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矽谷的「超輕量」賭注:Pivotal如何利用法規漏洞加速eVTOL競賽

「快速迭代」的矽谷思維與航太法規的衝突

· 科技與AI,重工業復辟-,太空競賽-航太科技

撰稿人:Lia / 責任編輯:Zaphyra

在eVTOL(電動垂直起降)領域的激烈競賽中,一家由Google共同創辦人賴利·佩吉(Larry Page)資助、名為Pivotal的公司,正採取一種截然不同的策略。當其競爭對手如Joby Aviation或Archer Aviation仍在美國聯邦航空總署(FAA)繁複的「型別認證」(Type Certification)流程中投入數十億美元時,Pivotal已開始向首批客戶交付其售價19萬美元 的單人飛行器「Helix」 。Helix的外觀小巧,僅重348磅(含安全裝置),其最引人注目的「功能」,是一種監管層面的「豁免」:駕駛它完全不需要飛行員執照。Pivotal的執行長肯·卡林(Ken Karklin)坦承,這是一條刻意選擇的道路。他們之所以選擇「超輕量」(Ultralight)路徑,是因為「坦率地說,它的監管沒有那麼嚴格」,這使得團隊能以矽谷特有的「測試、建造、測試、建造」模式進行快速的設計迭代。

這項策略的法律基礎,是美國FAA聯邦法規第103部(Part 103)。這部法規最初是為懸掛式滑翔翼等休閒飛行器所設計,它允許任何人在沒有執照的情況下操作飛行器,前提是該飛行器(不含安全裝置)重量必須低於254磅(約115公斤),且不得在「任何擁擠區域」(congested area)的上空飛行—這實質上排除了所有城市和人口聚集地。Pivotal的巧妙之處,在於將其高度複雜的eVTOL飛行器,硬是塞進了這個寬鬆的法規框架中。為了實現這一點,Pivotal的設計展現了極致的簡潔性。相較於競爭對手複雜的傾轉旋翼或多組推進器,Helix採用了「傾轉飛機」(tilt aircraft)設計,即整個機身(而非單獨的機翼或螺旋槳)傾斜以實現從垂直升空到水平巡航的轉換。這種設計大幅減少了活動部件,降低了成本、重量與故障率。其八個螺旋槳提供了高度的冗餘性(可承受任一螺旋槳失效),這與失去主旋翼即會墜毀的直升機截然不同。飛行體驗則完全由軟體主導;三組獨立的飛行控制器,配合GPS、皮托管(pitot tubes)等感測器,實現了自主起降與空中懸停,駕駛員僅需使用搖桿控制方向,學習門檻極低。

然而,這個使Pivotal得以「搶先上市」的法規優勢,同時也構成了其產品的「致命缺陷」。為了將重量壓在254磅的紅線附近,Pivotal被迫做出了巨大的妥協。執行長承認,他們「不得不放棄一些我們很想放進飛機的東西」,例如無線電、導航燈、防撞燈,或額外的安全氣囊。這使得飛機在墜毀著陸時的「生存能力」降低。最大的犧牲來自於電池:Pivotal的八組電池僅能支持約20英里(約32公里)的航程,或20分鐘的飛行時間。這個續航力,使其完全無法達成業界對eVTOL所期望的商業目標(如緊急服務或空中計程車)。連休閒飛行員都對此表示懷疑,稱其「飛得不夠遠,無法帶我去任何我想去的地方」。事實上,Pivotal的真正目標並非這個19萬美元的「玩具」。高層透露,他們正在「完善一個有擴展空間的平台」,真正的目標是在未來一兩年內,推出一款使用相同飛行電腦、感測器和馬達架構的、更大、更強的「型別認證飛機」。其終極目標之一,是需要混合動力、能酬載2000磅飛行300英里的軍事「爭議性後勤」(contested logistics)市場。Helix的真正價值,是作為一個賣給早期採用者的「beta測試平台」,在真實世界中為其未來的商業和軍事野心迭代演算法。

全文

Lia. Independent Media 台北報導

在2025年的當下,一場定義未來城市交通的競賽正在全球激烈展開。eVTOL(電動垂直起降飛行器),這個一度只存在於科幻小說中的概念,已成為矽谷和全球航太巨頭投入數十億美元的戰場。然而,這場競賽的真正瓶頸,從來不是工程技術,而是監管。如Joby Aviation、Archer Aviation或德國的Volocopter等先行者,正深陷於向美國聯邦航空總署(FAA)或歐洲航空安全局(EASA)證明其飛機安全性的、長達數年且耗資巨大的「型別認證」(Type Certification)流程中。

在這樣一個高門檻的賽道上,一家名為Pivotal的公司,正以一種近乎「作弊」的姿態,從側面切入。

2025年10月,Pivotal(一家由Google共同創辦人賴利·佩吉(Larry Page)資助的公司)宣布,其售價19萬美元 的單人eVTOL「Helix」,已開始向首批客戶交付。Helix的外觀小巧、結構精簡,僅重348磅(含安全裝置)。但它最引人注目的規格,並非速度或航程,而是一項監管上的突破:駕駛它,完全不需要飛行員執照。

這並非Pivotal發現了技術聖杯,而是他們選擇了一條截然不同的、被刻意規避的監管小徑—美國FAA聯邦法規第103部(Part 103)。這是一場大膽的「監管套利」(Regulatory Arbitrage),它完美體現了矽谷「快速迭代」的侵略性文化,但也註定了其第一代產品在商業上的局限性。

Part 103法規—捷徑或牢籠?

FAA Part 103是一部制定於1980年代的法規,其初衷是為了管理動力懸掛式滑翔翼和動力飛行傘等簡易的休閒飛行器。它被稱為「天空的終極自由」,因為它幾乎沒有監管:不需要飛行器註冊、不需要適航認證,駕駛員也不需要任何執照或許可。

然而,這種自由是有代價的。Part 103規定,飛行器(不含浮筒或降落傘等安全裝置)的空重不得超過254磅(約115公斤),最大速度不得超過63英里/小時(55節),且嚴格禁止在「任何擁擠區域」(congested area)—即城鎮、定居點或露天集會的上空飛行。

Pivotal的執行長肯·卡林(Ken Karklin)在專訪中坦承,選擇這條路徑是刻意的戰略決策。「我們之所以走超輕量路徑,坦率地說,是因為它的監管沒有那麼嚴格。」他表示,「我們可以快速迭代,經歷設計迭代、測試、建造、測試、建造。」

這正是矽谷的核心精神:避開傳統行業的官僚壁壘,先將產品推向市場,再透過真實世界的數據進行完善。當Joby和Archer還在模擬器和受管制的試飛場中消耗現金時,Pivotal已經在向真實客戶銷售產品,並獲取寶貴的飛行時數。

但這條捷徑,同時也是一個牢籠。254磅的重量上限,對於一個需要搭載八組巨大電池、八個馬達、機身、以及複雜飛行控制系統的eVTOL來說,是一個近乎不可能的任務。Pivotal的工程團隊,因此被迫在安全、功能和性能之間,做出了一系列痛苦的妥協。

極簡主義的工程奇蹟—Helix的設計哲學

為了在Part 103的嚴苛框架內生存,Helix的設計必須奉行極簡主義。Pivotal的首席技術長(CTO)Soummya Kanti Datta指出,他所審視過的大多數eVTOL結構都「遠遠複雜得多」,這會帶來額外的成本、重量和可靠性挑戰,「因為每個活動部件都可能失效」。

Helix的設計,正是為了消除這些複雜性:

高度冗餘的推進系統: Helix採用了八個螺旋槳。這與直升機形成了鮮明對比。Datta解釋:「對於直升機,如果你失去了主螺旋槳,你基本上就沒有動力來產生升力了。」而Helix,「你可以失去任何一個(螺旋槳),你仍然能夠飛行。」 這種分佈式電力推進(DEP)是eVTOL安全性的核心,而Pivotal將其應用在一個超輕量級的機身上。

革命性的「傾轉飛機」設計: 市場上許多eVTOL為了兼顧垂直起降和水平巡航,採用了複雜的「傾轉旋翼」(Tilt-Rotor)或「升力+巡航」(Lift+Cruise)設計—前者需要精密的機械結構來傾斜螺旋槳,後者則需要兩套獨立的推進系統(一套垂直、一套水平)。

Pivotal的方案更為激進。Helix採用了「傾轉飛機」(Tilt Aircraft)設計:起飛後,是「整個飛機機身」傾斜,以轉換到巡航模式。Datta指出:「這種傾轉飛機的設計,允許我們使用相同的螺旋槳來提供垂直起飛和巡航飛行。」 這省去了大量複雜、沉重且易於故障的活動部件。

電氣化的簡潔: Helix由八組巨大的電池供電。Datta強調,這使其免除了傳統汽油、柴油甚至噴射發動機所需的一切「引擎維護」,其運動部件也遠少於噴射發動機。

然而,Helix最核心的技術不在於硬體,而在於軟體。這才是它能讓「零經驗」駕駛員上天的關鍵。

軟體定義飛行—為何無需執照

《華爾街日報》的專欄作家丹·尼爾(Dan Neil),一位沒有任何飛行經驗的汽車記者,在Pivotal位於帕羅奧圖的辦公室接受了為期兩週的培訓(大部分時間是在會讓他「嚴重暈機」的模擬器上度過的)後,成功地駕駛Helix飛上了天空。

尼爾表示:「當我坐進機器時,我的信心水準是如此之高,以至於我實際上可以玩得很開心。」

這種「輕鬆感」的來源,是因為駕駛員「不必承擔大部分的飛行工作」。Helix在很大程度上是由Pivotal的軟體自主控制的。

三重冗餘飛控: 飛機內部(飛行員身後)隱藏著「三個飛行控制器」。

多重感測器融合: 飛機配備了GPS、皮托管(pitot tubes,用於感測風速和氣壓)以及一系列其他感測器。

自主穩定系統: 飛行電腦利用這些感測器資訊,「理解自己在空中的位置以及周圍環境的變化」。它會根據即時風力測量值,自動改變螺旋槳的速度或移動升降副翼(elevons),以確保飛機「即使在有強風或無風的情況下」也能保持在同一位置。

飛行員的任務被簡化到了極致。起飛和降落「基本上是自主的」。升空後,飛行員一手握住的搖桿,只負責下達「傾斜」(前進/後退)的指令;另一手的拇指搖桿,則控制「上升/下降」。剩下的,全部交給了軟體。

妥協的代價—20分鐘的「飛行玩具」

Pivotal的軟體和硬體工程確實令人印象深刻。但這一切,都必須向Part 103的重量限制低頭。這254磅(約115公斤)的紅線,如同一道緊箍咒,迫使Pivotal做出了致命的妥協。

執行長卡林承認:「我們一直在做權衡。我們不得不放棄一些我們很想放進飛機的東西。」

犧牲了什麼? 卡林列舉道:「我們必須非常挑剔……關於無線電、關於信標燈、導航燈或防撞燈。」

安全性妥協: 他甚至承認:「我們沒有額外的安全氣囊,或任何其他可以用來增強飛機在墜毀著陸時生存能力的東西。」

雖然Helix配備了降落傘和浮筒裝置(使其總重達到348磅,但這些安全裝置不計入Part 103的254磅限制),但它本質上缺乏現代飛行器應有的多層次安全冗餘。

而最大的犧牲,來自於航程。為了減重,電池容量受到了極大的限制。這導致Helix的續航力僅有「約20英里或20分鐘的飛行時間」。

這個數字,徹底定義了Helix的產品屬性。

丹·尼爾(Dan Neil)總結道:「它的任務非常受限,因為我們試圖擠進一個三百多磅的重量範圍內。」

商業的死胡同與真正的終局之戰

20分鐘的續航力,意味著什麼?

Pivotal的官方目標之一,是希望將此類飛機用於「緊急服務」。但20分鐘的航程顯然無法滿足這一需求。它甚至無法滿足最基本的「空中計程車」或「城市空中交通」(UAM)的願景。

更何況,Part 103法規從一開始就禁止其飛越任何「擁擠區域」。

這使得Helix的市場定位極為尷尬。它是一款售價19萬美元、禁止進入城市、續航僅20分鐘的「飛行玩具」。它唯一的客戶群,是那些擁有廣闊土地、財力雄厚,且渴望「兜風」(joyride)的超級富豪。

就連休閒飛行員(Pivotal的另一個目標市場)也對此持懷疑態度。一位飛行員的反饋直指核心:「是,你不需要機場,但它飛得不夠遠,無法帶我去任何我想去的地方。」

這似乎是一個商業上的死穴。然而,Pivotal的高層在專訪中透露了他們的真正意圖。

Helix不是產品,而是平台。

卡林在訪談中承認,公司正在「完善一個有擴展空間的平台」。他們真正的目標,是在未來一到兩年內,獲得FAA對一款「更大型的型別認證飛機」的批准。

這款未來的飛機,將「可能使用相同的飛行電腦、許多相同的感測器、相同的馬達架構,以及相同的飛機總體架構」。

這才是Pivotal的終局之戰。19萬美元的Helix,根本不是他們的商業主力。它是一個前所未有的「Beta測試平台」。Pivotal正利用Part 103的法規漏洞,讓一群富有的早期採用者自掏腰包,為其未來的、真正具有商業價值的認證飛機,在真實世界中收集飛行數據、迭代飛控軟體。

Pivotal的最終野心,甚至超越了民用市場。他們承認,正在評估將飛機用於軍事的可能性,特別是「爭議性後勤」(contested logistics)。當然,這需要進行重大調整,例如改用混合動力(而非純電),並且需要達到酬載2000磅、航程300英里以上的規格—這與當前的Helix有天壤之別。

矽谷的傲慢與遠見

Pivotal的Helix,是矽谷精神在百年航空工業中最極致、也最傲慢的一次展演。它繞過了所有規則,將一個「最小可行性產品」(MVP)以前所未有的速度推向了市場。

這是一場高風險的賭注。Pivotal賭的是,從一個348磅的超輕量級玩具上收集到的數據,真的可以線性外推(Scale up)到一個酬載2000磅的軍用物流平台。他們賭的是,這種「先上市再完善」的模式,比傳統航太工業「先完善再上市」的緩慢哲學,更能贏得這場eVTOL競賽。

對於那批花了19萬美元的早期客戶而言,他們買到的或許只是一個昂貴的飛行玩具。但對於Pivotal而言,他們買到的,是無價的真實世界數據,以及在通往真正「飛行汽車」的漫長賽道上,一個至關重要的「起跑優勢」。

資料來源

Pivotal: The Helix (Official Product Page)
https://pivotal.aero/helix

Federal Aviation Administration (FAA): Ultralight Vehicles (FAR Part 103)
https://www.faa.gov/sport-pilots/getting-started/become-a-pilot/ultralights

The Wall Street Journal: I Flew the Pivotal Helix. It’s a Flying Motorcycle.
https://www.wsj.com/tech/personal-tech/pivotal-helix-flying-car-review-6d9b4b0e

Aviation Week: Pivotal Pursues Military Applications For Ultralight eVTOL
https://aviationweek.com/defense-space/aircraft-propulsion/pivotal-pursues-military-applications-ultralight-evtol

FutureFlight (AIN Media): Pivotal Starts Selling Its Helix Ultralight eVTOL Aircraft
https://futureflight.aero/news-article/2024-01-08/pivotal-starts-selling-its-helix-ultralight-evtol-aircraft

Vertical Mag: Pivotal delivers first Helix eVTOL aircraft
https://verticalmag.com/press-releases/pivotal-delivers-first-helix-evtol-aircraft/

Forbes: Larry Page’s Flying Car Company Pivotal Begins Sales Of $190,000 Personal Aircraft
https://www.forbes.com/sites/jeremybogaisky/2024/01/08/larry-page-pivotal-helix-sales-price/

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