◎ 楊亦林 上海港引航站

1.引言

2022年正月十五元宵節(jié)，小鵬匯天飛行汽車首次登陸央視元宵晚會(huì)，現(xiàn)場(chǎng)演繹未來(lái)出行的全新探索。在四川自貢中華彩燈大世界分會(huì)場(chǎng)，央視主持人張韜與兩位演員一同乘坐旅航者X1飛行汽車，穿行在造型別致的巨型花燈群中，首次帶領(lǐng)全國(guó)觀眾空中賞花燈，感受傳遞千年的中華文化和現(xiàn)代科技的完美融合，讓觀眾感受到新時(shí)代中國(guó)智造的魅力。

繼旅航者X1后，旅航者X2是小鵬匯天自主研發(fā)制造的五代飛行汽車。X2是在15000多次飛行數(shù)據(jù)積累下，結(jié)合第四代產(chǎn)品旅航者X1的核心技術(shù)，迭代更新的一款可搭載兩人封閉式座艙的智能電動(dòng)飛行汽車，它同時(shí)具備手動(dòng)駕駛和自動(dòng)駕駛兩種駕駛模式，簡(jiǎn)化了飛行的操作方式，適合更多人群的搭乘。

2.何謂飛行汽車

飛行汽車本身具備一輛車的基本屬性，能夠在大多數(shù)的公共道路上自由駕駛，尺寸和現(xiàn)有車輛大小相當(dāng)，能夠方便地利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施。更重要的是，飛行汽車可以隨時(shí)切換行駛模式，在法規(guī)、環(huán)境允許的條件下起飛。飛行汽車能夠有效解決出行需求，免受地面交通的擁堵，可以讓乘客在最短時(shí)間內(nèi)到達(dá)目的地。據(jù)了解，2020北京車展期間，小鵬汽車曾發(fā)布旅航者T1飛行器，擁有5-25米的低空飛行高度及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。而旅航者X2最大起飛重量為560kg，空機(jī)重量?jī)H360kg，官方稱其續(xù)航時(shí)間為35分鐘，最大飛行速度可130km/h。

圖1 旅航者X1飛行汽車

圖2是小鵬的第3代產(chǎn)品，在造型上更加科學(xué)合理。因?yàn)樗穆菪龢辉谒闹芏窃陲w行器的頂上。所以它的外觀樣式更像是一個(gè)直升飛機(jī)。雖然它只能夠乘坐一個(gè)乘客，但是坐姿會(huì)更加直立，就像坐在一個(gè)板凳上一樣。同時(shí)，這臺(tái)飛行器采用的是半開(kāi)放式的布局，頭頂上和前方是有風(fēng)擋玻璃的，這就給了乘客更加舒適的飛行體驗(yàn)。同時(shí)這臺(tái)飛行器也是在車展上展出的飛行器。第3代產(chǎn)品的三個(gè)下支臂也非常粗壯，同時(shí)還帶有減震系統(tǒng)?？梢栽陲w行器降落的時(shí)候給予緩沖。所以第3代產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是最佳科學(xué)合理更加先進(jìn)的。這些飛行器無(wú)一例外都會(huì)采用輕量化的設(shè)計(jì)，甚至?xí)捎锰祭w維的結(jié)構(gòu)，因?yàn)橹挥谐浞值谋３州p量化，才能夠在有限的電池前提下飛得更遠(yuǎn)，飛得更快。智能電動(dòng)飛行汽車，在未來(lái)城市空中交通、旅游觀光、應(yīng)急救援、警用巡邏等低空出行領(lǐng)域，為人類城市立體交通提供產(chǎn)品和解決方案。

圖2 小鵬的第3代產(chǎn)品

3.引航作業(yè)的現(xiàn)狀

3.1 引航艇作業(yè)模式

目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)港口的引航站采用的是引航艇作業(yè)模式，就是使用高速艇接送引航員登離輪。

由于在國(guó)際或者國(guó)內(nèi)引航艇的設(shè)計(jì)沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而且各個(gè)港口的具體情況又不太一樣,特別是我們國(guó)內(nèi)的一些引航機(jī)構(gòu)之間缺乏交流、對(duì)國(guó)外引航艇的發(fā)展趨勢(shì)不太了解或者是受到國(guó)內(nèi)一些體制的限制,這樣就會(huì)導(dǎo)致國(guó)內(nèi)各個(gè)引航站使用的引航艇的船型五花八門。我們有些引航機(jī)構(gòu)甚至花費(fèi)大量資金直接從荷蘭、英國(guó)、挪威等這些北歐國(guó)家進(jìn)口引航艇。而近些年,湖南太陽(yáng)鳥(niǎo)、廣東寶達(dá)等一些制造游艇的公司生產(chǎn)出來(lái)的以玻璃鋼為材質(zhì)的引航艇受到很多引航機(jī)構(gòu)的歡迎。因?yàn)槔貌Ａт撟鳛榇w的主要材料,雖然有著生產(chǎn)成本較低、自重較輕、生產(chǎn)周期短、線型美等優(yōu)點(diǎn)，但是這樣的引航艇在投入使用后，還是存在明顯的缺點(diǎn),比如使用壽命短、船體經(jīng)不起較大的碰擦、受損的玻璃纖維之間容易產(chǎn)生滲漏而且滲漏點(diǎn)比較難發(fā)現(xiàn)等。

圖3 引航高速艇

我們有些引航機(jī)構(gòu)是用以前的聯(lián)檢船、交通艇以及退役的老拖船和海事巡邏艇經(jīng)過(guò)改裝后作為引航艇來(lái)使用,雖然后來(lái)逐漸也建造了一些新的引航艇,但主要框架也是建立在原有的基礎(chǔ)上,沒(méi)有做太多的改動(dòng),功能也基本相同。而有的港口甚至沒(méi)有專用的引航艇,而是采用拖船來(lái)作為接送引航員的工具。

3.2 引航艇作業(yè)模式下會(huì)遇到的問(wèn)題

1）使用引航艇時(shí)如遇到大風(fēng)浪天氣，特別是浪高大于1.5米時(shí)，高速艇的行駛速度將大幅降低，在這樣的海況中，駕駛高速艇將變得極為困難，大大降低了作業(yè)效率。受海況的影響,被引船搖擺幅度加大,也會(huì)給引航員的安全登離輪帶來(lái)威脅。巨大的顛簸，也增加了引航員乘坐中受傷的可能。據(jù)了解，不少引航員由于長(zhǎng)期乘坐顛簸的引航艇，而導(dǎo)致腰肌勞損。

圖4 引航員攀爬引航梯

2）引航員乘坐引航艇登離輪，需要攀爬繩梯上下船。而每年全世界總會(huì)發(fā)生幾起因?yàn)閺睦K梯上墜落而造成引航員受傷的安全事故。在2018 年時(shí)，國(guó)際海事引航協(xié)會(huì)(IMPA)曾發(fā)布過(guò)一份關(guān)于引航梯的調(diào)查報(bào)告結(jié)果更是令人揪心：據(jù)調(diào)查顯示，在所有的受調(diào)查引航梯當(dāng)中，一個(gè)相當(dāng)令人擔(dān)憂的百分比的引航梯不滿足相關(guān)國(guó)際安全規(guī)定的最低要求。具體而言，根據(jù)IMPA調(diào)查顯示，在全世界范圍內(nèi)約16%的引航梯不滿足SOLAS對(duì)于引航梯的安全布置要求。尤其值得注意的是，在非洲以及南美某些地區(qū)表現(xiàn)更為糟糕，在受檢查的對(duì)象中有高達(dá)21%引航梯不滿足相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)。

3）引航艇駕駛員在夜間作業(yè)時(shí)，無(wú)法清楚的觀測(cè)海面情況。在特定的季節(jié)，一旦遭遇到大量的海草，而這些海草有極大可能會(huì)纏繞引航艇的螺旋槳，或者堵住水噴式引航艇的進(jìn)水口，致使引航艇失去動(dòng)力，繼而對(duì)登離輪作業(yè)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

4.引航作業(yè)模式的未來(lái)展望

4.1 使用飛行汽車替代引航艇作業(yè)的優(yōu)勢(shì)

1）使用飛行汽車協(xié)助引航員登離輪，可以徹底告別過(guò)去乘坐引航艇可能遇到的惡劣海況對(duì)引航作業(yè)產(chǎn)生的影響。如用快艇作業(yè)，當(dāng)風(fēng)浪等級(jí)超過(guò)了快艇承受能力，引航作業(yè)將會(huì)暫停。而飛行汽車是在海面上空飛行，再大的風(fēng)浪也無(wú)法對(duì)飛行汽車造成影響。

2）引航員乘坐飛行汽車登離輪時(shí)，不再需要攀爬引航梯，而是可以在船上的某個(gè)空曠區(qū)域直接起降。由于飛行汽車體積較小，對(duì)降落的空間范圍要求不大，它可以搭載引航員在船上任意空曠處降落；如條件允許，飛行汽車甚至可以在駕駛臺(tái)兩邊舷外降落，這樣引航員就可以在最短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入駕駛臺(tái)工作。

3）目前的飛行汽車時(shí)速大約130公里，也就是70節(jié)左右的海上速度。假如要為一條相距2海里的船送引水，乘坐引航快艇的話，在良好海況下，需要10-15分鐘。如遇較大風(fēng)浪，引航快艇無(wú)法開(kāi)出全速，作業(yè)一條船有時(shí)甚至需要半個(gè)多小時(shí)。而乘坐飛行汽車，從起飛到把引航員送上船，可能只需要3-5分鐘，極大的提升了作業(yè)效率。

4.2 需要注意的一些問(wèn)題

1）規(guī)則問(wèn)題。其中涉及城市空域管理，包括航線的制定、行駛的規(guī)則、事故責(zé)任的劃分、空中執(zhí)法手段等。目前為止，全球還沒(méi)有任何針對(duì)飛行汽車認(rèn)證和空中交通管理的清晰、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)章體系。

圖5 雙人飛行汽車

2）市場(chǎng)問(wèn)題。飛行汽車對(duì)城市人類生活到底會(huì)產(chǎn)生多大影響，公眾能否接受都尚未可知。此外，空中交通的基礎(chǔ)設(shè)施、運(yùn)營(yíng)模式、經(jīng)濟(jì)成本，以及用戶體驗(yàn)等也都未見(jiàn)雛形。

3）技術(shù)問(wèn)題。飛行汽車性能主要涉及車體結(jié)構(gòu)、飛控駕駛和動(dòng)力推進(jìn)三大技術(shù)領(lǐng)域。由于動(dòng)力推進(jìn)技術(shù)有其自身特有的專業(yè)技術(shù)門檻和難度，而動(dòng)力推進(jìn)的瓶頸會(huì)導(dǎo)致飛行汽車的有效載荷低、航程短，是當(dāng)前飛行汽車性能研發(fā)面臨的最主要問(wèn)題和挑戰(zhàn)。在此之上，還有對(duì)飛行車體結(jié)構(gòu)和飛控駕駛兩大領(lǐng)域的研究是否跟得上。目前，飛行汽車的研發(fā)方向大多都是采用新能源動(dòng)力。但如何研發(fā)出高容量、輕量化電池本身就是一道難關(guān)，而續(xù)航時(shí)間和續(xù)航里程的延長(zhǎng)又將決定其能否普及。我們現(xiàn)在在電動(dòng)車上遇到的問(wèn)題，也將在飛行汽車上遇到。

5.結(jié)束語(yǔ)

飛行汽車的發(fā)展目前還處于從研究探索走向商業(yè)化應(yīng)用的早期階段。雖然以飛行汽車為載體來(lái)實(shí)現(xiàn)引航員登離輪方式，將顛覆傳統(tǒng)的引航作業(yè)方式，但要實(shí)現(xiàn)這一美好愿景，還面臨著許多瓶頸和障礙。希望隨著時(shí)代不斷發(fā)展，科技不斷進(jìn)步，飛行汽車的各項(xiàng)技術(shù)不斷完善，在未來(lái)的某一天，可以實(shí)現(xiàn)這一改變。