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2026年3月24日,《自然》旗下学术期刊《Nature Reviews Electrical Engineering》发表了李骏院士团队题为“Flying cars from design to commercialization”的Lab to fab综述文章。文章系统梳理了飞行汽车从技术研发到商业落地的全链条路径,总结了团队在形态设计、多模态融合感知和主动安全三项使能技术上的突破,以及四代飞行汽车平台的迭代成果,为飞行汽车的工程化与商业化提供了可参考的范式。
飞行汽车作为一种能够同时在地面行驶和空中飞行的运载工具,被视为低空经济的重要载体。然而,双模态运行带来了三个核心挑战:地面行驶与空中飞行的机械需求之间的冲突、地面与空中不同空间尺度下的感知连续性问题,以及载人航空安全完整性要求下的合规问题。
李骏院士团队依托智能绿色车辆与交通全国重点实验室、清华大学苏州汽车研究院,通过十年技术迭代与产学研协同,系统性提出三大使能技术(形态设计、多模态融合感知、主动安全)。在形态设计上,团队借鉴生物动态形态,引入可变结构机制,例如为崎岖地形探索设计的折叠臂和为遵守城市交通规则设计的可伸缩旋翼。在多模态融合感知上,通过专用的数据同步与融合机制,实现了激光雷达、相机、毫米波雷达以及卫星导航与惯性测量单元数据的深度集成,并进一步开发了具身主动感知方法,使飞行汽车能够主动调整自身视角以维持对动态遮挡目标的连续感知。在主动安全上,构建了分层防护策略:在算法层面,通过大量场景测试验证减少性能偏差和误用风险;在系统层面,通过推进、飞控和航电的冗余设计确保单点故障不危及基本安全;在物理防护层面,配备整机降落伞和吸能缓冲垫,提供紧急响应能力。
研究团队完成四代飞行汽车平台迭代,实现从实验室到工程化的跨越。2018-2020年第一代平台用于贺兰山生态监测,地空作业效率提升70%;2022年第二代变结构平台适配狭小地形,通过折叠设计大幅提升机动性;2023-2024年第三代载人平台突破性能瓶颈,实现续航210公里、最大起飞重量1015公斤;2025年起第四代平台符合民航适航标准,面向低空文旅、飞行培训场景,已完成原型验证。

▲清华猛狮一代飞行汽车平台

▲清华猛狮二代变结构飞车平台

▲清华猛狮三代智能飞行汽车

▲清华猛狮四代智能飞行摩托
清华猛狮四代飞行汽车平台
面向产业化应用,飞行汽车的发展仍需在技术、组织与合规三个层面持续突破:技术层面需进一步提升传感器在恶劣气象条件下的稳定性、延长动力系统循环寿命并优化切换机构的耐久性和低空飞行主动安全装备系统的可靠性;组织层面需推动研发团队从性能探索型向面向可制造性的产品团队转型;合规层面需积极参与适航标准制定,与监管机构共同界定可行的认证路径。
李骏院士团队张新钰老师为论文的第一作者。本研究得到了国家重点研发计划项目(No. 2018YFE0204300)的支持。
原文:https://www.nature.com/articles/s44287-026-00282-x