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人人都能輕鬆飛到天上的時代也許很快就會來臨。大型汽車廠商的工程師團隊向飛行車的製造發起了挑戰。目標是在2020年東京奧運會開幕式上首秀。

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」,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產品化,在開幕式上進行載人飛行。

SkyDrive目前正在開發中,2015年6月,在面向風險公司創業者的活動“Infinity Ventures Summit(IVS)”上,CARTIVATOR首次公開演示了實物1/5大小的試製品的飛行場景,受到了會場的關注,在圍繞新業務開展的IVS競賽中還獲了獎。

動漫中經常能見到飛行車,但現實中卻沒有普及。課題在於尺寸和操作難度。

以歐洲和美國等海外為中心,也有推進飛行車開發的企業,但主要是將飛機或直升機改造成汽車。因此,受飛機的巨大機翼或直升機螺旋槳的阻礙,無法在公路上起飛。而且需要特殊的駕駛執照,操作也很困難,普通人利用難度較高。

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、無需特殊操作和駕駛執照的汽車。設想價格約為500萬日元,目標是遠遠低於此前研發的2,000萬~3,000萬日元的飛行車。如果能實現實用化,「將成為全球首款在公路上行駛時從技術上講可以直接起飛的飛行車」(中村)。

SkyDrive配備三個用於地面行駛的輪胎,四角安裝了飛行用螺旋槳。就像是在長方形的無人飛行器上,安裝了車輪和載人座艙。

SkyDrive利用一塊鋰離子電池驅動。4個螺旋槳分別利用各自配備的電動機驅動,計劃通過控制電機的轉數,實現在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後平穩起飛。

正在飛行的五分之一尺寸的試製品。目前使用遙控器控制。將研究自主飛行機制。

地面行駛和飛行的時速均設想控制在在100~150km/h。目標續航里程方面,地面行駛時為50km,僅飛行的話約為5km。目前正在討論採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速,讓機體向前傾斜著前進。

作為SkyDrive最初的用途,中村設想的是作為救護車等緊急車輛。優點是「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設施不完善的地方也能移動,中村充滿期待地說,「以基礎設施為前提的城市狀態也許會發生改變」。

今年31歲的中村是大家公認的汽車發燒友。從慶應義塾大學研究所理工學研究科畢業後,中村以工程師的身份進入某大型車企。但他很快就發現,以年輕人為中心的「去汽車化」現象越來越嚴重。著手開發SkyDrive就是因為「想製造一款能吸引年輕人和孩子的、有夢想的交通工具」。

三項現有技術給中村帶來了開發靈感。這三項技術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動的輕量小型汽車上,安裝與無人機相同的螺旋槳,實現飛行功能。如果能像賽格威那樣通過移動身體重心直觀操作,將製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、設計師乃至營業、採購和法律方面負責人的贊同。此外,大型汽車零組件廠商的工程師及軟體公司的數據管理專家等也非常支援,2012年,CARTIVATOR正式成立。現在,在開發中還得到了德島大學和名古屋大學等的技術支援。

「雖然以前沒想過製造能載人的無人機,但在技術上是完全可行的。實現載人飛行時我想最先體驗一下」,為機體的設計和控制技術提供協助的德島大學工學部副教授三輪昌史說道。

採用碳纖維實現輕量化

不過,SkyDrive要想走向實用,還有幾個困難要克服。中村表示,「飛行中會受到風的影響等,有很多僅憑汽車開發的拓展技術難以解決的課題」。

無人機的體積越大越難控制。人坐上去容易重心不穩,因此需要更加精密的機體控制技術。

比如,需要安裝多個檢測傾斜和動作的感測器,隨時掌握機體在空中的姿態變化,檢測出當前姿態與穩定姿態之間的差別,以千分之一秒為單位調節各螺旋槳的轉速。

此外,必須採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致部分螺旋槳發生故障後也能夠繼續飛行,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,續航里程也會縮短。中村稱,「SkyDrive的重量至少要降到普通汽車的1/10左右」。因此,還計劃採用重量比鐵板輕的碳纖維增強樹脂基複合材料製造車體。

資金方面也存在課題。載人飛機的開發需要上億的資金。目前,由於CARTIVATOR的定位是公司外部的志願者團體,所以很難籌集到大量資金。因此,利用了通過網際網路從支援者手中籌集小額資金的「眾籌」方式等。今後要接受企業的支援或者通過基金等籌資,以確保足夠的開發經費。

雖然存在很多課題,但開發一直在進行中。2014年12月與德島大學等共同實施了實物尺寸無人機的飛行實驗。5年後就將迎來東京奧運會。SkyDrive究竟能不能在如此隆重的舞臺上一展風采呢?開發也是在與時間賽跑。(記者:飯山辰之介)