飞行汽车（Flying Car）是一种兼具地面行驶和空中飞行功能的三维立体化交通工具，这类交通工具能在陆地行驶和空中飞行二者之间自由转换，并能同时利用地面与低空，以及具有垂直起降无需机场、更加智能化、低成本、易维护、高安全、通勤时间快等优点，是解决现代交通拥堵问题的一种新途径，并可从日常出行的基本用途拓展到其它领域。

飞行汽车的设想自古流传，20世纪开始逐步变为现实。1917年，Glenn Curtis在纽约航空展上展示了他的飞行汽车Autoplane，这是人类历史上首款能短距离飞行的汽车，Curtis也因此被誉为飞行汽车之父。1946年，Robert Fulton Jr.设计的Airphibian成为首个获适航认证的飞行汽车，但因成本过高未量产。1958年，Piasecki制造的飞机汽车实现了垂直起降；1980年代，波音的SkyCommuter推动了飞行汽车在起降和动力方面的革新。进入21世纪，飞行汽车行业迎来爆发，智能化、电动化成为发展方向，垂直起降技术备受瞩目，多家公司如空中客车、奥迪等纷纷取得突破。比如，铃木公司在2024年3月7日宣布，与SkyDrive公司开始制造飞行汽车，并将在2025年日本2025年大阪世界博览会上使用；3月21日，小鹏汇天“陆地航母”飞行汽车的飞行体型号合格证（TC）申请正式获中国民用航空中南地区管理局受理，标志着该型号即将进入适航审定阶段。

飞行汽车依据升力系统分为固定翼式、旋翼式和涵道式三种。固定翼式的特点是高效滑翔飞行，但需专门起降空间，适用长途快速交通。旋翼式的特点是垂直起降灵活，需大动力，续航受影响。涵道式结构紧凑，噪音小，飞行稳定，性能佳，但续航受限，动力大，城市环境更适用。飞行汽车发展前景广阔，受政策与市场双重驱动，技术快速进步且环保，但需应对技术、社会接受度、行业配套及环境能源等挑战。在未来，飞行汽车将主要朝着高效动力化、绿色节能化、自动智能化以及标准系列化的方向发展，并将从限定场景逐步拓展至城市短途出行及城际交通，最终建立完整的立体交通网络，随之改变人类出行方式。

13世纪，阿拉伯工程师艾哈迈德·阿里·阿尔拉扎利提出了一种名为“阿尔扎利”的翼式交通工具设想。该设想描述的是一种能够在地面和空中行驶的机械设置，类似于飞行汽车。15世纪，列奥纳多·达·芬奇提出了一种名为“鸟类机器”的设想，类似于现代翼装飞行器。在中国古代，类似的设想也有很多，从民间的飞行玩具到学者的文学著作，如《庄子》的“御风而行”，《列子》描述“蓬莱仙境”中仙人使用的云梯和飞鹤，山海经记载的“奇肱飞车”等。

20世纪，得益于汽车和飞机较为成熟的技术，飞行汽车设想逐步变为现实，出现了飞机与汽车相结合的技术探索。这个时期的飞行汽车大多有与汽车相同的轮胎和飞机一样的两翼和尾翼，初步探索使汽车具有飞行的功能。

1906年3月18日，首个使用单翼的飞行汽车在巴黎蒙特松的平原尝试了首次飞行，并成功离地。1917年美国人Glenn Hammond Curtis在纽约全美航空展上展出了铝制机身与固定翼结合的飞行汽车Autoplane，为飞行汽车的发展走出了里程碑式的一步，Autoplane被认为是人类历史上第一款飞行汽车，Curtis亦被称为飞行汽车之父。1921年，RenéTampier设计了一款飞行汽车，名为TampierRoadable，因为巨大的身躯，平均车速为24km/h，飞行高度很低。

1946年RobertEdisonFultonJr.设计并试飞了一款名为Airphibian的飞行汽车。设计者从飞机上获得了灵感，在一款飞机的基础上改造成飞行汽车，主要是将飞机的驾驶座舱改造为适合汽车操控。Airphibian搭载111.855kW的6缸发动机，最大飞行速度为93.1km/h，最高路面车速为80.5km/h。到了1950年时，Airphibian成为了史上首款被CAA（Civic Aeronautics Authority）正式承认的飞行汽车，遗憾的是由于该产品过于昂贵的生产成本，Airphibian没能被成功量产。

1947年以后，为了提高动力性能，从汽车制造中获取灵感，分离式的设计思路和轻量化技术在飞行汽车领域逐渐开始应用。1949年，MoultonTaylor受到了Airphibian原型机的启发，设计并制造出了Aerocar。这是一款能在陆地和空中使用的飞行汽车，其飞行时速度可达193km/h。也是第2款获得联邦航空局适航认证的飞行汽车。

1953年，来自通用汽车别克品牌汽车工程师设计出一款名为BryanAutoplane的飞行汽车。BryanAutoplane的推动力来自于车身后部发动机螺旋桨。该飞行汽车的特点是机翼能够实现两次折叠，从而有效减少飞行汽车在路面行驶时的占地面积。1958年，VZ-8Airgeep是全球第一款垂直起降的飞行汽车，由PiaseckiAircraft公司制造，对飞行汽车研究有着非常大的启发作用。1980年，飞行汽车市场经历了一次大变革。波音公司设计出SkyCommuter，这款飞行汽车不仅使用了垂直起降的方式，还采用了优秀的空气动力学底盘，这在很大程度上降低了飞行汽车起飞和降落难度。

进入二十一世纪以来，飞行汽车领域的发展迅猛。2016年，涉足此领域的公司尚不足20家，但到了2018年，参与研发的公司已激增至70多家。到了2021年上半年，更是有超过200家企业或机构投身其中，共同研发约420种型号的飞行汽车产品。这一热潮不仅吸引了传统汽车制造企业和航空公司的参与，新兴科技公司也在其中占据了重要地位。这些新兴科技公司在研发过程中，将智能化、电动化理念融入传统机械，推动了飞行汽车的快速发展。值得一提的是，垂直起降功能的飞行汽车因无需滑行跑道、占用空间小，更能适应当前路面交通拥堵的现状，因此往往能更快进行试飞。随着城市空中交通的兴起，飞行汽车的概念得到了进一步的拓展，电动垂直起降飞行器也成为了飞行汽车的一种重要形式。

2009年，美国Terrafugia公司制造的Transition全球首次试飞成功。该飞行汽车拥有可折叠机翼，陆地行驶时，机翼折叠以减小行驶时所占的的空间，陆地最高车速可达112km/h;空中飞行时，机翼展开变为固定翼飞机，飞行最高时速达185km/h，但不能在空中悬停，起飞和降落需要足够的空间和距离。为解决此问题，Terrafugia公司正在研发垂直起降的概念车TF-X，并计划在2023－2025年尝试首飞。TF-X由旋翼提供飞行时的升力和前进动动力，当起飞至一定高度时，两个螺旋桨可折叠起来，依靠车尾的风扇提供动力。TF-X具备智能驾驶系统，可实现自动飞行。

2014年3月，美国的“黑骑士”完成了飞行试验，标志着美国的军用陆空两栖飞车技术已经成熟，为其正式服役奠定了基础。"黑骑士”是一款采用4x4货车底盘与8旋算无人机结合构型的军用陆空两栖车辆，是美国首款兼具地面整机越野机动能力、直升机垂直升降能力和无人机自主飞行能力的运输设备，具有重要的军事意义。

“黑骑士”具有8个旋翼发动机，分布在机身两侧，最大起飞质量可达1996g。空中飞行时旋翼发动机向外伸出，长9.4m，宽5.8m，空中巡航航速度241km/h。越野车模式前行时，旋翼折叠收回，长7.6m，宽2.4m，高2.4m，最大公路速度113km/h，陆地行驶时可搭载5名乘员，有效载荷454kg，最大战斗行程463km。在拆除陆上行驶的动力传动系统后可搭载726kg有效载荷或8名乘员，拥有与“黑鹰"直升机相当的超大内部空间，可用C-130运输机空运，适于伤员员后送和物资补给任务。

2017年上市的Aero Mobil是由斯洛伐克的汽车公司研制的第一批量产并推向市场的飞行汽车。该飞行汽车采用轻量化复合材料车身，搭载2.0L四缸涡轮增压发动机，陆地行驶时，机翼折叠在车身两侧，最大续驶里程约500km；空中飞行时，两侧机翼展开为固定翼结构，最大飞行里程约692km。

2019年，荷兰PAL-V发布全球首款量产的飞行汽车。PAL-V Liberty飞行汽车采用三轮结构，展开螺旋桨和尾桨就可变身旋翼飞机。PAL-Liberty的整个变形过程需要约10min，陆地行驶最高车速可达160km/h，最大续驶里程为1315km，飞行最高速度可达180km/h，最大续航里程为500km。同年，美国公司研发一款名为Transition的飞行汽车，并且实现了量产与上市。Transition采用滑翔起飞的飞行方案，位于车后部的螺旋桨提供飞行动力，其飞行效率与速度与前期产品相比都有了较大的提升。

2020年9月，日本公司Cartivator首次展示了一款电池驱动的飞行汽车，名为Sky Drive，并计划于2025年在大阪关西世博会期间投入使用，它的外形类似多旋翼无人机的放大版。

2021年，空中客车公司推出City 空中客车直升机公司 NextGen。空客City Airbus飞行汽车配备了固定翼、V形尾翼和八个电动螺旋桨，它可以在零排放飞行中最多搭载四名乘客，飞行航程可达80km，巡航速度可达120km/h，非常适合在城市中执行各种任务。同年11月，雷诺汽车公司集团发布了Air4飞行概念车，其包含四个螺旋桨，材料为碳纤维，重量较轻，有助于增加其续航能力。

2022年，Archer Aviation公司推出了一款名为Midnight的飞行汽车。Midnight飞行汽车采用的是固定翼推进，机翼上分布有12个电动旋翼，其中6个五叶片前旋翼可通过前倾来实现巡航模式，6个两叶片的后旋翼用于实现垂直起降，巡航高度可达到610m，最高速度可达241km/h，航程可达160km。Archer正在佐治亚州建造一所新工厂，计划每年生产650架飞机。公司的目标是在2024年底前获得FAA认证，并在2025年投入商用。

2024年3月7日，铃木汽车宣布，与SkyDrive公司开始制造飞行汽车，并将在2025年日本2025年大阪世界博览会上使用；同年，3月21日，小鹏汇天“陆地航母”飞行汽车的飞行体型号合格证（TC）申请正式获中国民用航空中南地区管理局受理，标志着该型号即将进入适航审定阶段。

随着科技高速发展，中国国内吉利、广州亿航智能技术有限公司、小鹏等企业加速飞行汽车研发进程，推出了多款飞行汽车。

亿航智能是一家全球领先的智能自动驾驶飞行器科技企业，它们于2019年发布了一款“亿航216”飞行汽车。截至2021年11月底，该车型已经拥有两万多次的顺利试飞纪录。小鹏汽车于2020年发布了一款超低空飞车“旅航者T1”，其可以搭载两人，飞行度为2～25m，该车型包含了智能交互、低空地图导航和自动驾驶等多种功能。随后，小鹏汽车又于2021年发布了第六代飞行汽车，车体里包含一对旋翼，预计2024年实现量产。

2021年，中国多弗集团的E型飞行汽车亮相。此款车型可实现垂直起降，空中与地面模式转换时间仅需要3s，而且它可以停放于停车位中，使用起来非常便捷。

2023年12月，由沃飞长空科技(成都)有限公司研制的，中国首个获得中国民用航空局适航审定受理批复的有人驾驶载人AE200电动垂直起降飞行器（eVTOL）在沃飞长空汉源综合试飞验证基地首次试飞成功。试飞的飞行汽车，黑色的机身，机翼长14.5米，机高4.6米，机长9米，标准座舱可搭载1名驾驶员和4名乘客，最大航程为200公里至300公里。2023年7月，沃飞长空科技(成都)有限公司和亚太地区最大的公务机企业华龙航空签订了100架国内飞行汽车订单。2024年10月12日，沃飞长空旗下首款飞行汽车 AE200 电动垂直起降航空器（eVTOL）验证机在成都市淮州机场完成公开演示飞行，这是其在全球总部所在地成都首次对公众全方位展示全倾转飞行演示。后续，AE200还要进行一系列的试验与试飞，比如高温、低温等各类极限环境的考验，最大时速飞行与刹停、各种应急故障的可靠处置验证等工作。11月18日，中国航空运输协会通航业务部、无人机工作委员会主任孙卫国在2024国际电动航空（昆山市）论坛上透露，中央空管委即将在六个城市开展eVTOL试点。消息显示，这六个试点城市初步确定为合肥市、杭州市、深圳市、苏州市、成都市、重庆市。

飞行汽车起源于1917年，Glenn Curtiss在全美航空展上展出了人类历史上第一辆飞行汽车。经过一百多年的发展，人们已经设计出多种型号的飞行汽车。在相关发展研究中，主要将这些飞行汽车依据升力系统分为固定翼式、旋翼式和涵道式飞行汽车，并以此展开设计研发。

固定翼式飞行汽车通过飞行汽车本身行驶产生推力，通过机翼产生升力，也就是滑翔起飞。固定翼式飞行汽车，其在地面时与汽车功能相同，在空中时转换为固定翼飞行器。该型飞行汽车具有很高的可行性，但由于在车身两侧装有固定翼，需要专门的空间进行起降，否则在现有的道路上进行起降时，会影响其他汽车的正常行驶，而且机翼也容易受到道路障碍物的影响，存在很大的安全隐患。

旋翼式飞行汽车是一种使用螺旋桨高速旋转产生向上推力的飞行汽车。旋翼式飞行汽车，其在地面为四轮式汽车，车身上端安装有旋翼升力系统，该升力装置主要用于提供飞行汽车飞行时的升力。该型飞行汽车可实现垂直起降，相比于固定翼式飞行汽车，它不需要较大的起降空间。它在起飞时需要较大的升力，因此需要配备更大的动力产生装置，因此会导致汽车重量的增加和续航里程的下降。

涵道式飞行汽车依靠飞行汽车上装有的涵道风扇提供动力实现飞行行驶。此类飞行汽车前部和尾部的涵道风扇，能够为飞行汽车提供飞行的升力，而且飞行汽车尾部的涵道风扇还可以提供前飞的推力，并可帮助改变飞行航向。该型飞行汽车具有局域结构紧凑、噪音小等优点，但是其续航能力有限，并且同样需要配置较大的动力产生装置，具有与旋翼式飞行汽车同样的缺点。

飞行汽车可以根据使用场景不同分为城市飞行汽车、乡村飞行汽车和特殊用途飞行汽车。其中，特殊用飞行型汽车的使用场景包含应急救援、物流配送、旅游观光、农业植护等。

飞行汽车按照动力形式可以分为燃油动力飞行汽车、纯电动飞行汽车、氢能飞行汽车和混合动力飞行汽车。

飞行汽车按照起飞和降落形式可分为短距/垂直起降机着陆（Vertical Take-off Landing,VTOL）、垂直起飞水平着陆（VerticalTake-off Horizontal Landing,VTHL）、水平起飞垂直着陆（Horizontal Take-off Vertical Land⁃ing,HTVL）和水平起飞着陆（Horizontal Take-off Land⁃ ing,HTOL）形式。

按照飞行汽车工作路径分既能在地面行驶，又能在低空飞行的一体化飞行汽车和只能在低空飞行的飞行汽车。

飞行汽车作为交通创新，对动力装置要求极高。新能源汽车的发展为其提供了指导。目前，飞行汽车动力源主要有碳氢燃料、混合动力和电力。碳氢燃料环保但成本高，混合动力技术成熟可参考，电力推进则因低排放、低噪声成为首选。电力推进电池研发是关键，涉及能量密度、充电时间、循环寿命和成本。锂离子电池面临瓶颈，锂金属电池因高比能量成为研究热点。

实现飞行汽车的绿色节能，降耗减阻是关键，而轻量化技术是实现这一目标的重要途径。轻质材料，如高强度钢、铝镁合金及复合材料，为飞行汽车减重提供了有力支持。高强度钢不仅抗碰撞性能优越，且加工成熟、成本低廉；铝镁合金则因其低密度和良好成型性能受到青睐。复合材料更是集合了多种材料的优点，如碳纤维复合材料，既具有优异的机械性能，又耐疲劳、耐腐蚀。此外，仿真设计优化和先进制造工艺的应用也是实现轻量化的重要手段。通过电池包箱体和机身的拓扑优化，以及高压铸造、气体热成型和激光拼焊等技术的运用，飞行汽车的减重效果更加显著。

飞行汽车的气动减阻需要借助风洞试验和数值仿真完善初始设计，同时从仿生学汲取灵感，模仿生物的流线型体态，以降低气动阻力。但单纯模仿外形效果有限，还需结合优化算法，优选方案，利用MATLAB、Catia、fluent等软件，甚至尝试自适应模拟退火算法，进行气动优化设计。随着技术的突破，飞行汽车将更绿色节能。

飞行汽车的控制系统是确保安全行驶的核心。在路面行驶时，电子控制技术是关键，传感器在遥感测距、电子操作和安全系统中发挥重要作用，实现实时测距和智能化操作。空中飞行时，飞行控制系统至关重要，采用多种控制策略如PD、PID、滑模变结构、模糊控制及神经网络控制等。学者们在不断优化飞行控制系统，如基于粒子群优化的串级模糊PID和电传飞行控制系统，提升飞行性能。低空驾驶技术确保起降安全，而集群协同打击作战控制系统则展示了军事应用潜力。

政府对于新兴技术的支持和投入是飞行汽车发展的重要推动力。飞行汽车作为融合了大量新兴技术的新型出行工具，已引起了各国政府的高度关注。政策层面的支持为飞行汽车的发展提供了巨大的机遇。

以中国湖南为例，2020年9月，中央空管委批复了《湖南省低空空域管理改革试点拓展实施方案》，使湖南成为中国首个开展全域低空飞行试验的省份。这一改革试点不仅扩大了航空器监视通信的覆盖范围，更为低空空域的运行和管理积累了宝贵经验，为中国的低空开放工作奠定了坚实基础。此外，江西、安徽等省也相继加入中国低空改革试点行列，共同推动低空经济的发展。

同时，政策层面对于飞行汽车的研发也给予了明确支持。2022年3月29日，中华人民共和国交通部和科技部联合印发的《交通领域科技创新中长期发展规划纲要（2021-2035年）》中，正式将飞行汽车研发列入规划纲要。这一举措从国家战略层面部署了飞行汽车的研发工作，为打破飞行器和汽车技术壁垒，以及空中飞行和地面驾驶技术壁垒提供了战略支撑。

随着人们对交通出行需求的日益增加，特别是在交通拥堵和城市化进程加快的背景下，飞行汽车作为一种新型交通工具，其市场需求将持续增长。飞行汽车不仅能有效缓解地面交通压力，还能提供更为便捷、高效的出行方式，满足人们对于快速、舒适出行的需求。预计未来几年，飞行汽车市场规模将持续扩大，为产业发展提供广阔空间。

飞行汽车的发展离不开核心技术的不断创新和完善。人工智能、智能驾驶、航空技术等领域的快速发展为飞行汽车提供了强大的技术支撑。随着这些技术的不断进步，飞行汽车的性能和功能将不断提升，进一步满足市场需求。同时，新技术的应用也将推动飞行汽车在设计、制造、运营等方面的创新，为产业发展注入新的活力。

在全球产业创新和“碳中和”的大背景下，飞行汽车的研发和应用成为了一个充满商机的创新领域。发展纯电动飞行汽车不仅能减少碳排放，实现绿色出行，还有助于推动交通领域的可持续发展。同时，飞行汽车作为一种高效、环保的出行方式，符合全球环保趋势和可持续发展理念，具有广阔的市场前景和发展空间。

飞行汽车作为未来城市交通的新方向，虽然拥有巨大的发展潜力，但其研发过程却充满了复杂性和挑战性。这主要源于飞行汽车涉及多个学科领域的交叉融合，包括机械设计、控制工程、智能车辆、大数据和人工智能等。除了技术难题，还需关注配套设施的安全性、消费者观点以及相关法律法规等非技术因素。

飞行汽车的研发在技术上具有极高的要求，特别是在垂直起降、推进系统、车身升阻比、底盘结构以及低空飞行驾驶安全性等方面。解决这些技术难题，可以采用新型发动机和推进系统，如电动机、电动旋翼和气垫推进，以减少噪声和提高能效；通过优化车身外形设计、采用轻量化材料和高效推进系统，以及利用飞行辅助技术，如机翼展缩和气动布局变形，来提高升阻比；优化底盘结构设计，加强底盘保护，并引入智能控制系统，以提高底盘的安全性和耐用性；加强驾驶员培训，采用智能辅助驾驶系统，加强低空飞行安全管理，以及定期监测和维护飞行汽车，确保飞行安全。

除了技术挑战外，飞行汽车的发展还面临着社会接受度、行业配套以及环境和能源等非技术方面的挑战。为应对这些挑战，我们可以通过加强公众教育和宣传，提高公众对飞行汽车的认识和信任度，同时开展试点项目，让公众亲身体验飞行汽车的便利和安全性，从而提高社会接受度；制定和完善相关法规和标准，规范飞行汽车的研发、生产和运营，加强行业协作，推动产业链上下游的协同发展，形成完整的飞行汽车生态系统；推动纯电动飞行汽车的研究和应用，减少对传统燃油的依赖，降低碳排放。同时，探索可再生能源在飞行汽车领域的应用，实现可持续发展。

在城市交通系统中，由于空间上的局限性，固定翼式飞行汽车需要专门的跑道实现陆空模式的转换，应用会受到一定的限制。旋翼式和涵道式飞行汽车由于可以实现垂直起降，更有利于投入到现有城市交通系统的使用中。此类飞行汽车需要提供更大的升力来实现起飞，未来飞行汽车的研发重点之一是实现高效动力化，来确保飞行汽车能够实现垂直起降，并获得更强的续航能力，实现远距离行驶。其实现形式可以从高效率推进技术和高性能电动技术出发。

推进绿色发展、加快发展方式绿色转型，要求飞行汽车在未来发展上，需要进一步实现和提升绿色节能化。飞行汽车在轻量化技术、气动减阻技术上开展研究，有助于其在行驶过程中降低能耗，实现绿色节能。在具体研究方向上，一方面加大其深度和宽度研究，把传统汽车和民航客机最新技术应用于飞行汽车，另一方面结合仿生技术，设计出升力性能好、气动阻力低、整车结构轻量化的飞行汽车。

飞行汽车作为新兴的交通工具，对其智能化必然提出更高的要求。飞行汽车因为存在陆空两种模式，需要汽车行业和民航行业交叉融合。飞行汽车未来将在无人驾驶、自动驾驶、自动导航方向发展，并且随着5G和大数据时代的到来，以及中国北斗系统的不断优化，飞行汽车也将在智能化的道路上不断发展。

交通工具系统中，汽车、地铁，到轮船、飞机都已经实现了标准系列化。实现飞行汽车的商业化，标准系列化是其必由之路。标准化可实现飞行汽车产品的完全互换性，节约维修费用，实现量产。在飞行汽车未来的发展中，需要加强推进标准系列化，提升飞行汽车的市场应用与商业价值。

飞行汽车的应用场景会随着产品技术边界和政策法规的变化而变化。第一阶段，产品的飞行速度、飞行距离有限，能够飞行的空域也不会那么多。这个阶段主要是在限定的场景下飞行，比如：城市内固定路线飞行，飞越河流等地貌阻隔，郊区的飞行体验、观光旅游等。第二阶段，随着航程和航速的增加，空域的进一步开放，在城市中会形成一些固定的飞行网格，可实现城市内的短途出行，也能够实现城市内如CBD与郊区、铁路车站、机场之间的通勤。这个阶段，一些城市群之间的城际交通成为高频应用场景，比如中国的广州市到深圳市。长期来看，随着空中交通管理体系的建立和不断完善，以及技术的更新，未来可实现城市内门到门、端到端的通勤，建立完整的立体交通网络，低空出行变成一种刚需，从而彻底改变人类的出行方式。

2024年5月17日，在东京未来科技城市景象活动展示中，“空中飞行汽车”首次于东京江东区的国际展览中心停车场与附近海面上空飞行，汽车可在距地面约10米的高度前后左右移动。该空中飞行汽车由安装在单人座位上方的8个螺旋桨驱动，重约196公斤。具有缓解交通拥堵，在灾害时灵活运输物资等优点。