打“飞的”，未来城市交通出行新选择

张青松

早晨着急上学，如果遇到堵车，会让人心急火燎却毫无办法。如果有能飞起来的车，是不是就能解决这个问题？很多孩子把“空中飞车”作为对未来的憧憬画在科幻画中，而现在，这一愿景正逐步实现。

人类交通领域正在进入一个新时代，从“一维线性”（以京杭大运河为标志）到“二维平面”（以公路网为标志），再到“三维立体”（以低空飞行为标志），交通领域正面临着第四次技术革命。

早在20世纪中后期，欧洲“空客”等公司就开始尝试利用传统直升机实现城市空中交通UAM（Urban Air Mobility），但受限于飞行载具运行成本、安全性和噪声等问题而未能广泛普及。近年来，以电动垂直起降eVTOL （Electric Vertical Takeoff and Landing）航空器为代表的新型通用航空器的快速发展，为实现UAM创造了新的可能。

什么是eVTOL航空器？

通俗地理解，eVTOL 航空器就是电动化且不需要跑道就可垂直起降的飞机。此类航空器的特点是采用电动驱动系统，不依赖于传统燃油动力，通过旋转翼或推进器产生升力和推力，使其能够在垂直方向起降，并在水平方向飞行。

载人级eVTOL航空器最常见的构型有多旋翼、复合翼和倾转旋翼。

多旋翼：没有机翼，整个飞行阶段完全依赖多个旋翼的动力输出提供升力和前行动力，飞行速度低，飞行航程有限，巡航时速也较低，商业应用场景主要停留在特定场景和低空旅游。

复合翼：从升到推有两套动力系统，垂直起降时一部分旋翼提供升力，巡航时另一部分旋翼提供拉力，垂直升力系统在巡航阶段会闲置，使用的电机数量较多，载重比低，相对成本也较高。

倾转旋翼：结合了多旋翼和复合翼的功能，旋翼既提供升力也提供巡航推力，动力单元可复用，飞行速度快，载重比高，整机性价比高，而且适航条款比较清晰，具有较好的运营经济性，在未来商业场景中更有优势。

Q：eVTOL 航空器就是飞行汽车吗？

A：与飞行汽车（Flying Car）相比，eVTOL 航空器仅有飞行功能，不涉及地面行驶功能。

Q：eVTOL 航空器属于无人机吗？

A：没有人参与驾驶的eVTOL航空器归属于无人驾驶航空器（简称无人机UAV）范畴。目前也有有人驾驶eVTOL航空器。

平价打“飞的”

eVTOL航空器作为新一代航空革命性飞行器，由于智能技术应用、起降方便、电气化、低噪声、低排放、巡航效率高、保障要求低、更加便捷安全等优势，在城市内部、城郊及城际范围内进行空中交通运输作业，能够无缝衔接城市地面公共交通与轨道交通，可取代直升机大部分用途，拓展低空旅游、空中物流、消防救援、医疗救助等更多应用场景。但在众多用途中，最受关注的依然是eVTOL航空器作为“空中的士”的城市通勤功能。目前全球多家eVTOL航空器企业陆续宣布，平价打“飞的”时代有望到来，未来短程空中出行或与坐出租车一样方便，可把2～3小时的车程时间缩短至30分钟左右。

要想实现这些目标，有两个重点问题——安全性和价格。

高安全：最新民航相关规章要求eVTOL航空器在城市人群密集区应用场景按民航客机安全性标准设计，目标是每十亿飞行小时才允许出现一次灾难性事故，比直升机高3个数量级。

低成本：在制造及运营成本等方面，相比维修、保养、制造成本都非常高的直升机，eVTOL航空器的技术优势主要体现在它更简单，机械结构大幅简化，后续的维护保养成本也随之降低。另外，在综合成本、性价比、乘坐体验、对起降场地的要求等方面，eVTOL航空器的表现也更为出色，且纯电力驱动也使得它能更好地实现低噪声和零碳排放。

关键研发技术

城市空中交通UAM运营场景高度电动化、高度自动化、极高安全性的特征，对eVTOL航空器的巡航速度、续航里程、座位数/有效载荷重量、安全性等方面提出了极高的技术要求。

目前研发关键技术主要有三点：

动力推进技术。高功率密度电动推进技术，是eVTOL航空器实现高效能、低噪声、垂直起降与推进的主要技术途径，包括以涵道风扇、分布式推进、垂直起降稳定性控制为主的高比推力分布式推进技术，以及以动力电池和燃料电池为主的高性能电动化动力技术。

轻质材料技术。eVTOL航空器需要轻量、高强度的航空材料，以提高飞行效率和续航能力。常用的航空材料包括碳纤维复合材料、铝合金和钛合金。这些材料具有高强度、刚性和耐腐蚀性能，同时又具有轻量化的特点，可以减轻飞行器的重量并提高其性能。

智能驾驶技术。eVTOL航空器会在起降以及低空飞行时面对复杂的地面气象环境，除了需要感知、决策和控制功能，还需在不确定或发生错误的情况下，提供短期恢复模式确保安全降落停靠。这就需要基于微机电传感器系统的感知技术，基于空中交通系统的智能决策技术和动态矢量控制技术。

面临的挑战

2023年10月13日，中国民用航空局正式向亿航颁发EH216-S的型号合格证，这也是全球第一张无人驾驶载人eVTOL型号合格证。随着适航证的颁发，亿航EH216-S也将具备开启载人商业运营的资格。

根据罗兰·贝格研究报告预测，到2025年，全球将有3000架“飞行汽车”用作空中出租车、机场班车和城际航班服务。到2050年，这一数量将达到98000架。而摩根士丹利则预测，到2040 年，全球城市空中交通市场规模将达到1万亿美元，最终将达到9万亿美元的市场规模。

尽管eVTOL航空器应用前景广阔，但在进入大众商业化市场之前，还面临以下挑战。

研制技术。eVTOL航空器在高能量动力及其管理、自主飞行控制、态势感知与避障等技术领域还需进一步提升。

法律规章。eVTOL航空器自身适航取证以及相关的人员、运行、责任、权利、登记、环境、安保、保险等方面的法律规章还不完善。

基础设施。如何考虑城市复杂气象条件合理布局便捷、高效、安全的eVTOL航空器起降场站是当前亟须解决的重点。

空中管理。面对数量庞大的eVTOL航空器规模化、常态化运行管理需求，需要实现高效、安全、统一的空域分配、航线管理。

公众认可。社会认知和公众接受度是eVTOL航空器成功应用的重要门槛，围绕怎样减轻人们对eVTOL航空器安全、噪声、视觉污染和隐私的担忧值得进行多种尝试。