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主题:【原创】即将发生的交通革命和三条革命道路(上) -- 空中吴钩

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家园 【原创】即将发生的交通革命和三条革命道路(上)

这是我在我的微信订阅号 AWUGOU “空中吴钩”上的一个文章系列。

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比尔?盖茨和史蒂夫?乔布斯代表的是上一代创业英雄。他们改变了人类以纸和笔为基础的生活方式。上图是1985年的盖茨(戴眼镜者)与乔布斯。

新一代的创业英雄可以由下图代表:

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Oops,抱歉发错了,应该是由下图的“钢铁侠”马斯克(Elon Musk)代表:

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或者下图的“脸书”扎克伯格(Mark Zuckerberg,图中持飞机模型者)代表:

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或者下图的“亚马逊”贝佐斯(Jeff Bezos)代表:

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上图中“亚马逊”贝佐斯身后的火箭上印着他的新公司的名称:蓝之源(Blue Origin),和公司的标志——一片黑色羽毛。

“钢铁侠”马斯克和“亚马逊”贝佐斯超越大气层的火箭创业是革命的第二波,本文先谈谈马上就来的革命第一波:让每个人都能像鸟一样飞。

下图中那个让人坐在一个“蛋”上飞行的飞行器叫VC-1:

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这是德国的几个创业者在2011年10月,实现了人类首次载人电动多桨直升机的飞行。那个“蛋”是一个缓冲气囊,很可能是在沃玛特之类超级市场买的健身用充气球。如果试飞中出了意外,这个气囊能在直升机触地时给乘员提供一定的缓冲保护。

到了2016年,这个“空中飞蛋”已经进化成了可以载人飞行的VC-200“白女士”(White Lady),如下图所示:

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之所以叫白女士,大概是因为那个安装分布式电动螺桨的圆环像一位女士的裙摆吧。白女士的噪音远远小于常规直升机,一是因为电动机的噪音远远小于常规直升机的燃气动力发动机,二是因为大量小直径螺桨的桨尖速度远远小于常规直升机旋翼的桨尖速度,三是因为没有常规直升机复杂而且高速旋转的减速器。

除了噪音比常规直升机低得多,这种电动多桨直升机还拥有压倒性的经济优势。常规直升机需要高温燃烧、高速旋转的涡轮轴发动机带动拥有复杂的周期变距的传动和旋翼系统,不但造价高,维护费用也非常高。而电动多桨直升机则简单得多得多,既不需要涡轮发动机超高的转速,也不需要庞大的主减速器,还不需要高度复杂的变距系统,所以无论是造价还是维护费用也比传统直升机低得很多。下图是美国海军士兵在维护传统直升机MH-60“海黑鹰”复杂的旋翼桨叶变距机构,而电动多桨直升机则根本就没有这个系统:

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作为对比,下图是白女士的旋转部分特写,非常简单、轻巧:

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这种低噪音、小尺寸、而且比常规直升机费用低得多的新飞行器,可以实现很多常规直升机无法实现的用途,比如城市中的短程交通服务。

中国的无人机卖到了全世界,在电动多桨载人飞行上也同样走在前面。下图是亿航公司的亿航-184:

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与德国白女士采用大量小直径桨的设计不同,亿航-184走的是四组共八个大直径桨的路子。德国白女士大量小桨的优点是采用大量小电动机从而降低电动机的技术风险;缺点是控制如此数量众多而且分散布置的桨叶有较高的控制难度。而亿航-184的优点和缺点与德国白女士正好相反。

亿航-184比德国白女士的另一个优点是容易折叠从而便于储运,如下图所示:

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有消息说亿航已经获准在阿拉伯联合酋长国首都迪拜开辟空中出租车服务,就是用亿航-184,而且计划在2017年7月开始。祝亿航马到功成,让中东的酋长和人民了解一下中国的航空技术。下图是迪拜风光,这些人工小岛和高楼大厦的确是亿航-184理想的用武之地:

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不仅是像上面说的那些白手起家的创业者看到了交通革命的曙光,欧洲的空中客车公司也果断地撸起袖子怒怼德国白女士和亿航-184。

空中客车公司是传统空运界的巨无霸,下图中前面那个“小”飞机是波音公司的波音737,后面那个大飞机是空中客车公司的A380:

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现在,已经有210架A380翱翔在世界各地的天空,并且这个数量还在不断增加。每架A380通常以三个等级的客舱载客525人,航程大约15,700公里,最大起飞重量超过570吨。

空中客车认为未来的短程交通革命不仅仅局限在航空一个方面,而是由地面轮式交通与航空综合而成。下图是空中客车的Pop.Up方案:

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这个方案旨在综合各种手段迅速将人送到环境迥异的不同地点。从这个目标来看,Pop.Up可以翻译成“突现”。

Pop.Up由三大部分组成:轮式底盘、客舱、无人直升机。如下图所示:

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如果我的家在北京望京一个小区的楼群中,想去朝阳大悦城吃饭,我可以先坐在安装在轮式底盘上的Pop.Up客舱中,来到望京的SOHO广场。如下图所示:

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然后在望京SOHO广场,无人直升机把我的客舱带起来,脱离轮式底盘,向朝阳大悦城方向飞去,如下图所示:

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经过短暂的飞行后,无人直升机降落在朝阳大悦城前面的广场,我就可以去吃饭啦。而我的这个Pop.Up则要么载着刚刚从大悦城出来的乘客飞离,要么直接飞走去接别的地方的乘客。如下图所示:

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从上面这个例子可见,Pop.Up方案顺畅地衔接了人们短途出行的各个阶段,所以非常容易融入人们的生活,从而被广泛接受。

从技术上看,Pop.Up方案的无人直升机采用了涵道风扇的设计。这比亿航-184裸露的螺桨要安全得多,因为亿航-184的螺桨很容易打伤周围的人。涵道风扇的效率也更高一些,噪音也更小一些。这些是Pop.Up与亿航-184相比的优点。

与德国白女士相比,Pop.Up的无人直升机方案只有四个涵道,更容易控制。

总之,像空中客车这样的巨无霸一旦出手,白手起家的创业者们就显得稍微有些不太专业。不过,未来的交通会是什么样子,谁也下不了结论,无论是德国白夫人,还是亿航,还是其他的什么人或者公司,都有实现自己理想的希望。

上面说的基本都要涉及无人驾驶和类似出租车那样的服务,不但要保证安全迅捷的载人飞行,还要面对软件、硬件、系统集成等多方面的挑战。而一个叫小鹰(Kitty Hawk)的创业公司开发的小鹰飞行者(Kitty Hawk Flyer)却绕开了这些障碍。

下面的动图是小鹰飞行者:

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小鹰飞行者有一个井字形的骨架。骨架上共安装了八个电动螺桨。骨架的下方还有两个充气的气囊同时担负安全气囊、水上浮筒、起落架三个任务。骨架上方坐着驾驶员。骨架还撑起了一个安全网,防止旋转的螺桨打伤驾驶员。

这个有人驾驶的飞行器不是瞄准短途出行市场,而是瞄准体育、休闲、娱乐市场,所以干净利索地避开了Pop.Up、亿航-184必须面对的城市交通问题。虽然体育、休闲、娱乐市场的规模比短途出行市场小,但却因为技术要求低而更适合创业公司。

小鹰(Kitty Hawk)是一个地名。1903年12月17日,怀特兄弟在美国北卡罗来纳州的小鹰(Kitty Hawk)实现了首次载人飞行。让我们拭目以待,看看这个以小鹰命名的公司和他们的小鹰飞行者,能否受到人们的喜爱。

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上述几个例子都是利用电动多桨直升机实现交通革命的第一步,这就是第一条革命道路。

以上图片和动图均来自网络

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下图是我的微信订阅号 AWUGOU “空中吴钩”的图形码:

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空中吴钩:【原创】即将发生的交通革命和三条革命道路(中)

空中吴钩:【原创】即将发生的交通革命和三条革命道路(下)

通宝推:二手大少,浣花岛主,蓝鸟,天白,决不倒戈,石狼,明心灵竹,迷途笨狼,光头佬,微笑问天,敲门,海峰,联储主席,桥上,本嘉明,kmy1810,老老狐狸,潮起潮落,三笑,pattern,mezhan,盲人摸象,梓童,胡一刀,笑不拾,朴石,
家园 有一个问题,就是电池的效率

目前的电池在经济上还不能够支撑载人级别的中短途旅行(10千米以上)

家园 支持

现在的很多技术,其实都是受制于能源的效用。如果真要说革命,所谓交通革命,其实是能源革命的延续而已。

先解决基本的能源问题,再来谈交通革命

家园 未来交通形式多样

其核心可能是智能化和网络化.以超级计算机为核心,以所有交通工具通过网络接入超级计算机,由计算机规划路线,车距,速度等.尤其在主干道,由核心计算机控制车辆.

未来陆上交通的雏形没准儿可能和前一阵子那个物流公司使用的分拣配送机器人的模式有些类似.

想象一个道路完全信息化以后的城区,城区就像一个放大的仓库,人员和物流就像快件,小黄机器人就是交通工具.

通宝推:盲人摸象,
家园 先给陆军用,就没有问题

军队不在乎成本,可以用昂贵得多的电池组。

比如亿航-184,载客舱改成“一个飞行员+重机枪”,大量配置给陆军营一级作战部队,部队地面拉动时用卡车载运,到前线摊开起飞,

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主要用于:

1)低空巡逻,打击敌无人机。步兵分队打无人机这个事情,非常讨厌,第一是很难发现,无人机噪音低体型小,你不能让步兵排在战场上,每分钟都安排两新兵蛋子仰着脖子。第二是很难击落。在阿富汗,美军吃了大疆无人机的很多苦头,最后以对大疆关闭美国民用无人机市场为要挟,逼大疆专门开发出“打大疆无人机”的专用单兵武器(不过非常贵,一支卖几十万美元),这才罢休。现在以色列的无人机已经计划要配置到连一级,解放军以后怎么扫清敌方微型(手掷)无人机是个大事。

2)执行一些次要任务,这些我以前在“小飞机”里都讲过了。这类任务确实可以用无人机替代,但无人机太小,每架功能单一,要做到这么“多用途”,必须配备好几架无人机,那还不如每个营配4架亿航算了。我也承认,配亿航有点勉强,但附带的好处是有力促进了亿航的电池组的技术进步,最后一定能催生出好的民用款。军队不吝钱,先吃第一个螃蟹,扶上马送一程,也算是“军民深度融合”的逆向版本吧。

这架陆航版的亿航-184,换用军用电池,续航时间有所增加,如果一个营配4架,能保证随时有一架在空中。由于总载荷量太小,除了一名飞行员外,其他武器只能选一件,比如在机头安装一挺12.7毫米机枪(对地射击时,射程比轻机枪大,地面恐怖分子无法反击),或者在机腹挂2枚120毫米迫击炮炮弹,或者在空投舱带40公斤货物,在敌后伞投。如果海军用,可以在机腹挂深水炸弹,在空投舱带声呐浮标。

家园 这玩意还是将人去掉吧

一个人六十公斤,基本是这东东的起飞重量了,取消的话性能会好多了

家园 这个东西没有军队敢用的

1.安全,屁股下面一堆锂电池,防弹问题和爆燃问题没有办法解决,如果上装甲了估计能够自己飞起来就不错了。

2.维护,飞10分钟,充电3小时,就是使用更换电池组的方法,估计后勤都要骂人。

3.可靠性,现在的四轴的可靠性没有办法保证,大僵什么的都是wifi控制,战场环境下的电磁环境不能够保证。如果采用卫星控制,通道带宽将是一个大问题。

现在的技术手段下,无人机还是以侦察和骚扰为主。大机群的无人打击机群估计在现有的通信手段下没有办法满足。

家园 完全同意

这个太小,载荷实在不够用,而且载一个飞行员的话,降落伞都没法安排。

但我的用意不在表面。

“亿航模式”,就是把无人机(或者不客气说,是航模)放大了,装人,这条路径走不走得通,天知道,但你要允许他们去试,“UBER搭车”还没搞也看得到问题一大堆,就不搞了?

我要的是什么?要的是“营长的轰炸机”。

一个营级轻步兵单位,为了维持高机动性,是没有重炮和远程火箭炮的,如果手里有这么4架飞机,随时可以丢8枚120毫米迫击炮炮弹下去。这炮弹带增程弹翼,可以在敌方火力射程外投掷,由地面我方步兵用激光引导。

最近有案例,英国特种兵分队7月1日在在伊拉克摩苏尔(Mosul)附近,遭50名ISIS包围。作战4小时没有等到援兵,SAS小队在子弹仅剩10颗的情况下,端起刺刀发动冲锋,杀出一条生路。这个案例太荒谬了,是英军和美军的耻辱。如果有了这款飞机,中国的步兵班就可以就地得到补给,不会这么悲惨了。

这样一款飞机的用途,不管有人无人,比现有的手抛式无人机和长航时察打一体无人机,都更适合步兵营的指挥官临机使用,前景很远大。但既然有了“无人机的‘沈飞’(大疆)”,就必须有“无人机的‘成飞’”,刺激他们互相竞争,目前看谁当这个搅局者?只有亿航堪用。

所以方向很明确,载人无人都行,陆军不设立场。陆军搞个标书出来,鼓励大疆也搞个放大版,跟亿航来竞标,而且最后两边都签合同,都订一些,交给部队评判吧。

通宝推:海峰,
家园 亿航-184实际上是无人机

它由地面遥控飞行,乘客不操纵飞机。

陆军版亿航-184,之所以保留座位,第一可以供营长俯瞰战场制定作战计划,第二可以紧急后送一名伤员。平时作战,倒是可以无人,由地面组遥控一切。

“飞20分钟,充电2-4小时”,这不是问题,这个飞机不是长航程飞机,是“托塔李天王”手里那个塔,看见妖怪了才祭起来,作战时,带少量装甲的卡车悄悄开到前线遮挡物后面,护板摊平,飞机直接从卡车后厢起飞,飞20公里(8分钟)到指定空域,投掷迫击炮炮弹,然后停留5分钟鉴别打击效果,回撤,落到地面后用绞车拽到卡车上,护板竖起,卡车一面后撤一面充电,下一辆(组)再换防顶上来。

家园 如果把轮子和旋翼合二为一呢?

将轮辋搞成旋翼,当汽车开时是轮。

期待材料创新。

另外,其实我觉得电动车能续航一百公里,就应该能大力推了,毕竟现在好多车只是上下班用。

家园 还有就是在硬件突破后立体交通网络的管控。

这是一个大的话题。

家园 .50高机或迫击炮弹x2是啥意思?

图里面用两枚迫击炮弹(假设10kg)就可以替换一挺.50高机(50kg)么?我觉得用一个35mm榴弹发射器替换一挺高机还差不多

家园 你仔细看大图

这枚120MM迫击炮弹,弹重20公斤。从地面用迫击炮发射的话,120毫米炮已经相当笨重,发射时的噪音也很容易暴露炮位,而且炮弹抛物线的高程有限制,连带最大射程只有7.5公里;发射角度的要求也苛刻。

如果从空中投掷,就是一枚小口径灵巧炸弹,发射时无声无光,发射高度不受限,也可以从敌人身后投掷,打击敌隐藏在反斜面以及障碍物后面的重点目标。此时为了在空中滑翔得更好更远,小机翼可能会有所放大,那么总重会略超20公斤。

这款末制导迫击炮弹,对于时速35公里以下的移动目标,命中率为90%,如果能从空中投掷,只要飞机是沿公路飞,与敌车辆平行,那么对时速更高的直线移动目标,也能够命中。这么4架“轻轰炸机”掌握在营连长手里,陆军低烈度作战就立体化了。

枪榴弹不适合从空中发射,因为飞机高速运动,对榴弹离膛后的弹道轨迹,有复杂的影响,不易计算;而且枪榴弹只在爆炸时对周围有杀伤力。反而是机枪,大量子弹打一个概略瞄准,弹丸的初速高,弹道平直,一路过去随时都有杀伤力,打地面软目标和空中的无人机,都比较管用。

家园 主要是现在还是PPT模式,电池没有突破前很难有价值

在 这个链接中[URL=链接]http://www.fortunechina.com/business/c/2016-01/08/content_253255.htm[/URL]说到:

一位不愿具名的业内人士估计,亿航184公布的续航能力可能是在无风状况下的理想测试。“现实有风状态下,能飞行10分钟就很不错了,现阶段不具备实用性,除非达到小时级的续航能力。”这位业内人士评价。此外,据他估算,依靠电作为动力、自重200公斤的亿航184的电池重量可能占到整个机体重量的一半以上。

所以如何将这个自重200公斤,系统重量350公斤左右(主机+双电池+充电设备)送到前线都是一个问题。而且本大预计的 20公里(8分钟) 也是不可能的,扣除起飞降落时间,需要水平时速在200公里/小时以上,这个基本上是直升机的范围了,对于四轴来说基本上不可行。就为了扔两个120的炮弹,而需要另外一套维护、使用体系,效费比来说不是很合适。而且现有国内的四轴都是基于TI的FOC方案,如果真的应用到解放军体系,你觉得TI会不会禁运呢?

选择电动四轴,不如考虑旋翼机在现在技术水平下更为可靠一些。

家园 旋翼机仍然需要一段直跑道

楼主在主贴里说得比较清楚了,用电动机有其优势。只要在电池航程上提高,在部队里是堪用的,毕竟维护作业比任何油动力直升机都要简便,用起来实惠。

如果能做到有风状态下,亿航军用型可以飞35分钟,那么出动时省去在空中停留5分钟观察打击效果(这个可以由伴飞的手抛无人机来负责),直接飞过去投弹,然后立刻返航,还是可以的。毕竟营连级单位作战的机动范围有限,这点航程也够用了。亿航可以装载在一个专用拖车上,任何军用卡车,装甲车,吉普车,都可以拖走。

虽说是遥控飞机,保留一个座位的另一作用,是搭载一名特种兵,如楼主所说,像“小鸟”直升机那样在狭小地域降落,把特种兵输送到敌后。趁着夜暗(电动的亿航-184比较安静),通过换电池组,4架飞机连续跑两趟,可以越过天然障碍(河道,悬崖等)送过去一个班,对于一个营级部队来说,不错了。

亿航的航程不大,但它的定位是“负责最后的十公里”,在地面上把拖车尽量抵近前线,单程10公里,外加盘旋几分钟,应该够了。垂直起降,声光噪音小,隐蔽性和突然性还是可以的。至于制造中的关键技术,当然要国产化,这对于大疆和亿航未来的民用机也是必要的。

正在研制的彩虹旋翼机最大起飞重量550公斤,巡航速度120—140千米/时,最大航时10小时,实用升限4000米,比亿航要强很多,当然也会贵一些。可以作为“前线轻轰”的高档型,在拳头部队里配置到营一级,与亿航搭配使用。

美国那个“战神”,我看不靠谱,倾转翼的技术难度大,而且这货是火线使用,枪林弹雨里,涵道本身容易中弹,小口径枪弹一打一个窟窿,破口处涵道蒙皮向内翻,也会划到螺旋桨桨叶。这么复杂的设计,美国人再花几年搞出来的话,也就跟V-22一样又贵又不安全。

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