亚马逊、优步和其他科技巨头希望用小型自动驾驶飞机 заполнить 天空，运送包裹和人员往返各地。为了实现这一目标，这些 роботизированный 无人机——也称为无人驾驶航空系统 (UAS)——需要空中交通管制系统，以防止它们撞到建筑物、有人驾驶飞机或彼此相撞。美国国家航空航天局 (NASA) 正在与其他几个组织合作开发一个 UAS 交通管理 (UTM) 网络，该组织计划明年完成测试。特别是优步，在 UTM 的成功上寄予厚望——这家叫车服务公司上周发布了几项公告，以推广其拟议的uberAIR 出租车服务。然而，关于任何监控和管理系统是否以及何时能够处理预期的大型自驾飞机数量，仍然存在重大问题，这些飞机将长距离飞行，运送从披萨到乘客的一切物品。
至少优步赞同 NASA。该公司在 5 月 8 日和 9 日于洛杉矶举行的 Elevate 航空会议上 宣布，它已签署一项协议，向 NASA 提供有关其为达拉斯-沃斯堡规划的首个 uberAIR 服务的详细信息和数据。作为回报，该机构将使用优步的数据来制作小型载客飞机在交通高峰期飞越德克萨斯州大都会区的计算机模拟。优步将分析这些模拟，以帮助规划达拉斯以及洛杉矶和迪拜（其他希望在 2020 年前开始测试 uberAIR 的城市）已经拥挤的天空中的空中出租车管理。
优步的目标是城市人口超过 200 万且密度超过“每平方英里 2,000 人”的城市，根据 优步网站 上的文件。这些城市还必须具有大型且分散的布局，以便空中出租车“以每小时 240 至 320 公里的速度提供显著的节省时间优势”。该公司还指出，航班将“从节点到节点，而不是点对点”，这意味着将有特定的——而不是随机的——接送站点。
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优步还在其 Elevate 会议上公布了电动飞机的设计规范，这些飞机将成为 uberAIR 的主力，该公司希望在 2023 年全面推出。优步希望垂直起降飞行器能够以高达约 320 公里/小时的速度，在约 300 米的巡航高度，在屋顶“空中港口”之间飞行，这些专用平台允许空中出租车尽可能靠近客户的最终目的地起飞或降落 (pdf)。这些飞行器需要在单次电池充电后行驶长达 100 公里，并配备四组专门用于起飞和降落的电动螺旋桨。第五个螺旋桨——在尾部——将在飞行器升空后提供前进动力。该公司计划在某个时候自主驾驶出租车，但该服务最初将使用人类飞行员。
异想天开？
NASA 于 2015 年开始 UTM 的工作，以确定帮助无人机在高达 120 米的高度安全飞行的技术和程序——该空域通常不受联邦航空管理局 (FAA) 的监控。四阶段 UTM 计划从 在农村地区进行的示范飞行 开始——在这些地区，UAS 不允许飞出飞行员可以看到它们的范围——并已发展到 更雄心勃勃的测试，这些测试扩展了飞行员和飞机之间的距离。NASA 正在调查空域设计（例如创建航线或跑道）和地理围栏软件，该软件使用 GPS 或无线电信号来防止无人机飞越某些区域。今年，NASA 正在测试在人口适中地区保持这些飞机之间安全间距的技术。明年的最后阶段将侧重于人口密度较高的城市地区的 UAS 运营，用于新闻采集和包裹递送等任务；FAA 目前不允许无人机在人群上空飞行。一旦测试完成，NASA 将把 UTM 移交给 FAA，以便与现有的有人驾驶飞机空中交通管制一起实施。
安柏瑞德航空大学全球航空学院副教授 大卫·艾森 说，自动化 UAS 空中交通管制在准备好日常使用之前还有很长的路要走。一些传感和通信技术将安装在地面上，而其他设备将安装在飞机本身上，以广播坐标、图像、高度范围和其他数据，以帮助无人机与周围环境保持安全距离。“问题是，如果我们同时在空中有很多无人机，我们如何防止这些系统不堪重负？”艾森说。
NASA 空中运输系统高级技术专家兼 UTM 项目首席研究员 帕里马尔·科帕德卡 说，即使在 UTM 完全测试后，FAA 也可能需要数年时间才能实施一个能够快速扩展以适应美国各地商业无人机送货服务预期需求的系统。科帕德卡说，目前任何给定时间都有多达 6,000 架无人机在美国空域飞行，但一旦 FAA 向基于无人机的商业开放天空，这个数字在某些地方可能会增加 100 倍。作为未来趋势的迹象，美国交通部 上周宣布了 10 个地点——包括阿拉斯加州、北卡罗来纳州和俄克拉荷马州——作为其无人机整合计划的一部分，这些地点将允许比联邦航空监管机构通常允许的范围更广泛的测试，包括在夜间、人群上方以及超出操作员视线范围飞行无人机。
容纳大量在空中数十米处嗡嗡作响的送货无人机已经够困难了，但自驾出租车带来了几个“有趣的挑战”，科帕德卡说。这些挑战包括对空中出租车进行安全认证，确保这些车辆的噪音不会 раздражать 它们所服务的社区，安装网络安全措施以防止黑客攻击，以及将通勤交通与现有的飞机和直升机运营相结合。在美国空域注册飞行的无人机数量已经是有人驾驶飞机的 10 倍，并且在城市地区，物流变得更加复杂。“我们通过飞行测试了解到，如果您在风或上升气流非常强烈的区域运行，您的车辆可能会剧烈颠簸——高达 [30 米]，”科帕德卡说。“我们还了解了高海拔对性能的影响，因为空气稀薄寒冷，这意味着电池的续航时间不如靠近地面时那么长”。他补充说，除了这些考虑因素外，运营商还必须制定在拥挤区域发生故障或紧急情况时安全着陆的计划。
FAA 将分阶段推出 UTM，首先是低空授权和通知能力 (LAANC) 系统，该系统将提供全国范围内无人机空域授权请求的近实时处理。“使用 LAANC，我们的目标是将审批流程从 90 天缩短到仅需 90 秒，”航空系统制造商 泰雷兹空中交通管理美国公司 的战略和业务发展总监 弗兰克·马图斯 说。该公司正在与 NASA、雪城大学和 FAA 纽约州 格里菲斯国际机场 测试基地合作，帮助开发 UTM，包括 LAANC。FAA 于去年 11 月开始测试 LAANC 原型系统，并计划在今年将其推广到近 300 个空中交通设施，覆盖约 500 个机场。
天空才是极限
对于亚马逊首席执行官杰夫·贝佐斯来说，NASA 的 UTM 是一项受欢迎的进展，自从他在 60 分钟 节目中提出这个想法以来，他就一直在宣传他公司的无人机送货服务。亚马逊不愿等待美国监管机构赶上公司的计划，于 2016 年 12 月成功完成了首次八旋翼飞行器——由八个小型旋翼推进——向 英国剑桥 的一户人家交付亚马逊 Fire TV 流媒体媒体播放器（重约 280 克）和一袋爆米花。航运企业 UPS 和 DHL 正在测试类似的服务。
其他公司正在与优步的空中出租车雄心壮志竞争。3 月，Kitty Hawk——一家由谷歌联合创始人兼 Alphabet 首席执行官拉里·佩奇运营的初创公司——推出了其 Cora 自动驾驶空中出租车，该公司计划首先在新西兰推出，尽管尚未发布官方时间表。1 月 31 日，空中客车 的 Vahana 单人电动垂直起降飞机在俄勒冈州彭德尔顿的一个试验场上空飞行了约五米。5.8 米长、726 公斤重的 Vahana 的首次航行持续了不到一分钟。大约一周后，中国无人机制造商 亿航 发布了其亿航 184 四旋翼载人无人机进行试飞的视频片段。该公司声称已经进行了 1,000 多次载客试飞，飞行高度高达 300 米，飞行距离远达 15 公里，飞行速度高达 130 公里/小时，有时载重超过 230 公斤。9 月，迪拜道路和交通管理局使用德国无人机制造商 Volocopter 的 18 旋翼电动原型车举行了该国首次公共空中出租车飞行。
尽管取得了这些成功，但安柏瑞德航空大学的艾森仍然持怀疑态度。“人们拥有或乘坐载人无人机的想法就像每个人都梦想拥有飞行汽车一样，”他说。“他们有这些 [原型载人无人机] 玩玩是很酷，但从实际的角度来看，仍然有很多领域需要解决，”他说。即使是送货无人机也必须等到足够的安全措施到位。“我仍然认为，如果亚马逊幸运的话——意味着他们没有撞到飞机或杀死某人——亚马逊所设想的还需要 10 年才能实现。”
即使是 NASA 的科帕德卡也承认，未来几年无人机送货的前景仍然悬而未决。“猜测不是一项很好的运动，”他说。“[有些人] 说有可能在某些地点，但不是所有地方，拥有点对点的空中出租车。这对于经济效益来说足够吗？这是一个个别公司必须解决的问题，[尽管] 似乎存在市场。技术上是否可行，这就是我们正在研究的。”