加精密的機體控制技術(shù)。
比如，需要安裝多個檢測傾斜和動作的傳感器，隨時掌握機體在空中的姿態(tài)變化，檢測出當(dāng)前姿態(tài)與穩(wěn)定姿態(tài)之間的差別，以千分之一秒為單位調(diào)節(jié)各螺旋槳的轉(zhuǎn)速。
此外，必須采取提高安全性的措施。雖然機身體積小，但墜落的話也可能釀成嚴重事故。為了保證在飛行過程中撞到鳥等導(dǎo)致部分螺旋槳發(fā)生故障后也能夠繼續(xù)飛行，打算安裝備用螺旋槳，為了避免墜機時釀成嚴重事故，還考慮在機體下部配備氣囊。
不過，裝備越多重量就會越重，不但難以控制，續(xù)航里程也會縮短。中村稱，“SkyDrive的重量至少要降到普通汽車的十分之一左右”。因此，還計劃采用重量比鐵板輕的碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料制造車體。
資金方面也存在問題。載人飛機的開發(fā)需要上億的資金。目前，由于CARTIVATOR的定位是公司外部的志愿者團體，所以很難籌集到大量資金。因此，中村利用了互聯(lián)網(wǎng)眾籌獲得了一定的資金。但今后還要接受企業(yè)的支援或者通過基金等籌資，以確保足夠的開發(fā)經(jīng)費。
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