亞馬遜、優步和其他科技巨頭希望用小型自動駕駛飛機 заполнить 天空，運送包裹和人員往返各地。為了實現這一目標，這些 роботизированный 無人機——也稱為無人駕駛航空系統 (UAS)——需要空中交通管制系統，以防止它們撞到建築物、有人駕駛飛機或彼此相撞。美國國家航空航天局 (NASA) 正在與其他幾個組織合作開發一個 UAS 交通管理 (UTM) 網路，該組織計劃明年完成測試。特別是優步，在 UTM 的成功上寄予厚望——這家叫車服務公司上週釋出了幾項公告，以推廣其擬議的uberAIR 計程車服務。然而，關於任何監控和管理系統是否以及何時能夠處理預期的大型自駕飛機數量，仍然存在重大問題，這些飛機將長距離飛行，運送從披薩到乘客的一切物品。
至少優步贊同 NASA。該公司在 5 月 8 日和 9 日於洛杉磯舉行的 Elevate 航空會議上 宣佈，它已簽署一項協議，向 NASA 提供有關其為達拉斯-沃斯堡規劃的首個 uberAIR 服務的詳細資訊和資料。作為回報，該機構將使用優步的資料來製作小型載客飛機在交通高峰期飛越德克薩斯州大都會區的計算機模擬。優步將分析這些模擬，以幫助規劃達拉斯以及洛杉磯和迪拜（其他希望在 2020 年前開始測試 uberAIR 的城市）已經擁擠的天空中的空中計程車管理。
優步的目標是城市人口超過 200 萬且密度超過“每平方英里 2,000 人”的城市，根據 優步網站 上的檔案。這些城市還必須具有大型且分散的佈局，以便空中計程車“以每小時 240 至 320 公里的速度提供顯著的節省時間優勢”。該公司還指出，航班將“從節點到節點，而不是點對點”，這意味著將有特定的——而不是隨機的——接送站點。
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優步還在其 Elevate 會議上公佈了電動飛機的設計規範，這些飛機將成為 uberAIR 的主力，該公司希望在 2023 年全面推出。優步希望垂直起降飛行器能夠以高達約 320 公里/小時的速度，在約 300 米的巡航高度，在屋頂“空中港口”之間飛行，這些專用平臺允許空中計程車儘可能靠近客戶的最終目的地起飛或降落 (pdf)。這些飛行器需要在單次電池充電後行駛長達 100 公里，並配備四組專門用於起飛和降落的電動螺旋槳。第五個螺旋槳——在尾部——將在飛行器升空後提供前進動力。該公司計劃在某個時候自主駕駛出租車，但該服務最初將使用人類飛行員。
異想天開？
NASA 於 2015 年開始 UTM 的工作，以確定幫助無人機在高達 120 米的高度安全飛行的技術和程式——該空域通常不受聯邦航空管理局 (FAA) 的監控。四階段 UTM 計劃從 在農村地區進行的示範飛行 開始——在這些地區，UAS 不允許飛出飛行員可以看到它們的範圍——並已發展到 更雄心勃勃的測試，這些測試擴充套件了飛行員和飛機之間的距離。NASA 正在調查空域設計（例如建立航線或跑道）和地理圍欄軟體，該軟體使用 GPS 或無線電訊號來防止無人機飛越某些區域。今年，NASA 正在測試在人口適中地區保持這些飛機之間安全間距的技術。明年的最後階段將側重於人口密度較高的城市地區的 UAS 運營，用於新聞採集和包裹遞送等任務；FAA 目前不允許無人機在人群上空飛行。一旦測試完成，NASA 將把 UTM 移交給 FAA，以便與現有的有人駕駛飛機空中交通管制一起實施。
安柏瑞德航空大學全球航空學院副教授 大衛·艾森 說，自動化 UAS 空中交通管制在準備好日常使用之前還有很長的路要走。一些感測和通訊技術將安裝在地面上，而其他裝置將安裝在飛機本身上，以廣播座標、影像、高度範圍和其他資料，以幫助無人機與周圍環境保持安全距離。“問題是，如果我們同時在空中有很多無人機，我們如何防止這些系統不堪重負？”艾森說。
NASA 空中運輸系統高階技術專家兼 UTM 專案首席研究員 帕裡馬爾·科帕德卡 說，即使在 UTM 完全測試後，FAA 也可能需要數年時間才能實施一個能夠快速擴充套件以適應美國各地商業無人機送貨服務預期需求的系統。科帕德卡說，目前任何給定時間都有多達 6,000 架無人機在美國空域飛行，但一旦 FAA 向基於無人機的商業開放天空，這個數字在某些地方可能會增加 100 倍。作為未來趨勢的跡象，美國交通部 上週宣佈了 10 個地點——包括阿拉斯加州、北卡羅來納州和俄克拉荷馬州——作為其無人機整合計劃的一部分，這些地點將允許比聯邦航空監管機構通常允許的範圍更廣泛的測試，包括在夜間、人群上方以及超出操作員視線範圍飛行無人機。
容納大量在空中數十米處嗡嗡作響的送貨無人機已經夠困難了，但自駕計程車帶來了幾個“有趣的挑戰”，科帕德卡說。這些挑戰包括對空中計程車進行安全認證，確保這些車輛的噪音不會 раздражать 它們所服務的社群，安裝網路安全措施以防止駭客攻擊，以及將通勤交通與現有的飛機和直升機運營相結合。在美國空域註冊飛行的無人機數量已經是有人駕駛飛機的 10 倍，並且在城市地區，物流變得更加複雜。“我們透過飛行測試瞭解到，如果您在風或上升氣流非常強烈的區域執行，您的車輛可能會劇烈顛簸——高達 [30 米]，”科帕德卡說。“我們還了解了高海拔對效能的影響，因為空氣稀薄寒冷，這意味著電池的續航時間不如靠近地面時那麼長”。他補充說，除了這些考慮因素外，運營商還必須制定在擁擠區域發生故障或緊急情況時安全著陸的計劃。
FAA 將分階段推出 UTM，首先是低空授權和通知能力 (LAANC) 系統，該系統將提供全國範圍內無人機空域授權請求的近即時處理。“使用 LAANC，我們的目標是將審批流程從 90 天縮短到僅需 90 秒，”航空系統製造商 泰雷茲空中交通管理美國公司 的戰略和業務發展總監 弗蘭克·馬圖斯 說。該公司正在與 NASA、雪城大學和 FAA 紐約州 格里菲斯國際機場 測試基地合作，幫助開發 UTM，包括 LAANC。FAA 於去年 11 月開始測試 LAANC 原型系統，並計劃在今年將其推廣到近 300 個空中交通設施，覆蓋約 500 個機場。
天空才是極限
對於亞馬遜執行長傑夫·貝佐斯來說，NASA 的 UTM 是一項受歡迎的進展，自從他在 60 分鐘 節目中提出這個想法以來，他就一直在宣傳他公司的無人機送貨服務。亞馬遜不願等待美國監管機構趕上公司的計劃，於 2016 年 12 月成功完成了首次八旋翼飛行器——由八個小型旋翼推進——向 英國劍橋 的一戶人家交付亞馬遜 Fire TV 流媒體媒體播放器（重約 280 克）和一袋爆米花。航運企業 UPS 和 DHL 正在測試類似的服務。
其他公司正在與優步的空中計程車雄心壯志競爭。3 月，Kitty Hawk——一家由谷歌聯合創始人兼 Alphabet 執行長拉里·佩奇運營的初創公司——推出了其 Cora 自動駕駛空中計程車，該公司計劃首先在紐西蘭推出，儘管尚未釋出官方時間表。1 月 31 日，空中客車 的 Vahana 單人電動垂直起降飛機在俄勒岡州彭德爾頓的一個試驗場上空飛行了約五米。5.8 米長、726 公斤重的 Vahana 的首次航行持續了不到一分鐘。大約一週後，中國無人機制造商 億航 釋出了其億航 184 四旋翼載人無人機進行試飛的影片片段。該公司聲稱已經進行了 1,000 多次載客試飛，飛行高度高達 300 米，飛行距離遠達 15 公里，飛行速度高達 130 公里/小時，有時載重超過 230 公斤。9 月，迪拜道路和交通管理局使用德國無人機制造商 Volocopter 的 18 旋翼電動原型車舉行了該國首次公共空中計程車飛行。
儘管取得了這些成功，但安柏瑞德航空大學的艾森仍然持懷疑態度。“人們擁有或乘坐載人無人機的想法就像每個人都夢想擁有飛行汽車一樣，”他說。“他們有這些 [原型載人無人機] 玩玩是很酷，但從實際的角度來看，仍然有很多領域需要解決，”他說。即使是送貨無人機也必須等到足夠的安全措施到位。“我仍然認為，如果亞馬遜幸運的話——意味著他們沒有撞到飛機或殺死某人——亞馬遜所設想的還需要 10 年才能實現。”
即使是 NASA 的科帕德卡也承認，未來幾年無人機送貨的前景仍然懸而未決。“猜測不是一項很好的運動，”他說。“[有些人] 說有可能在某些地點，但不是所有地方，擁有點對點的空中計程車。這對於經濟效益來說足夠嗎？這是一個個別公司必須解決的問題，[儘管] 似乎存在市場。技術上是否可行，這就是我們正在研究的。”