近年來(lái)，電動(dòng)垂直起降（eVTOL）飛行器受到航空界、政府、軍方和研究機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注，研發(fā)及融資活動(dòng)呈現(xiàn)加速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2022年，各國(guó)適航管理機(jī)構(gòu)初步理清了對(duì)這一全新品類飛行器的適航審定標(biāo)準(zhǔn)和路線，大量初創(chuàng)企業(yè)競(jìng)跑沖刺適航認(rèn)證，預(yù)計(jì)2024—2025年可完成適航認(rèn)證進(jìn)而實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)營(yíng)。

截至2022年年底，美國(guó)垂直飛行協(xié)會(huì)（VFS）宣布所收錄的電動(dòng)垂直起降（eVTOL）飛行器設(shè)計(jì)概念已超過750個(gè)，其中包含矢量推力構(gòu)型258個(gè)、復(fù)合翼構(gòu)型138個(gè)、多旋翼構(gòu)型215個(gè)、單旋翼構(gòu)型51個(gè)，相關(guān)研發(fā)活動(dòng)主要集中在美國(guó)、英國(guó)、中國(guó)和德國(guó)。

矢量推力構(gòu)型

矢量推力構(gòu)型的eVTOL飛行器使用矢量推進(jìn)器（傾轉(zhuǎn)旋翼、傾轉(zhuǎn)涵道風(fēng)扇等）提供升力并輔助巡航，由機(jī)翼提供巡航升力。綜合考慮航程和速度，矢量推力構(gòu)型最具優(yōu)勢(shì)，技術(shù)難度最大，是目前獲得意向訂單最多的構(gòu)型。

喬比公司的S4

喬比（Joby）公司成立于2009年，從2018年開始S4飛機(jī)的適航審定，最大起飛質(zhì)量為2.2t，航程270km，最大平飛速度315km/h，計(jì)劃2025年投入運(yùn)營(yíng)。喬比公司的第二架預(yù)生產(chǎn)原型機(jī)于2022年1月獲得美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）特殊適航認(rèn)證和美國(guó)空軍適航批準(zhǔn)。2022年5月，喬比公司獲得了FAA頒發(fā)的FAR- 135部航空承運(yùn)人證書，使之可以按需開展商業(yè)空中出租車運(yùn)營(yíng)。2022年8月，喬比公司擴(kuò)展了與美國(guó)國(guó)防部（DoD）的現(xiàn)有合同，海軍陸戰(zhàn)隊(duì)、陸軍、海軍和空軍都將測(cè)試喬比公司的S4，并探索緊急醫(yī)療救護(hù)等使用場(chǎng)景。2022年10月，F(xiàn)AA發(fā)布了針對(duì)喬比公司eVTOL的適航審定專用條件（SC），這是其發(fā)布的第一個(gè)eVTOL適航專用條件。2022年12月，S4的空中滑行通過FAA的系統(tǒng)審查。

阿徹公司的“午夜”

阿徹公司的“午夜”

阿徹（Archer）公司成立于2018年。該公司的“午夜”（Midnight）是一架固定翼飛機(jī)，12個(gè)電動(dòng)旋翼分布在機(jī)翼上，6個(gè)五葉片的前旋翼能夠完全向前傾斜，以實(shí)現(xiàn)高效的、由機(jī)翼支撐的巡航模式，6個(gè)兩葉片的后旋翼在飛行階段結(jié)束后將簡(jiǎn)單地停在低阻力方向，實(shí)現(xiàn)垂直降落；巡航高度約610m，最高速度可達(dá)241km/h，航程可達(dá)160km；計(jì)劃2024年年底通過 FAA 認(rèn)證，2025 年開始運(yùn)營(yíng)。

2022年4月，阿徹公司和美國(guó)聯(lián)合航空公司成立了一個(gè)聯(lián)合咨詢委員會(huì)，以便在阿徹公司的“午夜”的開發(fā)過程中提出與維護(hù)運(yùn)營(yíng)概念相關(guān)的建議。2022年7月，阿徹公司選擇霍尼韋爾公司提供飛行控制驅(qū)動(dòng)技術(shù)和微蒸發(fā)循環(huán)冷卻系統(tǒng)（Micro VCS）；2022年11月中旬，生產(chǎn)型“午夜”正式亮相，11月下旬實(shí)現(xiàn)演示驗(yàn)證機(jī)Maker從垂直升降到全翼式飛行的首次完整過渡飛行；同樣在11月，阿徹公司宣布了與聯(lián)合航空公司合作開通的第一條eVTOL航線，這條航線將運(yùn)送乘客往返紐瓦克機(jī)場(chǎng)和曼哈頓市中心的一個(gè)直升機(jī)機(jī)場(chǎng)。

百合公司的“百合”

百合（Lilium）公司2015年成立，2017年第一架全尺寸雙座原型機(jī)首飛，2019年5座原型機(jī)“百合”首飛。“百合”擁有36臺(tái)電驅(qū)動(dòng)涵道風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，巡航高度3000m，巡航速度280km/h，續(xù)航里程250km左右。百合公司計(jì)劃2023年開始生產(chǎn)5座的“百合”，2024年前投入運(yùn)營(yíng)。2022年5月，百合公司宣布成功完成歐洲航空安全局（EASA）第二次設(shè)計(jì)組織批準(zhǔn)（DOA）審核，正在與EASA和FAA合作為“百合”飛機(jī)進(jìn)行型號(hào)認(rèn)證；2022年9月，技術(shù)演示機(jī)“鳳凰”2實(shí)現(xiàn)了從垂直懸停到平飛的完整過渡飛行；2022年10月，沙特航空公司與百合公司簽署了一份諒解備忘錄，計(jì)劃在沙特建立eVTOL運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)并購(gòu)買100架“百合”。

垂直公司的VX4

垂直公司的VX4

垂直（Vertical）公司成立于2016年，首架eVTOL飛機(jī)于2018年獲得民航局飛行許可，其5座VX4為傾轉(zhuǎn)旋翼構(gòu)型，航程160km，巡航速度240km/h，最高時(shí)速320 km/h，計(jì)劃2025年獲得適航證。2022年7月，垂直公司選擇中國(guó)臺(tái)灣的鋰電池企業(yè)能元科技為VX4的電池供應(yīng)商。2022年9月，獲得了英國(guó)民航局的飛行許可，VX4原型機(jī)完成首次系留懸停試飛，在離地面約1m處懸停了10min。垂直公司表示，VX4已獲得超過 1400 架有條件預(yù)訂，包括美國(guó)航空公司（已為前50架交了預(yù)付款）、維珍大西洋航空公司、日本航空公司和亞洲航空公司等。

復(fù)合翼構(gòu)型

復(fù)合翼構(gòu)型的eVTOL飛行器使用完全獨(dú)立的推進(jìn)器（非矢量推力）用于巡航和提供升力，由機(jī)翼提供巡航升力。復(fù)合翼構(gòu)型在航程、速度和技術(shù)難度方面都處于中等水平。

Volocopter公司的VoloConnect

Volocopter公司成立于2011年，已完成了VC1、VC2和VC200原型機(jī)的飛行技術(shù)驗(yàn)證。Volocopter公司的VoloConnect飛機(jī)為4座，最大速度250km/h，巡航速度180km/h，航程100km，商用載荷為300～400kg，2022年5月首飛，計(jì)劃于2026年取證。2022年6月，Volocopter公司宣布將采用微軟公司的Azure云計(jì)算操作系統(tǒng)使VoloIQ系統(tǒng)成為Volocopter的城市空中交通（UAM）工具和地面基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字平臺(tái)；委托代傲（Diehl）公司設(shè)計(jì)并生產(chǎn)了一個(gè)分光器，為飛機(jī)上的18個(gè)旋翼提供控制信息，代傲公司還將負(fù)責(zé)開發(fā)數(shù)據(jù)集中單元（DCU）。

峰飛公司的V1500M“盛世龍”

峰飛公司的V1500M“盛世龍”

上海峰飛航空科技有限公司成立于2017年。該公司的自動(dòng)駕駛eVTOL載人飛行器V1500M“盛世龍”飛機(jī)頂部搭載了8個(gè)旋翼提供垂直起飛及降落階段的升力，當(dāng)高度達(dá)到150m、空速達(dá)到160～180km/h后，機(jī)翼可產(chǎn)生足夠的升力，頂部旋翼停轉(zhuǎn)并鎖定，飛機(jī)進(jìn)入固定翼巡航模式。V1500M可搭載4人，最大起飛質(zhì)量1.5t，巡航速度200km/h，最大航程250km，計(jì)劃于2024年取得適航認(rèn)證，2025年投入商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。2022年1月，峰飛公司完成V1500M的固定翼轉(zhuǎn)換飛行演示，并宣布在德國(guó)奧格斯堡成立歐洲研發(fā)及適航中心。2022年 6月，V1500M改進(jìn)型全尺寸驗(yàn)證機(jī)（2號(hào)機(jī)）完成飛行演示，相比1號(hào)驗(yàn)證機(jī)進(jìn)行了多項(xiàng)升級(jí)優(yōu)化。

BETA公司的阿利亞250飛機(jī)

BETA公司的阿利亞250

BETA公司成立于2017年，其阿利亞（Alia）250飛機(jī)最大起飛質(zhì)量約3.2t，客運(yùn)型為2座，貨運(yùn)型載荷635kg，最高速度約270km/h，航程可達(dá)463km，2021年5月成為首個(gè)獲得美國(guó)空軍載人飛行許可的eVTOL，計(jì)劃2024年取得FAA適航證。2022年1月，美國(guó)陸軍與BETA公司簽訂了測(cè)試合同，將對(duì)阿利亞250進(jìn)行測(cè)試以評(píng)估任務(wù)適用性，包括該機(jī)的航程、飛行高度和有效載荷等相關(guān)性能，以及運(yùn)載指定貨物和后勤運(yùn)輸任務(wù)；2022年3月，美國(guó)空軍飛行員首次成功試飛阿利亞250；2022年5月，阿利亞250采用固定翼模式完成長(zhǎng)達(dá)2200km的飛行，耗時(shí)8天并在途中充電7次；2022年9月，原型機(jī)安裝了垂直起降電驅(qū)系統(tǒng)并開始懸停試飛；2022年12月，BETA公司與美國(guó)國(guó)家航空研究所（NIAR）和FAA合作，對(duì)全尺寸電池系統(tǒng)進(jìn)行了15m跌落測(cè)試。

Eve公司的Eve eVTOL

Eve公司 成 立 于2020年10月，是巴西航空工業(yè)公司的子公司，其未命名的Eve eVTOL為5座，有8個(gè)垂直起降專用推進(jìn)器和兩個(gè)飛行推進(jìn)器，巡航速度未知，航程估計(jì)為100km，預(yù)計(jì)2025年取得適航證。2022年5月，Eve公司與Zanite公 司合并后在紐約證券交易所上市；2022年7月，Eve公司在范堡羅航展上首次展示了eVTOL飛機(jī)客艙的全尺寸模型，還披露了與巴航工業(yè)和BAE系統(tǒng)公司簽署的意向書，其中包括Eve公司的150臺(tái)eVTOL的潛在訂單；2022年9月，Eve公司使用包機(jī)運(yùn)營(yíng)商的直升機(jī)在芝加哥市中心進(jìn)行了為期三周的城市空中交通模擬。

多旋翼構(gòu)型

多旋翼構(gòu)型的eVTOL飛行器由多個(gè)旋翼提供升力，通過調(diào)整各旋翼轉(zhuǎn)速來(lái)控制姿態(tài)及巡飛，無(wú)機(jī)翼。多旋翼構(gòu)型航程短、速度低、技術(shù)難度最小。

億航公司的EH216

Eve公司的eVTOL

億航公司的EH216-S

億航公司成立于2014年，2018年獲中國(guó)民航局批準(zhǔn)成為中國(guó)第一家載人級(jí)自動(dòng)駕駛飛行器適航審定試點(diǎn)單位。其雙座EH216 eVTOL采用全備份動(dòng)力冗余安全性設(shè)計(jì)，以及8軸16槳的分布式電推進(jìn)系統(tǒng)，最大載荷220kg，滿載最大航程30km，最大巡航速度130km/h，包含載人級(jí)的EH216-S、應(yīng)用于高層消防的EH216-S以及應(yīng)用于中短途空中物流的EH216-L。2022年2月，中國(guó)民航局正式發(fā)布《億航EH216-S型無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)專用條件》，億航與中國(guó)民航局建立了常態(tài)化工作協(xié)同機(jī)制。2022年6月，西班牙國(guó)家航空服務(wù)提供商ENAIRE與億航宣布將在U-Space和城市空中交通領(lǐng)域展開合作。2022年10月，EH216在西班牙完成歐盟的歐洲天空一體化空中交通管理研究項(xiàng)目（SESAR AMU-LED）飛行演示。2022年11月，億航公司加入歐盟航天計(jì)劃?rùn)C(jī)構(gòu)多旋翼垂直起降飛行器中的應(yīng)用（SAMVA）項(xiàng)目，將歐洲地球同步衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)服務(wù)系統(tǒng)（EGNOS）應(yīng)用于先進(jìn)空中交通。

Volocopter的2X

雙座Volocopter 2X是Volocopter VC200原型機(jī)的改進(jìn)版，有6個(gè)Y形支柱軸上伸出，每個(gè)Y軸的交叉點(diǎn)有一個(gè)垂直的推進(jìn)器，另外12個(gè)推進(jìn)器位于支柱的端部，這18個(gè)推進(jìn)器和三相永久磁鐵同步無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)由9組電池供電。2017年9月，Volocopter 2X首次實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛飛行，2018年1月首次載人飛行，有效載荷160kg，續(xù)航能力為27min，航程27km，巡航速度100km/h，預(yù)計(jì)2024年投入使用。2022年3月，全尺寸原型機(jī)在巴黎進(jìn)行了飛行測(cè)試并測(cè)量了噪聲；2022年10月，在意大利試飛并展示先進(jìn)空中交通(AAM)服務(wù),并在VoloIQ數(shù)字平臺(tái)上托管交互式預(yù)訂流程。

單旋翼構(gòu)型

單旋翼構(gòu)型的eVTOL飛行器有大的單旋翼，如電動(dòng)直升機(jī)或電動(dòng)自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)，無(wú)機(jī)翼或有短機(jī)翼。單旋翼構(gòu)型因在噪聲和安全方面存在技術(shù)難度，在研數(shù)量較少。

目前較具代表性的是美國(guó)Jaunt公司的“旅途”（Journey）飛機(jī)。Jaunt公司成立于2019年，其“旅途”飛機(jī)為5座，巡航速度282km/h，航程129km，最大起飛質(zhì)量2.7t，最高飛行高度1800m，演示驗(yàn)證機(jī)已完成超過300h的載人飛行測(cè)試（含1000多次起飛和著陸）。2022年2月，Jaunt公司宣布被美國(guó)空軍（USAF）和美國(guó)特種作戰(zhàn)司令部（USSOCOM）選定，繼續(xù)參與美國(guó)空軍創(chuàng)新中心AFWERX的下一階段高速垂直起降（HSVTOL）概念挑戰(zhàn)賽活動(dòng)。美國(guó)機(jī)場(chǎng)管理運(yùn)營(yíng)商Avports公司和Jaunt公司簽署了一份諒解備忘錄以協(xié)調(diào)將eVTOL飛機(jī)納入航空生態(tài)系統(tǒng)，Avports公司加入了Jaunt公司的基礎(chǔ)設(shè)施聯(lián)盟（Access Skyways），該聯(lián)盟旨在解決城市空中交通中的一些關(guān)鍵挑戰(zhàn)。2022年8月，Jaunt公司與韓國(guó)AAM服務(wù)的初創(chuàng)公司MintAir建立了戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，MintAir公司簽署了一份意向書并將購(gòu)買最多40架Jaunt公司的eVTOL。

Jaunt公司的“旅途”

結(jié)束語(yǔ)

電推進(jìn)消除了溫室氣體和其他污染物的排放，有效降低飛行噪聲，提高推進(jìn)效率，降低維護(hù)成本。但受限于電池能量密度、電機(jī)功重比和效率等核心技術(shù)的發(fā)展水平，大中型純電飛機(jī)的商業(yè)應(yīng)用還有待觀察，而小型eVTOL飛行器則有望在未來(lái)2～3年率先投入使用。