優(yōu)步邁出城市空中交通的第一步

格拉漢姆-沃里克 比爾·卡瑞

如果說2018年的優(yōu)步Elevate峰會以其對空中拼車未來的大膽長期愿景吸引了人們的眼光，2019年的活動將證明優(yōu)步正在取得進展，以實現(xiàn)其在2023年開始城市空中出租車商業(yè)服務(wù)的近期目標。

隨著2019年7月9日優(yōu)步在紐約推出“優(yōu)步直升機”（Uber Copter）服務(wù)以及在圣地亞哥開始“優(yōu)步送餐”（UberEat）無人機送貨演示，優(yōu)步正在踐行Elevate的第一個要素，積累按需運營的經(jīng)驗，同時開始了解優(yōu)步空中出租車客戶的需求。

在2019年6月10日至11日華盛頓舉行的Elevate峰會上，優(yōu)步（Uber）宣布將于2020年開始演示飛行，并在2023年提供有限的商業(yè)服務(wù)。優(yōu)步選擇澳大利亞墨爾本作為其第三個試點城市和第一個國際市場，緊隨達拉斯/沃斯堡和洛杉磯之后。

優(yōu)步選擇固定基地運營商SignatureFlight Support在其私人航空終端提供地面運營和直升機機場基礎(chǔ)設(shè)施，首先從H elifite運營“優(yōu)步直升機”（UberCopter）服務(wù)開始，位于曼哈頓市中心/華爾街直升機停機坪和約翰.F.肯尼迪國際機場之間。

美國初創(chuàng)公司Jaunt Air Mobility憑借其減速旋翼運行速度飛機（ROSA）被優(yōu)步指定為第五家電動垂直起降飛行器開發(fā)合作伙伴。與此同時，優(yōu)步推出了其首個空中出租車客艙概念，該概念是與賽峰客艙（Safran cabin）的ZEO設(shè)計工作室共同開發(fā)的。

優(yōu)步Elevate車輛系統(tǒng)工程總監(jiān)馬克·摩爾表示：“我們確信了解如何執(zhí)行到2023年的關(guān)鍵路徑。我們正在整個系統(tǒng)中取得進展。不僅是車輛業(yè)務(wù)，所有業(yè)務(wù)都必須在正確的時間集合在一起?！?/p>

優(yōu)步仍面臨挑戰(zhàn)，包括6月9日在曼哈頓一棟大樓樓頂發(fā)生致命的直升機墜毀事故所引發(fā)的安全問題。同時，波音公司透露，其乘用飛機（PAV）的eVTOL原型機在無人駕駛測試期間，一個電動升降電機發(fā)生故障，導(dǎo)致乘用飛機從20ft（6m）處墜落而損壞。該原型機由波音公司子公司極光飛行科學(xué)公司開發(fā)，是優(yōu)步合作伙伴之一。

馬克·摩爾說，與2018年洛杉磯峰會的主要不同之處在于，原型機正在飛行?！叭ツ晡也荒苓@么說，”這使他有信心2020年將有車輛開始演示飛行。

馬克·摩爾說，要開始測試，“我們要求車輛至少能滿足噪聲水平，同時還要有適當?shù)男阅芎桶踩匦??；A(chǔ)設(shè)施已經(jīng)準備就緒，需要社區(qū)參與，為此我們需要測量聲學(xué)特征?！?/p>

馬克·摩爾說，大量的網(wǎng)絡(luò)模擬已經(jīng)驗證了優(yōu)步的車輛規(guī)格。目前已明確的部分包括：4名乘客和1名飛行員，時速150mi（240km），沖刺距離25mi（40km），最大航程60mi（96km），噪聲程度與輕型渦輪直升機相比降低15dB，兩次航班之間電池充電率為2C。

由于電力推進的能源和維護成本較低，在2000小時/年的飛機利用率下，飛機運營成本目標是700美元/小時，包括電池攤銷，而貝爾407G×i輕型渦輪直升機的運營成本幾乎是1200美元/小時。“我們有信心做到這一點，”他表示。

優(yōu)步對多種不同的鋰離子電池進行了實驗室測試，確定了部分候選電池，它們將在壽命結(jié)束時提供電池組級的能量密度，定義為剩余容量的85%，在用于演示時能量密度為160Wh/kg，在投入使用時為180Wh/kg，兩年后為195Wh/kg。摩爾說：“我們不會測試任何不能在兩年內(nèi)投入批量生產(chǎn)的電池?！?/p>

馬克·摩爾還指出，根據(jù)FAA第23部小型飛機規(guī)則修訂版，以及第27部輕型直升機規(guī)則和行業(yè)標準及特殊條件等要素，到2023年實現(xiàn)eVTOL認證有徑可循。馬克·摩爾表示，電池認證標準之間存在“明顯鴻溝”。優(yōu)步在峰會上召開研討會，希望能在2019年底前完成對行業(yè)標準的規(guī)范?！盀榱嗽?023年投入服務(wù)，我們需要在2020年底前統(tǒng)一標準?，F(xiàn)在的壓力是解決各標準之間的分歧?！?/p>

歐洲航空安全局（EASA）建議eVTOL空中出租車達到與商用飛機相同的10-9的災(zāi)難性故障概率，但優(yōu)步正在推動“安全總水平”概念，力爭使空中出租車的安全水平達到10-8概率，這一目標的實現(xiàn)成本將會低一些?！癊ASA的草案建議達到10-9的概率，但沒有提供依據(jù)”。

馬克·摩爾表示，優(yōu)步已經(jīng)建立了一個“令人信服的案例”來說明為什么10-8的概率（包括承受電傳操縱復(fù)雜的代價）對于車輛系統(tǒng)來說已經(jīng)足夠。他認為，“相比武斷地指定10-9為安全級別”，通過自動化操作和簡化車輛操作來降低操作員的錯誤率，將是一種更有效的提高安全性的方法，

認證問題只是優(yōu)步的Elevate汽車合作伙伴所面臨的數(shù)個挑戰(zhàn)之一。五家合作伙伴中至少有三家尚未籌集資金使其車輛進入認證和生產(chǎn)階段。斯洛文尼亞蝙蝠公司（Pipistrel）在峰會上展示了其801型升力風(fēng)扇車輛，并表示將在2019年底前開始建造這款自籌資金的原型車。蝙蝠公司計劃在首次試飛后發(fā)起籌款活動。

另一家合作伙伴凱瑞姆飛機公司（Karem Aircraft）表示，已經(jīng)組建了一個團隊，使其“蝴蝶”（Butterfly）四旋翼電動垂直起降飛機獲得認證和生產(chǎn)。凱瑞姆公司總裁本·蒂格納說：“我們對現(xiàn)狀感到滿意”。本·蒂格納把這些前景尚不確定的合作伙伴描述為“隱藏在視線中的大公司?！盝aunt公司CEO凱登·斯坦齊奧表示，Jaunt到目前為止是自籌資金，但公司與霍尼韋爾及凱旋集團是合作伙伴。

隨著優(yōu)步越來越接近2023年在達拉斯、洛杉磯和澳大利亞墨爾本推出城市空中出租車服務(wù)的目標，如何發(fā)展良好的空中交通管理模式，以支持低空電動垂直起降飛機在未來空中機場之間穿梭飛行，正在變得越來越重要。

NASA航空研究所代理所長帕里姆·科帕德卡在第三屆優(yōu)步Elevate峰會開幕日上發(fā)表演講：“以前是在會議最后一天才討論空域問題。但現(xiàn)在我們已經(jīng)取得了長足的進步?！迸晾锬贰た婆恋驴ㄊ荖ASA無人機系統(tǒng)小型無人機交通管理（UTM）項目的負責人。

工程師們在峰會上表示，優(yōu)步正在構(gòu)建地面拼車平臺和應(yīng)用程序，以引入基于UTM模式的空域服務(wù)。優(yōu)步正在FAA的無人機集成試點計劃下，在圣地亞哥開展“優(yōu)步送餐”無人機送貨演示，期間將測試概念和通信協(xié)議，并尋求根據(jù)第135部法規(guī)作為租用航空公司運營。

優(yōu)步計劃，當其傳統(tǒng)直升機服務(wù)——由HeliFlite運營的“優(yōu)步直升機”（Uber Copter）——于7月開始在曼哈頓市中心、華爾街的直升機坪和約翰·肯尼迪國際機場之間飛行時，以影子模式運行UTM服務(wù)應(yīng)用程序。

理想的“優(yōu)步空中出租車”（ UberAir）系統(tǒng)被設(shè)計成一個節(jié)點到節(jié)點的基礎(chǔ)設(shè)施，在宏觀層面上基于戰(zhàn)略定位的空中機場。離地約500ft（152m）至1000ft（305m）的空域為空中通道，相互連接形成空中航線網(wǎng)絡(luò)（Skylane Network）。

優(yōu)步先進空域業(yè)務(wù)部首席工程師埃里克·穆勒說：“對于每個城市，我們的理念是自動生成不同空中通道網(wǎng)絡(luò)的‘劇本，每個劇本都將針對不同的場景進行優(yōu)化，包括早晚、高峰時段的交通模式、夜間運營等，”

埃里克·穆勒補充說：“備選的空中通道網(wǎng)絡(luò)的劇本可以與利益相關(guān)方共享，包括當?shù)厣鐓^(qū)、空中交通管制設(shè)施和監(jiān)管機構(gòu)。從這些劇本選項中實時選擇適合當前條件的最佳空中航線網(wǎng)絡(luò)，并在必要時將更改通知到利益相關(guān)方。”

優(yōu)步基于云計算的應(yīng)用套件“Elevate云服務(wù)”（ECS）將在車輛層面上追蹤和管理運營情況。ECS功能已在圣地亞哥應(yīng)用，它可以自動選擇兩個地點之間的路線，提供基于飛行器性能模型的軌跡預(yù)測，計算經(jīng)估計的到達時間（ETA），并使用實際遙測數(shù)據(jù)對預(yù)測軌跡進行符合性監(jiān)控。飛行偏差會觸發(fā)系統(tǒng)動態(tài)更新航路，生成新的軌跡預(yù)測并更新ETA。

優(yōu)步先進空域業(yè)務(wù)部資深工程師克里斯塔貝爾·波森說：“‘優(yōu)步直升機（Uber Copter）飛行不僅可讓我們在現(xiàn)實世界中學(xué)習(xí)和操作，還能以影子模式來改善和優(yōu)化高級的ECS功能。展望未來，規(guī)?；倪\營將不需要飛行員來駕駛飛機，ECS功能將推動這一操作。”

（李悅霖編譯自AW& ST，2019-6-14）