欧美三栖汽车发展情况考察报告

来源: 发布时间:2013年06月04日

推动战略性新兴产业的发展,学习、借鉴和联合开发三栖汽车项目,201111月,新区科委考察了奥地利Porsche Design工业设计公司、BRP公司的Rotax动力总成生产部门、荷兰PAL-V飞行汽车公司和美国Motivo Engineering 工程咨询服务公司。参观了国际知名的德国奔驰汽车和美国航空航天博物馆。考察基本情况如下:

 

一、考察概况

 考察组重点对Porsche Design 公司的工业设计能力,Rotax发动机的产品情况、荷兰PAL-V以及美国Motivo Engineering公司在飞行汽车设计以及制造、应用方面的最新发展方向及应用前景进行了考察和研究。考察期间,考察组同各公司的专家、工程师进行了广泛的交流,就未来的技术发展方向和合作模式展开了广泛的探讨。包括飞行汽车的形式和技术来源、飞行器轻量化设计、飞行器地面形式系统的悬架形式、动力传动系统及动力系统选择、飞行器的承载能力、飞行器的控制方式等等。同时,就该项目的合作展开了讨论,在投资、技术合作等方面进行了分析。

 

二、典型产品案例及分析

       (一)荷兰PAL-V飞行汽车公司

PAL-V公司从1999开始研发面向大众的飞行汽车,2006推出概念车,样车现已在荷兰问世,不久后将开始批量生产。这款飞行汽车在陆地上就像一辆三轮机动车,最高时速可达200公里。
    飞行汽车的顶部是可折叠的旋翼,可调整转速以控制飞行高度;尾部的推进器,负责提供前行动力;尾部装配的获专利的自动平衡装置,可保证飞行汽车转弯时自动倾斜。它起飞滑行需要50,着陆滑行只需不到5,最高能飞到1200高空,加满油后一次最远可飞行约550公里。研发飞行汽车的专家说,这款车专为大众设计,引擎使用普通车用无铅汽油。

该产品技术特点是基于旋翼式滑翔机技术原理,并且巧妙的解决了在地面道路行驶过程中的旋翼折叠问题,同时通过底盘悬架的设计,解决了飞机着陆稳定性和汽车行驶过程中转向之间的技术矛盾。

该飞行汽车产品主要技术指标和参数如下:

Performance 性能参数

Road 地面行驶

Flight (at MTOW) 空中飞行

Max. speed 最高速度

180 km/h (120mph)

Max. speed (VNE) 最高速度

97 kts (185 km/h)

0 60 mph (0-100)

0 100 km/h加速时间

< 8 sec

Min. speed

最低速度

27 kts (50 km/h)

Max. tilt angle

最大侧倾角度

35 degrees

Take-off roll

起飞距离

450 ft (150 m)

Landing roll 着陆距离

60 ft (20 m)

Est. fuel economy 油耗

16 km/l (38 mpg)

Est. fuel economy油耗

8 gph (30 l/h)

Range 行程

~ 1000 km (620 miles)

Range (still air) 行程

190-380 miles

(300-600 km)

Technical 技术参数

Dim. (LxWxH)

尺寸(长xx高)

4.0 mx 1.3m x 1.6 m

(Road) 地面状态

Mass: Empty  空载质量

580 kg

Mass: Max. gross 最大质量

800 kg

Max. power 发动机最大功率

140 kW@6600RPM

(190 pk)

 

(二)BRP公司Rotax动力总成生产部门

Rotax是世界一流的发动机制造商,是奥地利BRP公司的动力总成生产部门。BRP公司是世界上最大的也是最优秀的通用飞行器动力设备提供商,成立于1973年,公司的动力总成产品覆盖了2/4缸风冷/水冷发动机,发动机适用于包括雪地摩托,水上摩托,户外运动地形车,道路机动摩托,以及轻型飞行器等各种情形运动设备。

目前4缸风冷发动机912914系列发动机广泛应用于轻型通用飞行器,包括无人驾驶飞机、航拍飞机、动力伞、动力三角翼、动力旋翼机等各种飞行设备。该系列发动机具备轻质、低噪音、高功率、高使用寿命等特点,TBO高达2000小时,可以提供100hp110hp的动力支持,全世界总销量超过了30万台,全世界超过80%以上的超轻型飞行器选用Rotax航空发动机,公司的全部产品都获得了美国和欧洲的适航证。

目前PAL-V的样机以及美国Terrafugia公司的产品都是使用该系列发动机作为动力系统。

(三)美国motivo Engineering 工程咨询服务公司

Motivo Engineering 公司是美国一家非常优秀的工业创新设计公司,在电器系统设计开发、轻质材料设计开发、悬架等行走系统开发方面具有非常丰富的经验。为波音、克莱斯勒、雅马哈、洛克希德马丁等国际知名企业客户提供设计开发服务工作,公司具备从设计研发到样机制作的全面服务能力。该公司积极参与了DARPA areo cars Terrafugia 两座位飞行汽车的设计开发工作。

其参与设计的新型折叠飞机“IconA5”,是一种水陆空三栖飞机,在陆地上奔驰和在水面上航行的时候,机翼也可以折叠起来,该飞机凭借可折叠与水陆空三用的特性引起了美国众多亿万富翁的强烈追捧,在美国掀起了一股由Icon A5私人飞机引发的热潮。  

Motivo在轻量化结构设计方面,充分满足飞行汽车在地面行驶过程中的强度和刚度要求,同时又满足飞行是重量轻的要求。同时,在悬架系统及满足路面行驶要求同时满足飞行器着陆要求的设计方面以及飞行器控制等方面都有非常优秀的设计开发经验。该公司也能够解决汽车设计和飞行器设计的双重问题,具备从设计研发到样机试制的全部能力,成功为美国克莱斯勒公司开发过全地形底盘悬架系统和四轮原地转向JEEP SUV汽车。

(四)奥地利Porsche design 公司

奥地利Porsche Design 公司是国际著名的工业设计专家,是保时捷汽车的家族公司之一。该公司在火车、地铁、游艇、轻型飞机、私人飞机等方面有专业的设计开发设计经验和能力,参与过国内外重大项目的设计开发,曾为加拿大庞巴迪飞机机舱进行过工业设计,具有丰富的汽车和航空器工业设计开发经验。

 三、主要收获

一是三栖汽车是当前世界主要工业国家优先发展的重点产业之一;二是发展模式一般是以企业、军方、地方政府三结合为主体;三是技术路线是以成熟技术和产品集成创新为基础。

() 三栖汽车是当前世界主要工业国家优先发展的重点产业之一

当今世界大国,特别是人口密集的大都市,交通拥堵已成为日益严峻的城市痼疾。如何疏导地面交通,提高出行效率,已成为各国政府和交通主管部门亟待解决的重要课题,特别是公安、消防、急救等特殊行业需求更为迫切。三栖汽车正是有效缓解城市交通问题和部分替代陆上交通运输工具的理想选择。包括美国和欧洲德国、荷兰、瑞士、英国等在内的欧美主要工业国家都不失时宜地将开发陆空两栖和海陆空三栖汽车纳入优先发展的重点新兴产业之一。三栖汽车不仅具有潜力巨大的民用前景,同时也具备广阔的军用前途,未来将在紧急救助,交通阻塞,救火,无人驾驶,侦查等方面得到大力推广应用。 

当前,国内外三栖汽车产业的发展受到了企业的重视和国家、地方各级政府的大力支持。

在汽车和航空工业强国美国,汽车的两栖功能,已正式获得了美国航空管理局和公路交通安全管理局的双重许可,意味着汽车在突破了“会飞”技术障碍之后,进一步突破了“准飞”的管理障碍。虽然技术上还有待改进,大规模民用和商业应用有待时日,但仍应当视作汽车史上的一个标志性里程碑。美国TerrafugiaICON两家公司生产的飞行汽车已获得美国相关部门发放的上路许可,并已成功试飞,即将批量生产推向市场。

 客观上对于其他有志于研发这类汽车的企业必将出现激励效应。而美国相关部门的管制许可,更是让各国的管理机构从此不再视汽车的两栖化、三栖化为无谓的尝试和幻想者的玩笑,其广泛应用为时不远。

荷兰PAL-V公司的飞行汽车项目同样得到了荷兰政府的各个部门的大力支持,得到了国家的无息贷款和财政支持。得到了国家交通部部长的大力支持,交通部积极在认证等政策上给予扶持。目前产品样机已研发成功,即将正式试飞。预计在2014年实现规模化量产。该项目同时带动了荷兰在该产品领域的系统技术发展。

瑞士Rinspeed公司也曾在日内瓦车展上展出世界上首辆既可在陆地上行驶又可在水面浮游,同时还能在空中飞行的汽车Rinspeed Splash

该车最大功率为140匹马力,使用的是天然气发动机,特别符合当今的低碳环保潮流。

 

英国Parajet公司的空中汽车已经开始接受飞行汽车的订单,每架售价为6万英镑(约9万美元)。

该车的原型是一辆采用雅马哈R1引擎,生物柴油为动力的全地形沙滩车,配备Paramania动力伞。为防止意外,该车配有预备降落伞。

 

() 发展模式一般是以企业、军方、地方政府三结合为主体

 三栖汽车是前沿性的朝阳产业,符合国家战略性新兴产业发展定位。目前,国内的相关研究正处于预研阶段,是集汽车外观和工艺设计、航空器设计开发和精密机械加工等多元化技术为一体的复合产业,特别是在项目实现产品化前期,需要投入大量的人力和财力。企业作为自主创新的主体,要重点关注和致力于技术路线的把握,先进经验的积累和自主知识产权关键技术的开发;军方作为未来军品项目的立项和未来采购主体,要根据军事防御要求,提出产品性能、参数和有关指标的明确需求,指导企业进行项目研发并予以立项支持;地方政府要积极鼓励和扶持新兴产业的快速、持续发展,营造良好的产业发展环境,协助企业及时妥善解决研发和产业化进程中的困难和瓶颈,最大限度利用现有政策,适当时通过“一事一议”对项目顺利实施予以支持。因此,以企业、军方、地方政府三结合为主体的新型合作模式更有助于三栖汽车产业实现大发展,为浦东的战略性新兴产业创造新的经济增长点。

() 技术路线是以成熟技术和产品集成创新为基础

目前国际飞行汽车研究的主导方向有两个,一个是旋翼机方向,一个是固定翼飞机方向。但是无论哪个都必须要同时解决道路车辆行驶过程所必须的安全问题、强度问题,必须解决飞行模式下的轻量化和安全性分析。同时,必须考虑悬架行走系统在路面和着陆过程中的功能变化和调整。简单看是汽车和飞机的结合,实际是一个全新产品的创造,其技术路线是以成熟的汽车和飞行器技术为基础,将两者有机整合,实现产品的集成创新。任何系统都必须有创新,有严格、科学、谨慎的研究和试验。三栖汽车这样一个全新产品的研发必须有科学的发展过程,充分研究和合理利用成熟的技术工艺和工程实施经验,在终端产品的集成创新和性能改良提高上多学习、多钻研,走科学的试验、改进、提高的发展之路。