从专利申请看“飞行汽车”技术哪国强

世界各地相继启动实证试验的“飞行汽车”正受到越来越多的关注。在中国和美国先行推进相关举措的情况下,日本也在大力推动实用化。日本修改了《航空法》,自2022年度起,将允许小型无人机(Drone)等在例如市区等的有人地带实施自动飞行,…

世界各地相继启动实证试验的“飞行汽车”正受到越来越多的关注。在中国和美国先行推进相关举措的情况下,日本也在大力推动实用化。日本修改了《航空法》,自2022年度起,将允许小型无人机(Drone)等在例如市区等的有人地带实施自动飞行,这正为飞行汽车在日本实现实用化吹来东风。日本经济新闻(中文版:日经中文网)将以2021年4月日本特许厅(专利厅)发布的飞行汽车技术动向调查报告为基础,介绍相关领域的技术发展状况。

飞行汽车尚无明确的定义,但一般认为是具有垂直起降及自动驾驶等特征的小型电动航空器。其被期待应用于出租车等交通服务和送货上门等物流领域。据普华永道咨询(PwC Consulting)预测,2030年日本国内的飞行汽车市场规模将达到约7000亿日元,2040年将达到约2.5万亿日元。

日本特许厅的报告针对飞行汽车的机体结构、马达等驱动源、电池、控制技术等,以向中美欧日韩5个国家和地区申请的专利和基于《专利合作条约》(PCT)申请的国际专利为对象,实施了统计和分析。

2012年~2018年申请的同族专利数量为1106项,从申请人的国籍和地区来看,中国为444项,美国为399项,中国超过美国。虽然总体申请量逐年增加,但2017年中国超过了一直领先的美国,2018年更是达到了美国的两倍以上。但中国籍的申请以中国国内居多。如果仅从基于《专利合作条约》的申请数量来看的话,总数为310项,其中美籍申请人提交的申请为138项,占比近一半,是位居美国之后的欧洲和中国的两倍以上。

按申请人统计的专利申请数排名来看,美国企业实力雄厚,在前15家企业中占据11家。多种行业的企业榜上有名,包括亚马逊科技(Amazon Technologies)和谷歌的集团企业Wing Aviation等大型IT企业、贝尔直升机德事隆(Bell Helicopter Textron)及波音等飞机制造商、沃尔玛等零售企业。中国企业同样表现抢眼,飞行汽车初创企业“佛山市神风航空科技”名列第一,此外,无人机大企业大疆的关联企业排名第四。

日本新兴企业和本田跻身前十

日本方面,从事无人机等技术开发业务的初创企业Aeronext(东京都涩谷区)是唯一跻身前十的日本企业。此外,从事悬浮摩托车的初创企业A.L.I.Technologies(东京都港区)排在第19位,本田位居第36位。

Aeronext主要从事对开发出来的技术进行授权许可的商业活动,2020年在世界最大的科技展会“国际消费电子展(CES)”上发布了乘用飞行汽车。从技术领域来看,没有机翼的多旋翼(Multicopter)型机体结构、旋转翼、电动马达、充电电池的相关专利申请数量较多。该公司首席执行官(CEO)田路圭辅介绍说“虽然飞行汽车的核心技术与电动汽车相似,但马达和电池等还不够完善”,指出飞行汽车技术仍有很大的开发余地。

从各技术领域的申请趋势来看,电力源方面,充电电池的申请量较多,按申请人来看,位居第一的是佛山市神风航空科技,大疆位居第三,中国企业排名靠前。另一方面,亚马逊科技除了在充电电池领域位居第二之外,还在燃料电池、发电机、其他3个项目中排名第一,表现十分抢眼。

从机体结构的类型来看,多旋翼型相关专利的申请量较多。2016年以后每年都超过了100项,2018年几乎达到了申请数量位居第二、分别配备起降用途和飞行用途推进装置的升力巡航(Lift Cruise)型的两倍。从申请人的国籍和地区来看,美国仍然是申请多旋翼型专利最多的国家,申请数量位居第2位的是可改变推进装置的方向、同时用于起飞着陆和飞行的推力矢量型专利,同样引人关注。

在研究开发方面,欧洲拥有雄厚的实力。2012年到2021年,以英语发表的飞行汽车相关论文共404篇,其中欧洲研究机构和企业的在职研究人员发表的论文达到152篇,占比近4成。在所属机构排名中,英国克兰菲尔德大学名列榜首,此外意大利米兰理工大学等的排名也十分靠前。

美国的相关论文仅次于欧洲,数量为94篇,其次是中国的42篇。韩国有20篇论文,澳大利亚为15篇,而日本只有6篇以英语发表。从这一点来看,日本也给人以落后于其他国家的印象。虽未进入所属机构排行榜前列,但日本的东京理科大学和立命馆大学等都发表了论文。从飞行汽车相关论文的年份走势来看,2016年之前一直徘徊在10多篇,但2017年以后发表篇数急剧增加,2020年达到了97篇。

当务之急是完善供应链和相关环境

很多业内人士认为,飞行汽车的市场将首先从物流领域开始扩大,还需要很长时间才能真正应用于运送乘客。Aeronext的田路CEO对比了日本和中美等的情况,指出“在运送人的技术上处于同等水平,但量产供应链和实际飞行环境正在逐渐拉开差距,这方面日本较为薄弱”。

日本首相岸田文雄在2022年1月的新年记者会上表示,为了使飞行汽车实现实用化,日本政府和民间将团结一致,大力完善安全标准等制度。争取在预定于2025年举办的国际博览会(大阪·关西世博会)上实施飞行汽车演示,将其作为会场周边的游览飞行以及连接会场和大阪市内的交通手段。为了避免日本落后于其他国家,不仅需要开发技术,还有必要加快完善相关环境。

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