想象一下，未来几乎无声的空中出租车在交通拥堵上空飞行，在摩天大楼和郊区无人机港之间导航。交通工具只需智能手机即可到达，对环境的影响最小。

这不仅仅是科幻小说。美国联合航空公司计划在芝加哥和纽约推出这些未来派的电动空中出租车。美国军方已经在对它们进行试验。一家公司已签订合同，最早将于2025年在迪拜推出空中出租车服务。另一家公司希望不负众望，让参赛者参加 2024 年巴黎奥运会。

在数十亿美元的风险投资和包括波音和空客在内的老牌航空航天巨头的支持下，世界各地的初创公司，如Joby、Archer、Wisk和Lilium，正在引领这场技术革命，开发电动垂直起降（eVTOL）飞机，可以改变我们的旅行方式。

电动航空有望缓解城市拥堵，为农村地区提供紧急送货服务，减少碳排放，并提供一种更安静、更方便的短途航空旅行形式。

但是，让这些电动飞机在全球范围内无处不在，而不仅仅是富人的玩物，这远非必然。作为俄克拉荷马州航空航天研究与教育研究所的执行董事，关注该行业提供了对行业状况的看法。就像所有承诺的伟大范式转变一样，许多挑战迫在眉睫——技术障碍、监管迷宫、公众接受的关键之战，也许还有物理学本身。

为什么选择航空电气化？

固定在乔治·杰特森（George Jetson）的飞行汽车和《第五元素》（The Fifth Element）中坚韧不拔的出租车之间，电动航空的魅力超越了奇思妙想的新奇事物。它植根于其为地面交通提供高效、环保替代方案的潜力，特别是在拥挤的城市或难以到达的农村地区。

虽然小型电动飞机已经在一些国家飞行，但eVTOL是为更短的跳跃而设计的——就像今天的直升机一样，只是更便宜，对环境的影响更小。eVTOL制造商Joby收购了Uber Air，有朝一日将该公司的空中出租车与Uber的叫车技术配对。

在短期内，一旦eVTOL被认证为商业运营，它们可能会服务于特定的、高需求的路线，绕过道路交通。例如，美国联合航空公司计划在从芝加哥到奥黑尔国际机场和曼哈顿到纽瓦克自由国际机场的短途飞行中测试Archer的eVTOL。

虽然一些应用最初可能仅限于军事或紧急用途，但该行业的目标是广泛民用，这标志着朝着更清洁的城市交通的未来迈出了重要一步。

电池物理的挑战

电动空中出租车面临的最重大技术挑战之一是当前电池技术的局限性。

今天的电池在过去十年中取得了重大进展，但它们的能量密度与目前飞机上使用的传统碳氢化合物燃料的能量密度不匹配。这一缺点意味着电动空中出租车还不能达到与化石燃料同行相同的航程，从而限制了其长途飞行的运营范围和可行性。目前的能力仍然达不到传统运输。然而，eVTOL电池的射程从几十英里到100多英里不等，为市内跳跃提供了足够的续航里程。

寻求具有更高能量密度、更快充电时间和更长生命周期的电池是释放电动航空全部潜力的核心。

虽然研究人员正在努力缩小这一差距，但氢气是一种很有前途的替代品，它拥有更高的能量密度并且只排放水蒸气。然而，氢气的潜力受到与安全储存和能够支持氢燃料航空的基础设施相关的重大障碍的削弱。这带来了复杂而昂贵的物流挑战。

当然，还有最后一架主要氢动力飞机的幽灵。兴登堡飞艇于1937年起火，但它在许多美国人的脑海中仍然占有重要地位。

监管障碍

建立“空中4D高速公路”将需要全面的规则，涵盖从车辆安全到空中交通管理的方方面面。目前，美国联邦航空管理局要求空中出租车包括担任传统角色的飞行员。这突显了将这些飞行器整合到空域的过渡阶段，凸显了当前能力与完全自主飞行愿景之间的差距。

实现自主城市航空旅行的旅程充满了更多的复杂性，包括建立车辆操作、飞行员认证和空中交通管制的标准。虽然 eVTOL 已经进行了数百次试飞，但在 2022 年发生螺旋桨叶片失效和 2023 年另一架螺旋桨叶片坠毁的重大事故后，也存在安全问题。当时两人都在远程飞行。

谁将管理这些新航线的问题仍然是一个公开讨论的问题——美国联邦航空局（FAA）、国家机构、地方市政当局或它们的某种组合。

创造未来

从长远来看，电动空中出租车的愿景与自动驾驶汽车在城市天空中行驶的未来相一致，类似于《回到未来》中的场景。然而，这种未来不仅需要自动化和电池效率方面的技术飞跃，还需要人们如何看待和接受自动驾驶汽车（包括汽车和飞机）在日常生活中的作用的社会转变。在地面上，自动驾驶汽车的安全性仍然是一个问题。

电动空中出租车能否成功融入城市和农村环境，取决于它们提供安全、可靠和具有成本效益的交通工具的能力。

随着这些车辆克服了行业的许多障碍，以及法规的演变以支持它们在未来几年的运营，我相信我们可以见证空中交通的深刻变革。天空提供了新的连接层，重塑了城市以及我们的导航方式。