地面已經無法滿足Uber了 10年內推出飛行汽車
前些日子，手機叫車軟體Uber在美國啟動了自動駕駛汽車上路實測，數十輛改裝過的福特Fusion混合動力車奔跑在匹茲堡的大街小巷上。匹茲堡是Uber自動駕駛合作夥伴卡耐基梅隆大學，以及Uber的高級技術實驗室所在地。
然而，當自動駕駛還沒完全商用化，Uber就已經在著眼新的交通技術了。就在昨天，Uber發布了一封白皮書，宣稱將在10年內實現「飛行汽車」。
飛行汽車恐怕是每個生活在舊金山灣區，上下班高峰時間曾經堵在101或280高速上不能動彈的人都曾經幻想過的事情。根據Uber計算，在高峰期間從矽谷的北端舊金山到南端聖何塞，乘坐UberX需要1小時40分鐘，費用大約是111美元；乘坐公共交通工具，比如Caltrain（類似於北京到天津的城際高鐵，只不過速度慢得多）則需要2小時12分鐘，票價13.75美元。
通勤用時過長、花錢太多，Uber決定用共享交通的方式解決這個問題，只不過這次不是共享汽車，而是一種名叫VTOL的小飛機。
所以VTOL究竟是什麼？不要讀成V T O L，應該讀作「vee-tol」。全稱Vertical Take-Off and Landing，垂直起降交通飛行器。VTOL並非Uber提出的概念，實際上很顯然，直升機就是一種VTOL飛行器的形式。在軍事上，垂直起降戰鬥機被稱為「鷂式」戰鬥機，現在大多放在航空母艦上作為艦載機使用。
在Uber看來，地表空間的利用率已經到達其極限，就像摩天大樓提高了地表面積之於人居的使用效率一樣，如果交通也能從地面轉移到空中，將為人們的通勤帶來極大的便利。Uber計劃在未來10年內，上線一個小型、輕量化、電動的VTOL編組，命名為Elevate，放在各個人居眾多的主要城市。
理論上，從舊金山到聖何塞同樣的路程，乘坐VTOL只需要15分鐘。至於路費，Uber估計在這項技術應用早期時可能會比較貴，但也只有129美元；長期來看，如果每架 VTOL都可以滿員（就想拼車一樣），價格可以降低到20美元左右。
需要明確的是，這些VTOL不是飛行汽車，因為至少目前在Uber的設想當中，它們是純粹的飛行器，不會在降落到地上之後伸出四個輪子。
10年，能實現嗎？在頭5年里，Uber期待業界生產出全電動的，能夠以150邁（約240 km/h）速度飛行至少100英里（約合 160 公里）的小型垂直起降飛機——並且，隨著商用化的普及，在整個10年的過程中能夠實現成本的下降和產能的提升，從最開始的年產量100 架、每架120萬美元，最終達到年產量5000架、每架20萬美元，從而實現規模效益（下圖。）
Uber設想中的空中電動交通，相較於地面交通的優勢是很明顯的，首先它不需要道路、軌道燈昂貴的基建，也不需要遵循一個固定的路線；電動引擎意味著VTOL沒有污染氣體排放，也不會像燃料發動機那樣擾民。總的來說，清潔、安靜、快速、高效、安全的空中交通，是 Uber 想要為Elevate計劃想要實現的5個目標。
但很顯然這5個詞不是說說而已。白皮書中介紹了Uber和整個VTOL行業面臨的最關鍵的障礙。
電池技術：電動飛機的動力來源是電池，但就目前來看，即便是業界最頂級的電池製造工藝，製造出的電池能量密度也無法滿足Uber對於長距離飛行的要求。不僅如此，即便製造出了一個能量密度超高的電池，在充電速度和電池壽命（充放循環數）上可能會有很大的妥協，而這又會顯著提高整個VTOL計劃的成本。
飛機製造工藝：和VTOL從功能上最接近的交通工具是直升機，但兩者之間有很大的不同。大部分直升機採用燃油驅動單旋翼，從推力/燃油使用效能的角度上是很低效的；而VTOL打算採用分布式電動推進系統 (distributed electric propulsion, DEP)，是在固定翼飛機上安裝多個電動引擎。但遺憾的是，航空工業還沒有任何一家廠商展示過可行的固定翼小飛機DEP方案。
另外，VTOL的結構可靠性，以及飛行時產生的噪音也還亟待改善。當然電動引擎的噪音已經比燃油引擎小得多。
Uber VTOL 和汽車運動效率比較示意圖
航空管制和安全：民航客機管理起來就夠費勁了，更別提又加入了大量的小型飛機，近地面的低空將無比混亂。現有的空中管制系統 (Air Traffic Control, ATC) 將無法滿足要求，新的 ATC 必須被儘快設計和開發出來。
成本和可負擔性：不再詳述。
分別在早、中、長期的 VTOL 操作、購買和電池成本表
安全性驗證：這是最主要的障礙之一。Uber必須通過美國空管局FAA和歐洲航空安全局EASA的認證（這兩個機構一共管理著全球8成的航空活動），但這兩家機構歷來對新形態的航空工具的檢驗審核過程都是極其繁瑣和緩慢的。Uber已經列出了詳細的認證計劃時間表：
時間表顯示Uber計劃在2018年底之前完成VTOL的原型製造，在次年立即開始原型機測試工作並同時開始機型種類、電動推進系統、軟體和控制系統的認證工作，這些認證過程可能會持續3-4年之久；2020年，Uber將生產和測試更多的VTOL；到2023年， Uber會開始生產少量（10-50 架）VTOL，然後再2025年開始在公共環境下的飛行測試。
最終Uber預計：
– 到2028年可以完成所有的測試和認證工作；
– 認證流程和生產工具花費1.5至3億美元；
– 用於早期測試的VTOL每架成本可能高達1000至2000萬美元；
按照總共60-70架的測試機生產計劃計算，最終Elevate計劃的總耗資可能高達17億美元，這還沒有算上其他的費用。
這是白皮書里提到的一些 VTOL 的概念設計圖：
這個項目的白皮書兩名作者分別是Uber首席產品官Jeff Holden和「Elevate以及前沿項目」產品經理Nikhil Goel。其他貢獻者包括Uber的政策專家、前沿項目中心、數據工程師，以及美國宇航局NASA和一些以直升機相關技術為主的航空專家。
在大舊金山灣區，軌道交通可以說相當發達，有Caltrian 連接舊金山、南灣和聖何塞，有BART 連接中半島、舊金山、東灣和薩克拉門托，還有AmTrak火車等等，讓那些受不了舊金山以及矽谷房租的工作者可以住在更遠的地方。雖然這樣說，軌道交通仍然昂貴且費時。這也是舊金山土著公司Uber設計這項VTOL計劃的依據：矽谷人民工作於高科技業，通勤卻如此低效痛苦，有很大的改善空間。
在下圖中，Uber展示了乘坐Uber、自購汽車和乘坐VTOL的每英里價格：
Uber相信，自己的這項VTOL計劃的最主要用途，將會在日常性城際長距離通勤上。如前述，VTOL能極大地縮短通勤時間並在長期來看節省費用。比如一段60英里長花費1小時的地面通勤費用現在可能遠超100美元；如果用VTOL拼車，不僅路程縮短到了45英里，並且採用自動駕駛增加一個乘客位降低每乘客分攤的路飛，15分鐘的路程每乘客只需支付21美元（長期）。
至於乘坐方式，Uber計劃花時間在城市裡修建「垂直起降機場」(vertiport)，數量不多的幾個vertiport覆蓋一大片城市區域，而「最後一公里」留給地面上的Uber 或公交方式就行。
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