“空中飞车”：瓶颈有待突破

2024-03-08李伟

检察风云 2024年5期

李伟

电动垂直起降飞行器（eVTOL）已成为继新能源车之后新型交通装备领域的又一热点。摩根士丹利发布的行业报告预测：eVTOL载人商业运营启动的时间在2025—2026年。到2040年，全球范围内的eVTOL运营收入可能高达6740亿美元。但有媒体指出，“空中飞车”瓶颈有待突破，投入商业运营尚需时日。

“空中飞车”普遍配备旋翼

问世12年

据英国《新科学家》杂志报道，如果eVTOL未来能够彻底改变交通方式，那么2011年10月5日将被载入史册。那天，在加拿大安大略省沃克沃斯，一位名叫马库斯·棱恩的退休机械工程师，驾驶自制的eVTOL飞过自家庭院，吓坏了他的妻子和几个朋友。

根据“国际垂直飞行协会”的数据，到2023年底，有48个国家和地区的350个组织正在设计、制造及测试eVTOL。这些公司已经投入超过70亿美元，计划再投入100亿美元。小型eVTOL目前已在军事、航模、农业、安防等领域大规模应用。

到2023年底，马库斯·棱恩的公司在其位于美国加州帕洛阿托的工厂制造了约70架eVTOL，其中30多架已进行过试飞。该公司还使用先进的虚拟现实模拟系统培训了一批eVTOL驾驶员。

马库斯·棱恩设计的eVTOL名为Opener。需要指出的是，它是一种单座飞行器，只能供一个人驾驶，不能搭载乘客。Opener属于“超轻型”eVTOL，这种设计可以使它绕过商业运输飞行器所须通过的认证。这说明，在棱恩首次驾驶eVTOL飞行12年后，eVTOL距实现商业化运营还有一定差距。一个标志是：在全球范围内至今没有一架eVTOL得到民航当局的适航认证，包括美国联邦航空管理局及欧洲航空安全局。

三大瓶颈

《新科学家》指出，eVTOL的发展遇到了瓶颈，主要包括三个方面：技术、适航和市场。

技术是第一道需要跨越的门槛，包括飞行器技术、电池技术、电机技术、螺旋桨技术等。电池、电机、螺旋桨等都不是新的科技产品，但这些设备组合起来，就呈现出全新的特性。目前很多高校和企业研究机构都在进行这方面的研究——不是发明新产品，而是试图找到最佳设计方案。

eVTOL面临的一大技术挑战是如何实现垂直上升，然后再向前飞行。大多数开发商通过设计大型旋翼来实现目标——起飞时绕垂直轴旋转，巡航时绕水平轴旋转。但是，改变旋翼方向的系统必须非常坚固，因此不可避免地会增加系统的复杂性及重量。在eVTOL的总重中，旋翼占了很大一部分，这导致它难以采用大型化设计，载荷也不会太大。

试飞中的Opener

马库斯·棱恩公司的首席财务官克里斯蒂安·鲍尔表示：“一切似乎都已经准备就绪，但eVTOL在2025年恐怕还难以投入商业运营。阻碍我们的一个因素是电池技术，虽然我们和很多同行都在研究这方面的技术，但大容量、大功率的电池仍然稀缺，这导致我们难以提供优惠的价格。目前来看，可搭载两人的eVTOL，飞行成本与直升机相当，这令广大消费者难以承受。我们考虑推出4座及5座的机型，希望能使航运成本下降。”另外，传统旋翼飞机每飞行1小时，需要 4—5 小时进行维护。eVTOL的维护时间与之相近——这也要耗费大量成本。

英国广播公司（BBC）商业技术编辑本·莫里斯认为，eVTOL的电池是一项关键技术，也是行业发展的主要障碍。目前的大容量、大功率电池非常重，且价格昂贵，这不仅使eVTOL的航程受到限制，而且使运营成本居高不下。eVTOL产业要快速发展，必须解决电池问题。在其造价中，电池占比非常大。只有电芯技术优化了，电池的能量密度才会增大，成本才能降下来。

其次是适航问题，这也是用户最关心的安全问题。作为全新的产品，eVTOL以什么样的标准获取适航证？如何保证安全？另外，eVTOL将在城市上空飞行，而且基本上位于较低的空域。这不仅要考虑飞行器本身，还要考虑地面安全、公众的接受度等。其中，公众的接受度非常重要。比如，人们能不能接受“一个像小汽车那么大的家伙”在头顶或窗前飞过？这种“空中飞车”中的乘客能安心吗？这需要eVTOL在设计上做好充分的准备，然后通过大量试飞展示其安全性，这样才能慢慢使公众树立对它的信心。

最后是eVTOL商业化后的市场经济性，这是最大的问题，即在保证安全的前提下尽量降低成本，让更多人能够接受这样一种全新的出行方式。