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eVTOL飛行器的發(fā)展態(tài)勢(shì)與應(yīng)用場(chǎng)景綜述

lcdz66 ? 來源:雨飛工作室 ? 2023-05-15 17:04 ? 次閱讀

隨著世界主要大城市人口不斷增加,城市地面交通道路建設(shè)逐漸飽和,大都市圈及超級(jí)城市群內(nèi)部的地鐵、輕軌因功能和覆蓋區(qū)域有限且投資成本巨大,現(xiàn)有的城市交通模式面臨極限,導(dǎo)致城市交通出行擁堵問題越來越嚴(yán)峻,已經(jīng)影響到城市的運(yùn)行效率、生活便利、環(huán)境保護(hù)等諸多領(lǐng)域,形勢(shì)的發(fā)展使得UAM(Urban Air Mobility,城市空中交通)概念及eVTOL(Electric Vertical Takeoff and Landing,電動(dòng)垂直起降)飛行器應(yīng)運(yùn)而生,以解決日益嚴(yán)重的大城市交通擁堵問題,并推動(dòng)航空業(yè)向低噪聲零排放轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展,現(xiàn)已成為目前全球航空界的新興領(lǐng)域和最熱門的新賽道。

eVTOL基本概念

eVTOL是指以電力作為飛行動(dòng)力來源且具備垂直起降功能的飛行器,具有垂直起降、智能操作、快捷機(jī)動(dòng)、低成本、低噪音、零排放、易維護(hù)、高安全等特點(diǎn),相對(duì)傳統(tǒng)飛行器相比,安全性、智能性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性的優(yōu)勢(shì)顯著,可使人和貨物以無縫、經(jīng)濟(jì)的方式在城市低空快速流動(dòng)與靈活作業(yè),能高效開發(fā)城市低空空域資源,有效緩解日益嚴(yán)重的城市地面交通擁堵問題,并解決空中物資運(yùn)輸和交通出行的迫切需求,大幅提升快捷及時(shí)、按需響應(yīng)效率,順應(yīng)了電氣化、綠色化、智能化的發(fā)展趨勢(shì),是一種面向未來城市空中交通(UAM)場(chǎng)景、更符合未來城市綜合立體交通系統(tǒng)的飛行器形態(tài),為超大城市、都市圈及城市群創(chuàng)造了新的通勤方式。

全球范圍內(nèi)新興的eVTOL研制與開發(fā)種類繁多、形態(tài)各異,基于運(yùn)行模式、整機(jī)構(gòu)型、動(dòng)力能源、設(shè)計(jì)載荷、目標(biāo)客戶、適航認(rèn)證等維度,可將主流eVTOL分成不同的類別。根據(jù)運(yùn)行模式,eVTOL可分為有人駕駛和無人駕駛兩種類別,或者載人、載客及兼容載人載客三種類別。按照動(dòng)力能源維度,eVTOL可分為全電動(dòng)、混合動(dòng)力兩大類,全電動(dòng)類別包括鋰電池、氫燃料電池、太陽(yáng)能電池三種,混合動(dòng)力類別包括鋰電池+氫燃料電池、鋰電池+燃油兩種。按照整機(jī)構(gòu)型維度,eVTOL可分為多旋翼型、矢量推進(jìn)型、升力與巡航復(fù)合型、可變構(gòu)型等四大類,其中矢量推進(jìn)型包括傾轉(zhuǎn)旋翼、傾轉(zhuǎn)機(jī)翼、傾轉(zhuǎn)涵道三種。按照設(shè)計(jì)載荷維度,eVTOL可分為輕型(有效載荷100-200kg)、中型(有效載荷300-500kg)、重型(≥1000kg)三類。按照目標(biāo)客戶維度,eVTOL可分為2B(商業(yè)運(yùn)營(yíng)類,指載人客運(yùn)、載物貨運(yùn)、低空旅游等)、2G(政府服務(wù)類,指城市管理、警務(wù)安防、國(guó)防軍事、應(yīng)急救援等)、2C(私人飛行類,個(gè)人或家庭出行)。按照適航認(rèn)證維度,eVTOL可分為基本型(需要在升力系統(tǒng)、機(jī)載設(shè)備等發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí),可控著陸,不能用于人口聚集區(qū)上飛行或商業(yè)運(yùn)營(yíng))和增強(qiáng)型(需要在升力系統(tǒng)、機(jī)載設(shè)備等發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí),仍保證安全飛行,可用于人口聚集區(qū)上空飛行和商業(yè)運(yùn)營(yíng))。

目前,對(duì)外公開的eVTOL項(xiàng)目主要面向城市的通勤市場(chǎng),基于貨物運(yùn)輸需求的項(xiàng)目占少部分,也有一些項(xiàng)目同時(shí)規(guī)劃有載人版和物流版。eVTOL的整體構(gòu)型設(shè)計(jì)路線、機(jī)體氣動(dòng)性、整體輕量化等,不同構(gòu)型的整體構(gòu)型,會(huì)產(chǎn)生不同的空中氣動(dòng)阻力、起降效率、推進(jìn)效率與飛行距離,主要體現(xiàn)為最大航程、巡航速度、飛行高度、乘客數(shù)量與最大載荷等效能參數(shù)不同,也就決定了eVTOL的運(yùn)行模式、服務(wù)范圍與應(yīng)用場(chǎng)景有異。基于推進(jìn)動(dòng)力考量eVTOL可分為三大類:矢量推進(jìn)型、升力與巡航復(fù)合型以及多旋翼型,其中矢量推力可以再細(xì)分為傾轉(zhuǎn)旋翼、傾轉(zhuǎn)機(jī)翼、傾轉(zhuǎn)涵道等類型(如表1所示)。

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eVTOL普遍采用了分布式電推進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù),由于目前電池能量密度快速提升,全電動(dòng)技術(shù)項(xiàng)目數(shù)量占比達(dá)66%,混合動(dòng)力技術(shù)項(xiàng)目占比約為28%。目前,混合動(dòng)力eVTOL更適合短途城際航線垂直起降模式,是城市空運(yùn)市場(chǎng)從傳統(tǒng)動(dòng)力飛機(jī)向全電動(dòng)飛機(jī)發(fā)展的重要過渡。為加快符合適航審定與任務(wù)需求,部分全電項(xiàng)目轉(zhuǎn)向了混合動(dòng)力技術(shù)。碳?xì)浠衔锶剂媳入姵貎?chǔ)存能量要好很多,而精心設(shè)計(jì)的混合動(dòng)力eVTOL可能更清潔、安靜、運(yùn)行成本更低。另外,無人機(jī)貨運(yùn)方面也開展探索嘗試開發(fā)太陽(yáng)能eVTOL。

eVTOL技術(shù)路線

eVTOL設(shè)計(jì)研發(fā)的技術(shù)路線主要依據(jù)預(yù)設(shè)的應(yīng)用場(chǎng)景與目標(biāo)市場(chǎng),需要極高的技術(shù)研發(fā)實(shí)力與垂直集成能力,重點(diǎn)從飛行器氣動(dòng)布局與總體構(gòu)型角度進(jìn)行抉擇與調(diào)整。在eVTOL這個(gè)全新的高科技賽道,不同的eVTOL研發(fā)機(jī)構(gòu)采取不一樣的技術(shù)路線。根據(jù)全球現(xiàn)有的eVTOL開發(fā)情況,可以將其分為多旋翼構(gòu)型、復(fù)合翼構(gòu)型、傾轉(zhuǎn)構(gòu)型、傾轉(zhuǎn)涵道風(fēng)扇+完全矢量控制、隱藏式推進(jìn)系統(tǒng)+無翼設(shè)計(jì)等5種技術(shù)路線(如圖1所示)。eVTOL制造商基于不同的技術(shù)路線,需要建立相應(yīng)的研發(fā)體系、供應(yīng)體系和生產(chǎn)體系,其研制能力涵蓋飛行機(jī)體、結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度、飛控核心算法、電氣系統(tǒng)、航空特性等設(shè)計(jì)能力,也包括整機(jī)總體集成設(shè)計(jì)、動(dòng)力能源系統(tǒng)、航電飛控系統(tǒng)、適航性設(shè)計(jì)等工程能力。

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圖1:eVTOL主流技術(shù)路線種類圖示

多旋翼型eVTOL雖然可靠性可能高于直升機(jī),但有效載荷和航程都相對(duì)有限,所面對(duì)的應(yīng)用場(chǎng)景也相對(duì)固定,在噪聲控制、地面損傷控制上尚無突破性解決方案,初創(chuàng)公司大多采用多旋翼型,或是eVTOL初創(chuàng)公司前期產(chǎn)品。傾轉(zhuǎn)構(gòu)型eVTOL在綜合考慮航程、巡航速度和載重比方面優(yōu)勢(shì)明顯,具有較好的有效載荷、最大起飛重量和運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性,使其在未來商業(yè)場(chǎng)景中為用戶節(jié)約更多出行時(shí)間,但帶來了額外的技術(shù)挑戰(zhàn)。復(fù)合翼型受到了傳統(tǒng)航空企業(yè)的偏愛,由于配置了專用的水平推進(jìn)螺旋槳,而不是垂直階段和水平階段共用一套螺旋槳,可以有效地提升巡航效率、航程和安全性。傾轉(zhuǎn)涵道風(fēng)扇+完全矢量控制型由于在動(dòng)力可靠性、噪聲控制、氣動(dòng)效率上有可能獲得更優(yōu)的平衡。盡管涵道風(fēng)扇在懸停模式下效率稍高,但在巡航模式下會(huì)產(chǎn)生更多阻力。不同技術(shù)路線的eVTOL都具各自的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)、劣勢(shì)及代表機(jī)型(如表2所示)。此外,由于復(fù)合翼構(gòu)型方案死重大飛控系統(tǒng)就簡(jiǎn)單,傾轉(zhuǎn)方案死重小而飛控系統(tǒng)復(fù)雜,于是也設(shè)計(jì)了復(fù)合翼結(jié)合傾轉(zhuǎn)構(gòu)型的綜合方案(“死重”指的是對(duì)當(dāng)前的飛行沒有幫助,卻因?yàn)榉N種因素,必須攜帶的部件重量)。目前,很難判斷何種技術(shù)路線最佳,行業(yè)各參與方也尚未達(dá)成共識(shí),復(fù)合翼方向兼顧實(shí)現(xiàn)可行性及先進(jìn)性,傾旋翼方向更為先進(jìn),但實(shí)現(xiàn)的技術(shù)難度更大,今后也可能出現(xiàn)具有多種方案優(yōu)點(diǎn)的新技術(shù)路線。

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表2:不同技術(shù)路線eVTOL對(duì)比分析表

目前而言,各國(guó)近期推出的eVTOL項(xiàng)目?jī)A轉(zhuǎn)構(gòu)型機(jī)型最多,多旋翼構(gòu)型最少,復(fù)合翼成為大部分行業(yè)龍頭公司的研發(fā)選擇。國(guó)外eVTOL制造商的技術(shù)方向總體而言比較一致,如Joby、Archer、Lilium和Vertical等公司都采用傾轉(zhuǎn)、傾轉(zhuǎn)涵道或傾轉(zhuǎn)旋翼的整體構(gòu)型。在2021年通過SPAC方式上市的Joby Aviation、Lilium、Archer等公司,以及目前收到最多意向訂單的Vertical Aerospace等公司均采用了傾轉(zhuǎn)構(gòu)型技術(shù)路線。最近兩年發(fā)布的eVTOL多為傾轉(zhuǎn)構(gòu)型或復(fù)合翼構(gòu)型,未來這兩種機(jī)型增長(zhǎng)潛力最大。主打多旋翼構(gòu)型的頭部企業(yè)Volocopter在深入研究和開發(fā)純多旋翼布局的2座VoloCity后,在2021年也推出了復(fù)合翼構(gòu)型的VoloConnect。雖然復(fù)合翼構(gòu)型的運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性一般,但在eVTOL機(jī)型設(shè)計(jì)中是非常流行的配置,由于具有簡(jiǎn)單性和多功能性的特點(diǎn),eVTOL廠商廣泛采用該技術(shù)路線,以用于城市間出行或更遠(yuǎn)距離的飛行任務(wù)。同時(shí),當(dāng)前不少多旋翼eVTOL廠商正在考慮使用升力+巡航構(gòu)型以獲得高航程,例如億航智能之前的旗艦載人eVTOL是采用純多旋翼布局EH216,現(xiàn)在也開發(fā)2座升力+巡航構(gòu)型技術(shù)方案的VT30。Embraer子公司Eve Urban Air Mobility的EVE均采用了此構(gòu)型。對(duì)于短航程任務(wù)(7公里)而言,與多旋翼eVTOL相比,“升力+巡航”的復(fù)合翼及混合構(gòu)型eVTOL的表現(xiàn)并不占優(yōu)勢(shì),但對(duì)于更長(zhǎng)航程的任務(wù),推力矢量構(gòu)型eVTOL的表現(xiàn)最優(yōu)。復(fù)合翼及傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)型在電池技術(shù)發(fā)展之后,續(xù)航里程會(huì)從100km擴(kuò)展到300km,相對(duì)于多旋翼的優(yōu)勢(shì)會(huì)更明顯,因此我們看到傳統(tǒng)的多旋翼eVTOL廠商也紛紛開始復(fù)合翼機(jī)型(含傾轉(zhuǎn)旋翼)的研發(fā)。

eVTOL發(fā)展態(tài)勢(shì)

當(dāng)前,世界主要航空國(guó)家都在積極邁進(jìn)eVTOL新賽道,以搶占未來城市低空智能交通的制高點(diǎn)。eVTOL飛機(jī)的研發(fā)進(jìn)展可分為四個(gè)階段:概念設(shè)計(jì)、縮比驗(yàn)證機(jī)測(cè)試(包括地面試驗(yàn)、懸空試驗(yàn)、起降試驗(yàn)等)——全尺寸驗(yàn)證機(jī)測(cè)試(包括飛行模式測(cè)試、飛行姿態(tài)測(cè)試、飛行懸停試飛等)——試制原型機(jī)試飛(本場(chǎng)試飛、轉(zhuǎn)場(chǎng)試飛、噪聲檢測(cè)、載人試飛載貨試飛、模擬場(chǎng)景測(cè)試等)。eVTOL的設(shè)計(jì)研發(fā)與測(cè)試驗(yàn)證是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需要融合空氣動(dòng)力學(xué)、飛行力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、仿生學(xué)、材料學(xué)、計(jì)算機(jī)、控制理論等多門學(xué)科知識(shí),涉及理論計(jì)算、仿真實(shí)驗(yàn)、樣件試制、生產(chǎn)組裝、臺(tái)架實(shí)驗(yàn)、靜力實(shí)驗(yàn)、振動(dòng)實(shí)驗(yàn)、系留實(shí)驗(yàn)、試飛實(shí)驗(yàn)等多項(xiàng)技術(shù)工作,通過動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)、飛機(jī)靜力試驗(yàn)、飛發(fā)耐久試驗(yàn)、半物理實(shí)物仿真試驗(yàn)等大量的地面試驗(yàn),經(jīng)過氣動(dòng)性能、傾轉(zhuǎn)特性、操縱測(cè)試、組件測(cè)試、風(fēng)洞測(cè)試、噪音測(cè)試等測(cè)試過程。當(dāng)前,eVTOL的開發(fā)狀態(tài)(具體如圖2所示)總體上還處于從概念設(shè)計(jì)邁向商業(yè)化應(yīng)用的早期階段。

據(jù)粗略統(tǒng)計(jì),全球1/4的eVTOL項(xiàng)目處于飛行測(cè)試階段,50%左右的eVTOL項(xiàng)目處于概念設(shè)計(jì)階段,多旋翼技術(shù)和混合布局技術(shù)飛行測(cè)試項(xiàng)目占比較高,達(dá)30%以上。據(jù)2022年8月的美國(guó)垂直飛行協(xié)會(huì)(VFS)發(fā)布的最新統(tǒng)計(jì),全球超過700個(gè)eVTOL設(shè)計(jì)研發(fā)項(xiàng)目,其中235個(gè)矢量推進(jìn)構(gòu)型布局,124個(gè)升力+矢量推進(jìn)構(gòu)型布局,195個(gè)多旋翼構(gòu)型布局,103個(gè)為懸停自行車和個(gè)人飛行器,47個(gè)電動(dòng)旋翼機(jī)設(shè)計(jì),涉及全球48個(gè)國(guó)家的347家公司或創(chuàng)新機(jī)構(gòu)。其中,主要分布的國(guó)家是美國(guó)(124個(gè))、英國(guó)(24個(gè))、中國(guó)(21個(gè))、德國(guó)(19個(gè))和加拿大(17個(gè)),占所有設(shè)計(jì)實(shí)體的近60%。從eVTOL項(xiàng)目的投資金額來看,2021年eVTOL項(xiàng)目的投資總額較2020年增加了一倍。據(jù)《2021年度亞太地區(qū)城市空中交通報(bào)告》,亞太地區(qū)14家eVTOL制造商中,有2家僅提出了概念機(jī)型,4家已完成縮比驗(yàn)證機(jī)的測(cè)試,5家制造商已經(jīng)發(fā)布了全尺寸的工程驗(yàn)證機(jī),僅有3家制造商進(jìn)入了載人飛行測(cè)試階段。

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圖2:全球eVTOL項(xiàng)目開發(fā)狀態(tài)分布圖(數(shù)據(jù)來源:VFS統(tǒng)計(jì)目錄)

eVTOL制造商追求的是飛行器更好的續(xù)航能力、航程、爬升性能及運(yùn)行能效比,創(chuàng)造平穩(wěn)安靜的飛行體驗(yàn),并通過航空監(jiān)管部門的運(yùn)行性能(包括飛行性能、飛行特性、載荷條件等)、機(jī)體性能(結(jié)構(gòu)特性、組件性能等)、安全性能(動(dòng)力失效保護(hù)、冗余備件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、能源失能處置等)等合規(guī)性認(rèn)證。eVTOL開發(fā)工程團(tuán)隊(duì)需要通過建立先進(jìn)的數(shù)字化開發(fā)體系,集成多學(xué)科仿真模型、驗(yàn)證外形氣動(dòng)效率和飛行控制邏輯,創(chuàng)建完善包括線路規(guī)劃、后勤維護(hù)、檢查放飛、安全保障的試飛體系,并搭建一定數(shù)量基礎(chǔ)的飛行測(cè)試及數(shù)據(jù)庫(kù),在氣動(dòng)構(gòu)型、飛控系統(tǒng)、電機(jī)新能源電池、通訊導(dǎo)航系統(tǒng)、整機(jī)輕量化設(shè)計(jì)、機(jī)身復(fù)合材料等方面進(jìn)行不斷的優(yōu)化改進(jìn)與技術(shù)迭代,并達(dá)到工程設(shè)計(jì)與運(yùn)行性能指標(biāo),最終設(shè)計(jì)定型和通過適航審定,才能投入市場(chǎng)銷售推廣與商業(yè)運(yùn)營(yíng)。

eVTOL作為新型飛行器,其電池、電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、控制策略、載荷工況、操縱系統(tǒng)等方面均采用了新技術(shù),其安全性、可靠性、性能等需要試驗(yàn)科目予以驗(yàn)證測(cè)試。由于eVTOL一般在人口稠密城市上空低空飛行的特性,其安全監(jiān)管將比地面交通更加嚴(yán)格。目前,沒有一家eVTOL制造商獲得FAA(美國(guó)聯(lián)邦航空局)或EASA(歐洲航空安全局)的完全認(rèn)證,僅有極個(gè)別公司預(yù)計(jì)在未來兩三年內(nèi)獲得相關(guān)認(rèn)證。各國(guó)eVTOL制造商競(jìng)相加快認(rèn)證進(jìn)度,以在全球范圍率先獲得航空主管部門的適航許可,搶先開展商業(yè)運(yùn)營(yíng)取得市場(chǎng)先機(jī)。當(dāng)前,歐美eVTOL領(lǐng)域的研究較為成熟,其中美國(guó)、德國(guó)處于領(lǐng)先地位,中國(guó)eVTOL研發(fā)不落后于歐美,在亞太地區(qū)處于領(lǐng)頭羊地位(參見表3)。表3:國(guó)內(nèi)外主要eVTOL飛行測(cè)試與認(rèn)證情況表

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信息來源:根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)公開發(fā)布信息整理)

eVTOL應(yīng)用場(chǎng)景

eVTOL作為城市空中交通的載運(yùn)工具,能夠滲透到城市中心,進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的交通運(yùn)輸。eVTOL應(yīng)用場(chǎng)景主要有三個(gè)關(guān)鍵條件——人口密集的城市地區(qū)、100-1000米的低空領(lǐng)域、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)。目前,eVTOL運(yùn)行分為無人駕駛、有人駕駛兩種模式,制造商主要聚焦城市客運(yùn)與貨運(yùn)兩個(gè)主要方向,并結(jié)合目標(biāo)應(yīng)用場(chǎng)景不斷通過技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)產(chǎn)品迭代升級(jí)。與民用客機(jī)比較,大型民機(jī)主要解決1000公里以上的空中運(yùn)輸,而eVTOL主要解決人口密集的城市空間內(nèi)、城郊及城際點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的空中運(yùn)輸,在擁擠的城市內(nèi)、城郊、都市圈進(jìn)行短程通勤時(shí)具有顯著的成本效益。

eVTOL制造商為布局載人、載物及特殊作業(yè)的不同應(yīng)用場(chǎng)景而開發(fā)不同機(jī)型。例如,德國(guó)Volocopter公司開發(fā)的eVTOL項(xiàng)目有多旋翼、2座、航程80km的VoloCity適用于空中出租車,有復(fù)合翼、4座、航程100km的VoloConnect用于城郊/城際通勤,以及多旋翼、航程40km、最大載荷200kg的VoloDrone適用于空中物流。航空巨頭空客公司研制的eVTOL項(xiàng)目有傾斜翼、1座、航程30km的Vahana適用于城市空客運(yùn)和貨運(yùn)(項(xiàng)目現(xiàn)已中止),也有多旋翼、4座、航程60km的CityAirbus適用于城市空中出租車,還有固定翼+V型尾翼、4座、航程80km的CityAirbus NextGen適用于城市空中各類作業(yè)任務(wù),以及多旋翼、2~5kg包裹載荷的Skyways適用于城市快遞業(yè)務(wù)。我國(guó)億航智能公司研發(fā)的eVTOL項(xiàng)目有多旋翼、1座、航程50km的EH184與多旋翼、2座、航程35km的EH216/EH216-S均為適用于載人交通和低空旅游,也有多旋翼、航程35km、最大承載200kg的EH216L適用于大載重空中物流和醫(yī)療急救,還有為高空消防作業(yè)定制開發(fā)了多旋翼、飛行高度600m、可攜帶6枚破窗彈和150kg滅火劑的EH216F(消防版),正在研制復(fù)合翼、混合動(dòng)力、2座、設(shè)計(jì)航程300km、設(shè)計(jì)續(xù)航時(shí)間100分鐘的EH-VT30適用于長(zhǎng)航距城際空中交通,可應(yīng)用空中通勤、空中游覽、物流運(yùn)輸?shù)葓?chǎng)景。

目前的eVTOL有效載荷較小,也還只能短距離行駛,但也能滿足少量乘客的城市飛行或是包裹遞送。eVTOL整機(jī)項(xiàng)目在基本性能上具備可以代替輕型直升機(jī)的能力,小型eVTOL在軍事、航模、農(nóng)業(yè)、安防等領(lǐng)域已有大量應(yīng)用,但用于載人運(yùn)營(yíng)的eVTOL,離適航取證和商業(yè)運(yùn)營(yíng)還為時(shí)尚早,載客通勤服務(wù)可能不會(huì)很快實(shí)現(xiàn),但終端用戶希望eVTOL的通勤應(yīng)用可以取代目前昂貴的直升機(jī)服務(wù),且已經(jīng)受到消防應(yīng)急、醫(yī)療救助和特種行業(yè)客戶的青睞,未來的eVTOL要實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)常態(tài)化商業(yè)運(yùn)營(yíng)仍然需要覆蓋更大的市場(chǎng)空間。隨著全球eVTOL量產(chǎn),其應(yīng)用場(chǎng)景將大幅拓展,潛在應(yīng)用場(chǎng)景涉及城市客運(yùn)(UAM)、區(qū)域客運(yùn)(RAM)、城市物流配送、商務(wù)出行、緊急醫(yī)療服務(wù)、私用飛行器等多種場(chǎng)景模式,大致可分為載人客運(yùn)、載物貨運(yùn)、公共服務(wù)、警務(wù)安防、國(guó)防軍事及私人飛行等六大類行業(yè)場(chǎng)景(如圖3所示)。據(jù)勞斯萊斯和羅蘭貝格的專題研究報(bào)告指出,eVTOL飛行器預(yù)計(jì)將用于城市和區(qū)域空中交通服務(wù),包括機(jī)場(chǎng)班車和長(zhǎng)達(dá)250公里的城際連接。eVTOL不僅可以消除交通擁堵的問題,也有望解決偏遠(yuǎn)島嶼或山區(qū)的運(yùn)輸,或?yàn)?zāi)區(qū)救援行動(dòng)等問題,還可服務(wù)于空中物流、醫(yī)療救助、消防救援、應(yīng)急管理、旅游觀光、公共服務(wù)、私人航空出行、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、警務(wù)治安和軍事國(guó)防等關(guān)鍵領(lǐng)域,拓展野生動(dòng)物保護(hù)、地質(zhì)勘探、國(guó)土資源普查與監(jiān)控、測(cè)繪、電力巡檢等行業(yè)應(yīng)用。

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圖3:eVTOL應(yīng)用場(chǎng)景示意圖

結(jié)束語(yǔ)

作為一種新型的中短途空中交通工具,eVTOL提供了一種頗具未來感的空中出行方式。隨著人工智能、電池技術(shù)、通訊導(dǎo)航等發(fā)展,人們可將eVTOL飛行器作為通用平臺(tái)并稍作改裝,先用于貨運(yùn),作為軍用級(jí)、民用級(jí)(特別是工業(yè)級(jí))大型垂直起降無人機(jī)使用,待經(jīng)歷足夠的技術(shù)積累、知識(shí)產(chǎn)權(quán)獲得及使用后的性能改進(jìn),達(dá)到較好的安全性水平,并取得適航認(rèn)證,再用于載人運(yùn)輸。eVTOL在旅游觀光、物流運(yùn)輸、醫(yī)療急救、消防應(yīng)急等場(chǎng)景投入使用,緊急醫(yī)療服務(wù)(EMS)將會(huì)是最先實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景,消防、搜索救援和空中執(zhí)法緊隨其后,空中游覽可能是通往載客服務(wù)的一個(gè)非常好的開端,最后實(shí)現(xiàn)空中出租車運(yùn)營(yíng)。空中出租車、飛行救護(hù)車和貨物運(yùn)輸可能是未來eVTOL的常態(tài)化用途。在未來5G網(wǎng)絡(luò)及6G星鏈網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的萬(wàn)物互聯(lián)世界里,eVTOL可滿足城市低空短距離通勤出行及物流等一切場(chǎng)景需求。不久的將來,eVTOL將沿循從載物到載人、從郊區(qū)到城市、從特需到日常、從公共服務(wù)到商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的發(fā)展方向,深入融合到人類生產(chǎn)生活各領(lǐng)域,創(chuàng)建智能高效、安全可靠和可持續(xù)發(fā)展的城市空中智能交通生態(tài)體系。

審核編輯 :李倩

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原文標(biāo)題:eVTOL飛行器的發(fā)展態(tài)勢(shì)與應(yīng)用場(chǎng)景綜述

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