只有正确使用,飞行汽车才会环保

只有正确使用,飞行汽车才会环保

乘坐飞行出租车避开交通高峰期似乎只是科幻小说,但目前许多公司和初创公司都在研发原型车。10 月,测试电动自动驾驶飞行汽车的公司 Cora 与新西兰航空合作,向商业化迈进了一步。波音公司在 1 月测试了自己的自动驾驶空中出租车。甚至 Uber 也宣布计划在 2023 年推出飞行汽车服务。

这些原型机都是电动的,在飞行过程中不会排放任何导致地球变暖的温室气体,但开采和生产电力来给电池充电仍然是一项环境成本。但在不久的将来,飞行的空中出租车既能像直升机一样盘旋,又能像飞机一样滑翔,它们的能源效率可能比你想象的要高——前提是你拼车,而且只在长途旅行时使用它们。

这是密歇根大学的科学家最近得出的结论,他们比较了这些车辆与地面汽车的能源成本。

“我很惊讶,在我们探索的这些场景中,飞行汽车的竞争力如此之强,因为升空汽车的能量密度很高,”这项研究的作者、该大学可持续系统中心主任格雷戈里·基奥莱安 (Gregory Keoleian) 表示。飞行汽车依靠分布式电力推进,这基本上是沿着汽车机翼的一系列小型螺旋桨。有了这个系统,它们可以避开跑道,像无人机一样移动,垂直起飞和降落。

为了了解这些飞行器需要多少能量,科学家们使用了其他科学和行业报告中可用的数据。他们考虑的模型车辆有一名飞行员和四个乘客座位,飞行高度为 1,000 英尺,时速可达 150 英里。他们将这个例子与两辆汽车进行了比较:一辆是汽油驱动的,每加仑行驶 34.1 英里,另一辆是电动汽车,根据其能源使用情况,每加仑行驶 108.5 英里。科学家们比较了这三辆车在 3 到 155 英里距离内的效率。

根据周二发表在《自然通讯》杂志上的一项研究,对于 22 英里以内的短途旅行,汽油车和电动汽车的效率都超过了空中交通工具。短途旅行占美国人驾车出行的大部分——平均通勤距离为 11 英里。在短途旅行中,空中出租车大多会悬停,在此过程中消耗大量能源。

但长距离飞行时,空中出租车的效率有所提高。在 62 英里的不间断飞行中,与燃油汽车相比,空中出租车的温室气体排放量减少了 35%。但与行驶相同距离的电动汽车相比,空中出租车的排放量高出 28%。不过,此场景忽略了乘客。如果空中出租车载有 4 人,并将其与其他平均载客量(1.54 人)的汽车进行比较,它看起来更加环保。以每位乘客在这 62 英里的飞行中产生的排放量为基础,满载的空中出租车每次行程的排放量比燃油汽车少 52%,比电动汽车少 6%。

这意味着这些飞行汽车有一个理想的市场:长途拼车。它们在交通拥堵或没有直达目的地的地区也可能很有用。“如果你从底特律飞往克利夫兰,[空中出租车]可以直接飞越水面,”Keoleian 说。“而地面车辆必须绕着伊利湖行驶。”

Uber 概念飞行汽车的艺术效果图。Uber

你可以使用它们来节省通勤时间,比如南加州。在交通高峰期,从尔湾开车到马里布可能需要三个半小时,但空中出租车只需 27 分钟即可轻松完成整个行程——前提是空中出租车的增长速度不会太快,以至于造成交通拥堵。“与地面交通相比,飞行可以节省高达 80% 的旅行时间,”该研究的第一作者、可持续系统研究生 Akshat Kasliwal 说。此外,“在 1,000 英尺的高空巡航,而不是在高速公路上被大卡车堵住,要愉快得多。”

空中出租车公司鼓励拼车出行也有好处。“与商业航空公司的运营方式类似,保持高上座率非常重要——上座率越高,收入和盈利就越高,”这项研究的合著者、商业可持续性研究生 Jim Gawron 说道。因此,商业模式倾向于更可持续的拼车出行。

研究人员希望科技公司使用他们的框架来评估原型。由于其中一些空中出租车可能会在 2023 年起飞,因此必须考虑它们的影响——无论是积极的还是消极的。从可持续发展的角度来看,Keoleian 希望这项新服务不会让人们更容易远离工作地点:“我们不希望 [空中出租车] 鼓励城市扩张之类的现象。”

除了温室气体之外,还有很多其他因素需要考虑。

虽然这项研究比较了不同车辆的能源相关排放(从采矿、生产和运输到使用燃料),但它并没有通过包括制造和处置机器对环境的影响来展示完整的图景。该团队模拟的飞机比典型的轿车轻,一般来说,材料越少,对环境的影响就越小。然而,材料的类型很重要。碳纤维通常用于轻型飞机,生产碳纤维对环境的成本很高,Keoleian 补充道。

实施法规以确保安全出行也是减少这项新技术负面影响的关键。“如果这些飞机像《杰森一家》中那样飞来飞去,那将造成很大的视觉污染,”Keoleian 说。随着 Uber Elevate 等科技公司推进其设计,该团队希望他们能考虑到这些影响。“对于这样的公司来说,了解我们研究的结果和建议真的很重要,”Keoleian 说。

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