源于他与罗伊斯的一个约定(汽车、无人机与国运)

在中国汽车产量和销量超过美国之前,美国是无可置疑的汽车超级大国。美国至今依然是汽车超级大国,汽车对美国的经济、科技、文化和美国崛起的作用是怎么说都不过分的,美国作为“轮子上的国家”名不虚传。

源于他与罗伊斯的一个约定(汽车、无人机与国运)

在中国之前,美国是名不虚传的汽车超级大国

但汽车不是在美国发明的,美国甚至不是最早的“汽车大国”。汽车是德国人卡尔·奔驰在1885年发明的,以他的名字命名的汽车至今依然是世界上最重要也只资格最老的汽车品牌之一,以至于奔驰在恭喜宝马100周年的时候,调侃道:“第一个30年挺寂寞的,”因为奔驰比宝马早30年。

源于他与罗伊斯的一个约定(汽车、无人机与国运)

宝马100周年的时候,奔驰还调侃了一把。没办法,老资格就是可以欺负人

在发动机是汽车的基础。汽油机在热力学循环上,成为奥托循环发动机,这是尼古劳斯·奥托发明的(还有其他人声称更早发明,但现在约定俗成为奥托);柴油机又称狄塞尔发动机,是鲁道夫·狄塞尔发明的。又是德国人。

这也是欧洲在科技和工业制造上领导世界的时代,李鸿章到欧洲一路仰望,美国人在欧洲也被看成乡巴佬。英国、法国、意大利都是早期汽车大国,劳斯莱斯首先是以可靠性著称的。1907年,英国人Claude Johnson开着一辆劳斯莱斯“银魔”,一口气狂飙10000英里(约16000公里),但太可靠了,所以接着开到15000英里(约24000公里),一路没有抛锚。最后停车时,特意在彻底铺上白布,以证明没有跑冒滴漏。

源于他与罗伊斯的一个约定(汽车、无人机与国运)

劳斯莱斯“银魔”豪华舒适,最重要的还是可靠,这成为列宁最青睐的座驾

法国汽车的名望也比今天高得多,查尔斯·罗尔斯与亨利·罗伊斯合伙创立劳斯莱斯(旧译名罗尔斯-罗伊斯,由于香港影响,现在汽车品牌用劳斯莱斯的称呼,航空发动机依然用罗尔斯-罗伊斯的称呼)之前,就是经销法国标致和比利时米娜瓦汽车的。阿尔法-罗密欧的第一个工厂也是法国人投资建立的,恩佐·法拉利为阿尔法-罗密欧打工还是后来的事。

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美国的汽车超级大国不是因为发明了汽车,而是因为发明了白菜化的汽车

但亨利·福特颠覆了欧洲主导的汽车世界旧秩序,流水线生产极大地降低了成本,使得产业工人都能负担购买福特T型汽车。极大扩大的消费者基础带来更加强劲的生产需求,美国汽车及连带的钢铁、橡胶、玻璃、皮革工业急速扩大为美国工业中坚。整个社会流动起来,带来人口和资源的最优配置和城市化,南北战争后的美国统一是美国崛起的必要条件,福特流水线和第二次工业革命是美国崛起的充分条件。这以后,美国崛起就势不可挡了,二战只是打开了通向王座之路的门锁,否则美国也会自己把门撞开的。

与豪华、精致、优雅的欧洲汽车相比,美国汽车粗陋、皮实、实用,福特、雪佛莱、道奇至今依然是这样的品牌形象。美国汽车也试图向高端发展,但在美国市场之外,卡迪拉克、林肯和曾经的派卡德都是“二等人”,不够纯血,“自封一等人”杜森堡在大萧条时代就早夭了。实际上,单从品质来说,卡迪拉克第一个推出V16发动机,杜森堡在豪华和品质方面不逊于劳斯莱斯,派卡德得到斯大林的青睐,但俱往矣,只有卡迪拉克还在以“一流品质、二流价格”接着混。

源于他与罗伊斯的一个约定(汽车、无人机与国运)

福特使得汽车成为美国居家必备,而不再是有钱人的玩物。这是1916年一场棒球赛的外面

如今人们说起美国汽车,首先想到的是密西根和底特律。但在30年代前,美国汽车工业实际上是双中心,另一个在印第安纳,杜森堡、奥本等历史品牌就来自印第安纳。相对来说,底特律汽车更加平民,印第安纳汽车更加豪华。显然,平民化的美国汽车才生存了下来。

但美国汽车在价位和品质上平民化,不等于在技术上平庸化。制造上的流水线、标准化、大量采用锻压件不说,大马力低成本V8发动机、自动变速器、流线形外形(1934年克莱斯勒Airflow首创)也是例子。美国汽车并不是靠价廉做大的,而是靠面向平民做大的。

汽车在欧洲是有钱人享乐和炫耀的玩物,所以从豪华轿车和跑车两路下手。汽车在美国是平民的出行和生存的工具,所以以拉上一大家子或者干活的工具、材料为主,小作坊主和农场主最爱的皮卡诞生于美国,这是再自然不过的事情。装上轮子的美国从此把欧洲抛在身后的尘土之中。

时间快进到21世纪,无人机成为新事物。谁也说不好无人机是否能形成汽车那样的颠覆性影响,但无人机的世界还广阔得很,无人机可能对物流造成颠覆性的影响,尤其是中近程物流,“最后100公里”到“最后1公里”的那种。如果说制造业是造血机的话,物流就是血液系统了。直接因为肝病而死的人其实不多,但心脏不跳了,血流停止了,立马死翘翘,其实脏器或者肢端血流不畅,也是什么病都来了,不死也活不舒坦了。

源于他与罗伊斯的一个约定(汽车、无人机与国运)

无人机送货在技术上不难,现在主要是法律、盈利等方面的问题

源于他与罗伊斯的一个约定(汽车、无人机与国运)

比快递更大的天地在于中近程货运,可以极大地加速物流周转

无人机不是中国发明的,无人机也不那么新了,玛丽莲·梦露还没有出道的时候,就是在二战时代制造无人靶机的工厂里被拍摄战时宣传照的摄影名记发掘出来的,那时还用本名诺玛·金。无人机的历史是很长的一段故事,有过很多高光时刻,但无可置疑的是,直到大疆等一众中国厂商把无人机白菜化了,无人机还局限在军事、科技等有限领域。在某种程度上,大疆对无人机世界的推动好比福特对汽车世界的推动一样。

在乌克兰战争中,俄军没有发挥无人机的作用,成为坊间很多诟病的主体,对“换上中国会怎么打”的话题,无人机也无疑是大头。

无人机其实是很大的世界,大疆的可见度高,但只占据了小型和微型多旋翼无人机这一块。休闲性质的“飞行的摄像头”也只是无人机应用的一部分。

从大疆级无人机开始,中国无人机像福特汽车一样,进入了白菜化时代,而且迅速从玩具时代进入了生产性时代。现在,中国可能拥有世界最大的农用无人机群,在播种、施肥、喷药方面大量使用,在病虫害、收成、水旱评估方面更是驾轻就熟。无人机也用于查线、勘察、高空设备检查等。这些也是多旋翼的,使用简单,载重量和续航时间方面有限制,但很适合分布式的农田作业。

但接下去最有潜力的发展方向可能是无人机货运。

在新冠疫情中,有些地方已经试点过无人机快递。在技术上,无人机快递已经没有不可克服的问题,需要解决的是法律和安全问题,像空中避撞、飞行走廊、城市噪声和景观污染、私密保护、财物保护、坠毁赔偿等。

考虑到中国的快递行业规模,这是很大的市场,但更有潜力的是更大的无人机货运市场,这可以代替很多高价值大吨位货物的商业货运,从几吨到几十上百吨,从几十公里到几百上千公里,中国已经有很多公司在研究这些东西了,这可能引出下一波无人机技术的革命。

多旋翼用于“最后1公里”还行,“最后100公里”可能需要固定翼-多旋翼混合、倾转旋翼-多旋翼混合等新型气动布局,重点在可以垂直起落,或者极短距起落,但巡航状态以固定翼为主,提高速度和航程,更是提高载重量,但电池动力就不够给力了。传统的涡轮动力当然可以,但回到传统飞机的气动布局,很难利用多旋翼提供的各种可能性,倾转旋翼的机械复杂性则“谋杀”了物流无人机低成本的一切可能。可能需要涡电动力来提供足够的动力,但同时保留电动的种种好处。或者混合动力,垂直起飞、着陆用电动多旋翼,主推进还是用涡轮发动机直接驱动。

源于他与罗伊斯的一个约定(汽车、无人机与国运)

源于他与罗伊斯的一个约定(汽车、无人机与国运)

这样的固定翼-多旋翼混合构型可以用电动升力旋翼和涡轮发动机直接驱动推进螺旋桨的方式

源于他与罗伊斯的一个约定(汽车、无人机与国运)

这样的倾转旋翼要涡电的话,电功率要求较高,可能涡轮发动机直接驱动还容易些

涡电就是把燃气轮机发电搬上飞机,把燃气轮机功率大、体积小的特点和电动分布式驱动的特点结合起来。概念上不复杂,实现上挑战很多。

首先需要有适合的燃气轮机。航空发动机曾长期是中国航空之痛,但现在中国已经踏在“航发自由”的门槛上了。用于无人机,可靠性要求可以适当降低一点,技术上可以激进一点,有利于率先采用新技术、新材料、新工艺。大量的研制和生产实践还可以“溢出”到“正规”航发公司。中国现在有能力研发和制造航发的公司就那么几个,无人机用的小功率燃气轮机的门槛低,有望带动一大批新企业入行,就像无人机行业一样,早就超过几家“正规军”了,大疆就是“草台班子”出身的。在美国汽车在草创时代也是这样的,雨后春笋一样的汽车公司百舸争流,快速推进技术发展和市场发展,而不是让少数几家“大户人家”专美。

源于他与罗伊斯的一个约定(汽车、无人机与国运)

涡电在道理上不复杂

源于他与罗伊斯的一个约定(汽车、无人机与国运)

大型有人飞机上的功率和可靠性要求太高,短时间里实现不了,但物流无人机或许是很好的突破点

发电配电、交直流传动、变速电机是另一个问题,中国只有一个马伟明,需要很多个才够,涡电可能是契机。但中国电动汽车行业也是世界上最大的,在电池、电机、电控的“三电”中,电机和电控当然有很多可以互通,涡电也有电池,用于启动和峰值补能,也有互通之处。

材料方面,中国已经是世界碳纤维大国,只是品质处于中低档。中国也是世界钛材大国,同样是中低档品质的问题。首先在无人机上突破规模生产航空级碳纤维钛材反而是有利条件。

中国在多旋翼飞控方面已经领先,带动了硬件、软件的整体发展,使得后来者可以用货架产品就搭装全新的无人机。这是中国无人机产业链里的强项,是扩展到大型物流无人机的本钱。与手机行业不同,无人机飞控方面,中国才是领先的,芯片制造、设计都是为中国无人机打工的,这里的技术关键是知识产权,而不是多少纳米,中国有主动权,所以美国制裁大疆的时候,大疆并不紧张。同样情况还有海康威视那样的,摄像头、视频数据处理、图像识别也是中国的强项,同样不怕美国捣鬼。

不怕是一方面,另一方面也是对中国芯片和设计的拉动。

飞控也要从全遥控走出来。满天飞的无人机都用遥控是不行的,没有那么多带宽,需要高度自主与精准末端遥控相结合,这里需要两样东西:北斗和5G,恰好中国已经搭好这个架构了。

物流无人机不仅是对无人机工业的巨大拉动,也是对物流乃至整个社会的巨大拉动。大量地面交通的流量可以解放出来,但空中交通的挑战急剧增加,对城市和物流的影响难以预测。

物流无人机可能成为新的经济增长点,其军事潜力当然也是刚刚的,只是中国崛起不靠军事,而是经济。美国也是这样崛起的,军事工业是二战转产中才成为世界最大的。从这个增长点出发,中国的无人机工业可以像美国汽车工业那样拉动整个经济和国家吗?很期待呢。