汽車飛上天 ! 飛行車商機旺,台灣產業做好準備?

飛行車(Flying Car)在最近二年逐漸成為新科技應用焦點。尤其是2016年10月,國際知名的行動叫車服務公司Uber發布一份《Fast-Forwarding to a Future of On-Demand Urban Air Transportation》的研究報告後,頓時引起更多人對飛行車的注目。

從功能與運作方式來分析,廣義的飛行車包括兩種類型:第一種是同時具備地面道路行駛與空中飛行能力的兩棲運輸工具,也是名符其實的「飛行車」。第二種則是具有垂直起降功能的輕型飛行器,並不具備地面道路行駛功能,Uber報告中的新型飛行器就屬於這類,亦可稱為輕型垂直起降飛行載具(L-VTOL)或個人垂直起降飛行器(P-VTOL)。

雖然Uber的飛行車仍在縮尺模型機階段,預計2020年完成展示用機。不過德國新創公司Lilium Aviation的Lilium Jet原型機已經在2017年4月20日完成首次試飛。Lilium Jet使用分散式推進動力設計,由36組小型電動馬達-螺旋槳組作為舉升與推進動力。在起降時,位於主翼上方的電動螺旋槳會旋轉90度來提供升力。因為採用定翼構型設計,Lilium Jet巡航速度高達300公里/小時,遠高於其他採多旋翼構型設計的載人飛行器;同時航程也能達到300公里。Lilium Aviation也在研製另一款更大、承載人數更多的輕型垂直起降載人飛行器。


台灣產業界可與國際大廠合作,掌握飛行車商機。(圖/路透) 

像目前已逐漸成熟的電動車與無人駕駛車一樣,原型機試飛成功只是建構商業化產業鏈的開始。無論是要實現Uber提出的都市或城際間空中客製需求式移動服務,具備使用彈性的緊急救難與醫護用飛行器,或是私人公司與個人使用的通用航空器,L-VTOL/P-VTOL仍有許多 技術挑戰與運作環境基礎建設等議題需要克服。包括:在符合航空法規要求下,保證飛行器的使用安全性;同時在推進動力、儲能系統、飛行控制與駕駛、速度與航程、酬載、噪音與污染排放等性能要求上都能夠滿足目標市場應用需求。

此外,需建立完整的載具生產供應鏈,包括研發與製造、驗證與測試、標準與規範、運作與維護。同時要 將載具購置與維運成本控制在客戶可接受範圍內。也要在符合航空法規及滿足地區空域運輸管理能力條件下,建立成熟、穩定的商業模式。要克服這些挑戰,必須從多種技術方案研發著手。例如:具有高單位重量輸出功率(kW/kg)及運轉可靠度的電動馬達;具備安全、可靠、具有高單位體積與單位重量的儲能系統與充能裝置。用於製造載具的高強度、輕量化材料與製造加工技術;能滿足功能、安全與成本需求的載具構型設計。低汙染與低噪音的動力系統(包含引擎、馬達及螺旋槳)。更簡易、可靠的載具飛行操控方式。具應用潛力、可靠 的自主飛行或輔助駕駛解決方案,甚至是更有效率的機隊管理與空域 交通管制系統。

在台灣過去的航空產業發展歷程中,由於未能掌握中小型民用與商用飛機領域中的整機研製商機,因此現階段產業發展重心是成為國際大廠供應鏈中的一環。而隨著L-VTOL/P-VTOL商機逐漸興起,台灣航空產業也許有機會能改變這種狀況。

未來台灣在發展L-VTOL/P-VTOL產業上有兩大機會:第一,台灣自行研發或與國際廠商合作,發展具獨特性與用途的完整載具與支援系統,並透過自主品牌或整機代工模式來爭取市場。由於完整載具研製所涉及的投資風險相當高,不過潛在商業利益也十分龐大,但需要更深入考慮的則是研發投入(特別是人與資金)、可能的產品出海口,以及取得國際航空器飛行認證所需要花費的時間與資源。因此若能透過早期合作,參與國際公司的整機研製計畫,是較可行的選擇。

第二,在動力系統(馬達與電池模組)、航空電子、輔助駕駛與自主飛行解決方案(包括硬體與軟體)、機體結構等領域,在研發與製造方面成為國際廠商合作開發商與供應商。台灣目前在小型飛機與直 升機製造,航太零組件(金屬與複合材料),以及汽車電子、電動車動力系統(例如馬達)方面都已有產業基礎及相當的國際市場競爭力。國內研究法人與業界也持續在輕量化高效能馬達、自主駕駛/自動輔助駕駛、高儲能電池、氫能與燃料電池等方面的技術進行研發。依據台灣在車用電子與電動車國際供應鏈發展經驗,如果能在終端載具早期發展階段參與國際合作,會更有機會成為商品化產品供應商。因此,台灣可以借助過去在電子、汽車、航太產業領域的經驗與能力,透過成本、品質與合作研發等條件爭取成為國際客戶的最佳合作夥伴。

如果台灣想要掌握未來可能改變全球航空產業與交通運輸形貌的L-VTOL/P-VTOL產品與服務應用商機,台灣各界應積極行動:建議由業界籌組技術與產品研發聯盟、創新服務應用發展聯盟,透過持續與國際主要廠商及新創公司交流,爭取提供零組件與製禳服務,甚至是直接投資參與研發計畫等多種方式,擴大參與國際研發計畫與加入逐漸形成的供應鏈。此外,政府部門建立平台協助業界與國際廠商交流,並且透過更充裕的計畫經費支持學、研界,選擇具發展潛力的技術與產品進行研發,以作為支持國內廠商爭取全球商機的後盾。政府也可及早在法規與基礎設施方面做準備,以支持空中客製需求式移動服 務發展。(作者為工研院產經中心(IEK)經理) 

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