【小哈划重点：飞行汽车不是新概念，早在近百年前的1926年《科技新时代》（Popular Science）杂志就提出了“Rides both roads and air”的愿景；使用传统发动机也可以驱动螺旋桨飞行器在城市内飞行......】
1997年，吕克贝松用一部《第五元素》描绘了上世纪末人类对未来城市的设想。片中2259年的纽约城市风貌与1997年相差无几，但在高楼之间分层穿梭、秩序井然的飞行汽车却给观众留下了深刻印象，以至于每当人们被堵在路上的时候，许多人都希望能够像驾驶飞行汽车一样超越拥堵路段直达终点。
随着电推进技术在航空领域的快速发展，这一设想可能成为现实，城市空运（Urban Air Mobility, UAM）已经成为航空业的热门创新领域。根据德国咨询机构Horvath & Partners的研究预测，2025到2049年全球将有240个城市大规模应用飞行出租车；2035年时，全球飞行出租车的数量可能超过23000架。目前，空客和波音等飞机制造商、罗尔斯罗伊斯等发动机制造商、西门子等系统供应商、Uber等运营商都已投入了相关研发计划，以应对这一新兴市场的首轮竞争。虽然还面临适航、空管等诸多问题，但可以确定我们无需等到2259年那么久远。
1. 电推进技术让城市空运成为可能
飞行汽车不是新概念，早在近百年前的1926年《科技新时代》（Popular Science）杂志就提出了“Rides both roads and air”的愿景；使用传统发动机也可以驱动螺旋桨飞行器在城市内飞行，例如小型直升机，在东京等大城市的高层建筑顶部有数百个直升机停机坪。
但传统动力形式飞行器具有几个缺点，使其难以在城市中广泛应用。第一，噪声巨大，传统活塞或涡轴发动机驱动一个大直径螺旋桨高速旋转会产生极大的噪声，笔者曾经在非洲坐过ATR-72支线客机，起飞时两台PW124涡桨发动机会让降噪耳机形同虚设，类似的，很难想象城市里能容忍窗外传来直升机旋翼的轰鸣。第二，尾气排放，汽车尾气排放的标准都要从国五升级为国六了，对于城市内运行的飞行器而言，尾气污染物排放控制自然也是一个难题。第三，经济性和维护性，燃油驱动的频繁起降短距飞行需要消耗大量燃料，而且传统发动机结构复杂，具有大量活动部件，需要频繁维护。
电推进技术完美地解决了上述难题，首先，电机驱动螺旋桨可采用分布式布局，采用多个较小尺寸的螺旋桨可显著降低噪音，电推进系统本身也极为安静，可类比电动车的运行。第二，采用电池作为储能元件，无尾气排放。第三，能源成本大幅下降，国外企业分析表明，对于10名乘客、100英里的飞行，传统飞机大致要消耗400美元的燃油，而电动机消耗仅12美元的电能；由于电机系统结构远比传统发动机简单，其维护成本也会大大降低。
电推进技术以其高效率、低排放、低噪声的显著优势，为城市空运发展带来了新的机遇。
2. 像乘出租车一样空中出行
《第五元素》中的飞行汽车可能并不遥远，目前许多企业都致力于发展城市空运飞行器及相关服务。
例如大家都很熟悉的美国优步公司（Uber），该公司于2016年针对城市空运需求提出了Uber Elevate体系，并于2017年和2018年连续召开了2届Uber Elevate峰会，旨在通过与政府、企业和学术界合作，推出适用于城市空运的共享电动垂直起降飞行器交通服务Uber Air。该城市空运服务计划于2020年开展测试，并在2023年投入“按需运营（On-demand flight）”。优步合作伙伴提出了多个城市空运飞行器概念图。与此同时，空客、罗尔斯罗伊斯等公司也纷纷在这一领域布局。
3. 城市空运还面临诸多挑战
城市空运作为一个新兴航空领域，尚面临电池能量密度等技术挑战，同时相较于传统飞机行业，在安全性、适航认证、空域使用和空管等方面也需要克服许多困难。
（1）电池
正如许多消费者对电动汽车的担忧一样，电池也是限制城市空运飞行器航程和航时的关键因素。一方面，电池技术的发展会逐步改善这一制约问题；另一方面，类似汽车混合动力，飞机也可以选择混合电推进技术，只不过相较于电池而言其技术更为复杂。
（2）安全性
作为一种需要每天在城市上空进行大量低空飞行的空中商业运输，城市空运飞行器需要达到相应的安全级别，安全设计是其关键因素。
（3）适航认证
对于飞行器而言，适航认证是投入市场的必要条件，然而对于城市空运飞行器，目前还没有适用的认证规章。
分布式电推进、混合电推进、自动飞行控制等技术都需要特别的适航要求，目前使用仍在开发中的行业标准对这些新型飞行器进行认证。欧洲航空安全局(EASA)和美国联邦航空管理局(FAA)正在为此进行努力。
（4）空域使用和空管
城市空运需要使用现有空管系统以外的城市低空空域，需要制定相应的管理制度和先进的空管技术，以保证飞行安全。
（5）基础设施
城市空运需要相应的基础设施，包括停机坪、充电装置、与其他交通方式的驳接设施等。
由建筑设计师Pickard Chilton和Arup公司设计的“Sky Tower”基础设施
目前城市空运领域吸引了来自全球各地工业界、学术界和资本的广泛关注，但该领域的发展尚处于非常初步的阶段，面临着广泛的技术、运营和政策挑战，一方面飞行器、新型空管等技术尚不成熟，另一方面政府和监管机构需要相应指定政策、法规，这一行业未来的发展取决于制造商、运营商和监管机构的共同努力。但是，可以预期飞行汽车穿梭于城市上空已经为期不远。
（文章部分插图未收录）
