eVTOL有哪些特点和应用场景？
eVTOL是指以电力为动力来源进行垂直悬停、起飞和降落的一类飞行器。eVTOL可以像直升机一样垂直起降，无需跑道，起降可以使用直升机坪或任何垂直起降场地。eVTOL作为航空领域的新锐力量，自诞生起就蕴含了众多创新理念、设计、技术与材料，与传统飞行器有较大区别，主要体现在以下几点：
全电/混合动力技术：飞行器使用电动或混合动力系统，减少了对传统燃油的依赖，降低了碳排放；
垂直起降能力：eVTOL飞行器可以在有限的空间内实现垂直起降，无需长跑道或固定起降设施；
分布式推进：采用多个分布在机身不同位置的电动发动机来提供推进力，实现稳定和灵活的飞行。
eVTOL作为一种创新的电动垂直起降飞行器，其应用前景广阔，涵盖了载人、载货以及监察等不同用途，涉及空中交通、货物配送、农业监测、紧急救援、国防安全等多个领域。随着技术的成熟和市场的发展，eVTOL有望渗透到各行各业中，成为推动社会进步和改善人们生活的重要力量。
图1 eVTOL应用场景示例
eVTOL有哪些分类？
技术的不断进步推动了eVTOL飞行器的多样化构型设计。不同的构型也反映了eVTOL技术的发展历程和创新尝试。随着技术的进步和市场的需求变化，eVTOL的设计也在不断演变和优化。各种构型都有其独特的优势和局限性，因此多样化的构型使得eVTOL能够更广泛地应用于各个领域。
eVTOL 按飞行原理分类主要可分为多旋翼构型、复合翼构型、倾转翼构型、倾转涵道型四大类。
多旋翼构型原理类似于传统民用无人机和直升机，设计构型相对简单，稳定性更强，且体积较小，可以在城市内环境灵活部署，基建要求更低。
复合翼构型有两套旋翼，一套垂直旋翼控制起飞降落，一套水平推进旋翼控制巡航，起飞降落与推进动力系统分离，因此飞行安全性高。
倾转翼构型原理类似于传统的倾转旋翼直升机，在速度和航程上优势最大，但因机械设计过于复杂，对技术可靠性和飞行姿态控制带来了额外的挑战。
倾转涵道型将裸露在外的风扇结构装入涵道中，在动力可靠性、地面伤害烈度、噪声控制、气动效率等方面实现了更好的平衡。
图2 不同构型eVTOL对比示例
eVTOL如何进行适航管理？
1. 航空器的适航管理
安全性是航空器最核心的要求，适航审定则是确保航空器安全性的重要环节。除了超轻型飞行器、微型/轻型/小型无人机等部分航空器由于自身的性质特点、安全性风险较低而无需取得适航许可之外，其他民用航空器则需要通过适航审定程序，确保航空器的设计和制造符合最低的安全性要求。
中国境内航空器初始适航管理的三个环节：
适航审定秉持基于风险原则，不同种类的航空器适用不同的审定标准，对于风险相对较低的航空器，审定标准和审定程序则相对简化。针对正常类飞机（主要指小型固定翼飞机）、运输类飞机（主要指大中型固定翼飞机）、正常类旋翼航空器（主要指小型直升机）、运输类旋翼航空器（主要指大中型直升机）、中型/大型民用无人驾驶航空器等不同类别的航空器，中国民航局已经制定了相应的适航审定标准。
2. 中国境内对eVTOL的适航管理
eVTOL作为一种新型的航空器，中国民航局目前尚未制定单独适用于eVTOL的适航审定标准。由于eVTOL在具体设计、预期用途等方面与其他类别的航空器存在类似之处，但也存在一定差异，针对正常类/运输类旋翼航空器、无人驾驶航空器的适航审定标准并不能完全适用于eVTOL。
现阶段中国民航局对eVTOL的适航审定更多地采取一事一议的原则，参考现有的其他类别航空器的适航标准为每个eVTOL项目单独制定专用条件。对于有人驾驶的eVTOL而言，如果从事商业载客等业务，通常按照“特殊类别航空器1”进行型号合格审定。对于无人驾驶的eVTOL，则需进一步根据是否载人、是否进行融合飞行或在人口密集区域上方飞行等因素综合判断其属于运输类、正常类或限用类无人机，从而制定不同的专用条件。例如，2022年2月，中国民航局针对亿航EH216-S型载人无人驾驶航空器发布了首个eVTOL项目专用条件《亿航EH216-S型无人驾驶航空器系统专用条件》。22023年5月，中国民航局针对峰飞科技V2000CG载物无人驾驶航空器发布了《V2000CG型无人驾驶航空器系统专用条件（征求意见稿）》并于2023年11月发布最终版本的专用条件3，根据V2000CG型号的设计特点和运行风险等确定了适用的适航要求。2023年12月，中国民航局发布针对沃飞长空AE200-100型电动垂直起降航空器发布了首个有人驾驶的eVTOL项目专用条件《关于就沃飞长空AE200-100型电动垂直起降航空器型号合格审定项目专用条件征求意见的通知》。4
3. 境外法域对eVTOL的适航管理
欧盟航空安全局（EASA）认为垂直起降飞行器（VTOL）无法简单归类于传统的飞机或旋翼航空器，并于2019年7月发布了面向小型载人VTOL的适航审定特殊条件SC-VTOL-01文件5，确立了相关安全和设计目标。SC-VTOL-01文件将审定类型与运行场景相匹配，按运行场景将VTOL的审定类型分为基本类（Basic）和增强类（Enhanced），并规定了不同的安全性目标和审定条款。2020年5月，在SC-VTOL-01文件的基础上，EASA又颁布了符合性方法建议稿 MOC SC-VTOL文件6，并对于如何证明航空器符合相关安全和设计要求进行了详细的说明。
美国联邦航空局（FAA）则认为，由于《美国联邦航空法规》（14 CFR）7并未针对动力升力机（power lift）专门制定适航标准，因此动力升力机应当作为14 CFR第21.17（b）部分项下的特殊类航空器（special class aircraft）进行型号认证，并按照一事一议的原则根据每个型号的情况相应制定专门的专用条件。基于上述监管理念， 2022年11月，FAA发布针对Joby JAS4-1型eVTOL的适航准则专用条件之建议稿，并于2024年3月8日发布了正式版本文件。82022年12月，FAA发布针对Archer M001 型eVTOL适航准则的征求意见稿。9
eVTOL有哪些优势？
eVTOL航空器作为一种新兴的交通工具，凭借其独特的优势，正逐渐崭露头角。eVTOL巧妙融合了电动汽车经济性、直升机便捷性及民航客机安全性，因此被视为实现城市空中交通（UAM）的革新途径。其巨大的市场潜力与独特优势不言而喻，尤其在解决城市交通问题上具有显著效果。eVTOL的相对优势包括但不限于：
速度快：eVTOL采用先进的电动推进系统及轻量化设计，飞行效率高、速度快，且eVTOL不受到地面交通情况的影响，极具便利性；
低碳环保：eVTOL只需要充电桩补能即可，如结合使用可再生能源发电，eVTOL在整个能源的产生、运输和使用环节都能实现零污染、零排放；
低运行成本：相对于传统直升机，eVTOL在实现大规模量产后成本将有极大下降空间，且eVTOL的电动力系统维护成本更低；
低噪音：eVTOL使用电机驱动，起降和巡航噪音显著低于其他飞行器，目前eVTOL起降噪音约65dB，巡航噪音约50dB，而直升机起降与巡航噪音分别为140dB和90dB左右；
高便利：eVTOL飞行器垂直起降且体积小，不需要机场、跑道，对起降平台要求更低，可以适配各种地形和场景下的起降需求。
图3 eVTOL相对优势示例
eVTOL潜在市场空间有多大？
中国eVTOL市场蕴藏着巨大的增长动能。共享出行层面，中国众多的人口和部分地区紧凑的空间布局为eVTOL技术的推广提供了得天独厚的条件。物流层面，作为全球领先的电子商务市场，中国急需高效、便捷的物流运输方式，而eVTOL技术无疑满足了这一迫切需求。同时，中国广袤的地域和丰富的文化景点，使得eVTOL成为一种富有创意且高效的旅游交通选择。此外，在农业监控、应急救援和政府服务等众多领域，eVTOL技术的应用也预示着其在中国市场上的广泛适应性。中国eVTOL的潜在市场空间巨大，仅以共享出行场景为例，其潜在市场空间在2023年可达6,000亿元。
eVTOL产业链的核心环节有哪些？
eVTOL行业产业链是一个多元化、高度协同的生态系统，涵盖了上游、中游和下游的多个核心环节，每个环节都不可或缺，共同支撑起了这一新兴行业的繁荣发展。
产业链的上游主要聚焦于飞行动力系统、控制系统、导航系统以及其他关键子系统的研发与生产。中游则关注制造与模拟训练，制造商运用先进工艺和质量控制体系完成制造，模拟训练确保飞行安全稳定。下游则面向各类用户，提供短途飞行服务，包括城市空中交通、空中游览等。不同用户需求各异，为eVTOL行业带来了广阔的市场空间与发展机遇。
图4 eVTOL产业链示意图
从价值量的角度看，三电系统是eVTOL最为关键的核心环节，占整体制造成本约50%。eVTOL的动力系统多采用分布式推进系统，电池与小尺寸电机的应用规避了很多大动力系统带来的问题，很大程度上简化了机械结构，降低了操作要求和维护成本，提升了飞行器的安全性。
数据来源：Lilium Analyst Presentation 2021
图5 eVTOL成本构成示例
eVTOL相关企业有哪些？
eVTOL行业正迎来蓬勃发展的黄金时期，其巨大的市场潜力已吸引了全球范围内的广泛关注与投资。随着技术的不断进步和商业模式的不断创新，越来越多的创新型企业正积极涌入这一领域，探索多样化的技术路径和商业模式。在这场激烈的市场竞争中，众多领军企业正全力以赴进行技术研发和飞行测试，以期抢占市场先机。
近年来，eVTOL企业的商业化进程明显加速。在国际市场上，美国Joby公司凭借其领先的S4有人驾驶eVTOL技术，于2023年11月在纽约市区成功完成首次试飞，并计划于2025年正式投入生产。同时，由吉利控股参与投资的德国Volocopter公司也计划于2024年在巴黎奥运会期间提供eVTOL商业试运营服务，进一步推动该技术的商业化进程。
图6 全球eVTOL企业分布示例
中国在eVTOL行业的地位显著，不仅在电池、电机、电控等关键技术上有着较大的领先优势，而且在市场应用方面有着巨大的潜力。在商业化进展方面，中国eVTOL企业也走在全球前列。2024年4月，纳斯达克上市公司亿航智能获颁全球首张无人驾驶载人航空器生产许可证，这也标志着中国在eVTOL行业的领先进展。在成功集齐“三证”后，旅游或将是亿航智能的首个商业化落地场景。2024年5月，上海峰飞航空科技自主研发的2吨级载物电动垂直起降航空器V2000CG凯瑞鸥在上海浦东国际机场完成特许飞行，实现了吨级eVTOL航空器在4F机场（最高等级的机场，可起降各种大型飞机）的首次试飞。
图7 中国部分eVTOL企业商业化进展示例
脚注：
1特殊类别航空器指民航局指定的尚未颁布适航规章的某些种类航空器，如滑翔机、飞艇、甚轻型飞机和其他非常规航空器。
2请见中国民航局网站发布的《亿航EH216-S型无人驾驶航空器系统专用条件》
3请见中国民航局网站发布的《V2000CG型无人驾驶航空器系统专用条件（征求意见稿）》
4请见中国民航局网站发布的《关于就沃飞长空AE200-100型电动垂直起降航空器型号合格审定项目专用条件征求意见的通知》
5请见EASA发布的“Special Condition Vertical Take-Off and Landing (VTOL) Aircraft (SC-VTOL-01)”
6请见EASA发布的“Means of Compliance with the Special Condition VTOL, Issue 2, (MOC SC-VTOL)”
7美国《联邦法规》（Code of Federal Regulations，CFR）是美国联邦政府机构制定的相关法规汇编，其中第14编（Title 14）为针对航空相关事项的规定，本文中所称“《美国联邦航空法规》（14 CFR）”即指该部分规定。
8请见FAA发布的“Airworthiness Criteria: Special Class Airworthiness Criteria for the Joby Aero, Inc. Model JAS4-1 Powered-Lift”
9请见FAA发布的“Airworthiness Criteria: Special Class Airworthiness Criteria for the Archer Aviation Inc. Model M001 Powered-Lift”
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