eVTOL 航空器適航取證路徑研究*

■ 李凱 陸崑 吳沂寧 李劍峰/中國民航管理干部學院

0 引言

電動垂直起降（Electric Vertical Takeoff and Landing，eVTOL）航空器近年來發(fā)展迅速。根據(jù)國際垂直飛行協(xié)會統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，截至2022 年3 月世界各國已有各類eVTOL 航空器項目627 項，相較于2020 年7 月的300 項，在不到兩年時間內(nèi)數(shù)量增長超過一倍[1]。目前，eVTOL航空器的應用領域多集中于民用航空，城市空中交通和支線物流運輸是主要運行場景[2]。作為民用航空器，獲得適航證是其可以合法開展運行的前提。eVTOL 航空器雖然項目數(shù)量眾多，但絕大多數(shù)仍處于概念設計階段，僅有少量項目正在進行或已完成適航取證。因此，對于高速發(fā)展中的eVTOL 航空器設計制造企業(yè)，如何根據(jù)產(chǎn)品的預期用途和企業(yè)自身條件選取適合的適航取證路徑尤為重要。本文將從適用的民航規(guī)章及管理程序分析入手，對比我國不同類別適航證適用范圍及使用限制，結合各類eVTOL 航空器預期用途，探索適用的適航取證路徑。

1 適航證類別及對比

1.1 適航證分類及適用范圍

適航證是民用航空器具有適航性的證明，頒發(fā)條件是航空器符合經(jīng)批準的設計，處于安全可用狀態(tài)。航空器獲得適航證的前提是型號設計已獲民航管理部門的批準，因此航空器獲得的型號設計批準也對可申請的適航類別產(chǎn)生影響。根據(jù)CCAR-21 R4 第21.171 條，適航證可分為標準適航證和特殊適航證，其中，標準適航證適用于取得正常類、實用類、特技類、通勤類、運輸類以及載人自由氣球和特殊類設計批準的航空器，特殊適航證適用于取得初級類、限用類、輕型運動類航空器設計批準以及局方同意的其他情況的航空器。表1 給出了適用于標準適航證的各類航空器獲得設計批準需要滿足的基本要求和條件。

表1 適用于標準適航證的各類航空器獲得設計批準條件

與適用于標準適航證的航空器相比，適用于特殊適航證的各類航空器在設計批準方面的最大特點是沒有相對應的適航技術規(guī)章，因此，在申請設計批準時，適用于特殊適航證的各類航空器除需滿足已有適航技術規(guī)章中的適用要求及局方確認使用的其他適航要求外，還需滿足對應的其他條件，具體如表2 所示。

表2 適用于特殊適航證的各類航空器獲得設計批準條件

除上述兩類適航證外，2018 年民航局適航司發(fā)布《改進通用航空適航審定政策的通知（第二批）》（民航適發(fā)〔2018〕3 號），文件中提出在標準適航證和特殊適航證基礎上增加實驗類適航證注1注1：隨著后續(xù)法規(guī)修訂，實驗類適航證可能會并入特殊適航證進行統(tǒng)一管理，但鑒于其管理方面的獨特性，本文按單獨一類適航證處理。注2：此處僅指一般情況，不包括由于型號審定過程中遺留問題而增加使用限制等特殊情況。，主要用于個人自制航空器。同年民航局在《民航局適航司關于發(fā)布改進通用航空適航審定政策實施細則的通知》（民航適發(fā)〔2018〕7 號）中對個人自制航空器做了進一步定義：由個人制造和組裝并且以個人使用為目的的航空器。自制航空器可以通過自制者原創(chuàng)或購買的設計方案制造，也可以由購買的零部件組裝而成。

1.2 各類適航證對比分析

各類適航證在申請條件、使用限制等方面均有區(qū)別，這些條件和限制將對eVTOL 航空器設計制造企業(yè)選擇適航取證路徑產(chǎn)生直接影響。下文將針對各類適航證的申請條件和使用限制進行橫向對比，標準適航證、特殊適航證和實驗類適航證的主要申請條件和使用限制如圖1 所示。

從圖1 可知，各類適航證的申請條件和使用限制成反比關系，即適航證申請時所需要的條件越高，證件本身對應的使用限制越少。例如，為滿足標準適航證的申請條件，航空器必須接受型號合格審查，進而取得表1 中某類航空器設計批準；與取證時所需滿足的高要求相對應的是，標準適航證在航空器用途方面沒有額外的限制注2注1：隨著后續(xù)法規(guī)修訂，實驗類適航證可能會并入特殊適航證進行統(tǒng)一管理，但鑒于其管理方面的獨特性，本文按單獨一類適航證處理。注2：此處僅指一般情況，不包括由于型號審定過程中遺留問題而增加使用限制等特殊情況。。申請實驗類適航證的航空器無需取得設計批準，僅需完成適航檢查工作即可獲得此類證件；雖然在取證方面的要求大大降低，但是獲得實驗類適航證航空器的使用用途被嚴格限制為個人使用，且不得開展任何形式的經(jīng)營性運行。特殊適航證的申請條件和限制條件處于標準適航證和實驗類適航證之間，其申請雖然仍需航空器取得型號設計批準，但適用的航空器類別在取得設計批準時所需滿足的適航技術要求低于適用于標準適航證的航空器；在使用限制條件方面，持有特殊適航證的航空器雖然被限制開展商業(yè)性載客運行，但是可以開展商業(yè)非運輸運行。

圖1 各類適航證申請條件與限制條件對比

2 eVTOL 航空器取證路徑分析

eVTOL 航空器從駕駛模式上可分為有人駕駛和無人駕駛兩類。其中，無人駕駛eVTOL 航空器本質(zhì)上屬于無人駕駛航空器，是民航領域的新生事物，在管理方面與有人駕駛航空器有很大區(qū)別。下文將對有人駕駛和無人駕駛eVTOL 航空器的適航取證路徑進行分析。

2.1 有人駕駛eVTOL 航空器

有人駕駛航空器的適航管理體系同樣適用于有人駕駛eVTOL 航空器，因此有人駕駛eVTOL 航空器可以取得的適航證種類也分為標準適航證、特殊適航證和實驗類適航證。下文結合有人駕駛eVTOL 航空器的預期用途，探索相匹配的適航取證路徑。

航空器是否開展商業(yè)運行是確定申請何種適航證的關鍵。當eVTOL 航空器注3注3：為簡化，本小節(jié)“eVTOL 航空器”均指“有人駕駛eVTOL 航空器”。預期用途中不包括商業(yè)用途時，以實驗類適航證作為適航解決方案是企業(yè)可以快速實現(xiàn)產(chǎn)品銷售和技術迭代的有效方式。實驗類適航證的申請不需要航空器獲得設計和生產(chǎn)批準，但該類適航證的主要問題是只能由持有相應等級航空器駕駛執(zhí)照的個人進行申請。對于eVTOL 航空器設計制造企業(yè)來說，可將產(chǎn)品設計為套材，由飛行愛好者個人購買完成組裝進而申請該類證件。該條路徑的優(yōu)點在于可以實現(xiàn)產(chǎn)品的間接銷售，企業(yè)也可通過產(chǎn)品實際運行積累數(shù)據(jù)，用于設計的快速迭代優(yōu)化。當eVTOL 航空器預期用途中需要包含商業(yè)運行時，可申請的適航證種類只能限于標準適航證或特殊適航證，這種情況下是否開展運輸運行便成為選取何種適航證的關鍵。除需滿足適航要求外，民用航空器的運行還需滿足相對應的運行要求。其中，擬開展運輸運行的航空器需要滿足CCAR-135部或者CCAR-121 部要求。根據(jù)CCAR-135 R3 第135.3 條 和CCAR-121 R7 第121.153 條，可以開展運輸運行的航空器類別分別為正常類、實用類、特技類、通勤類和運輸類航空器，均為標準適航證適用的航空器類別。因此，eVTOL 航空器的預期用途若包含運輸運行，需要取得標準適航證；若不包含，可以取得特殊適航證來開展商業(yè)非運輸運行。

2.2 無人駕駛eVTOL 航空器

由于構型上的獨特性以及采用分布式控制等方面原因，無人駕駛航空器無法直接適用于有人駕駛航空器的適航管理體系。為此，中國民用航空局于2021年10 月發(fā)布《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)適航審定管理程序》（征求意見稿），專門用于中大型無人駕駛航空器的設計生產(chǎn)批準以及適航批準審定管理。以下將依據(jù)該份征求意見稿，分析無人駕駛eVTOL 航空器的適航取證路徑。

首先，在航空器分類方面，征求意見稿中依據(jù)用途將無人駕駛航空器分為兩類：用于載人飛行、進入融合空域飛行或在地面人員稠密區(qū)域上方飛行的為正常類、運輸類無人駕駛航空器；不用于載人飛行、不進入融合空域飛行且不在地面人員稠密區(qū)域上方飛行的為限用類無人駕駛航空器。這種分類方式大致對應于當前最熱門的無人駕駛航空器兩大運行場景：城市交通和物流運輸。

其次，在適航證類別方面，征求意見稿針對上述兩類無人駕駛航空器提出了兩類專用適航證——無人駕駛航空器系統(tǒng)標準適航證和無人駕駛航空器系統(tǒng)特殊適航證。在證件申請條件方面，兩類適航證均需航空器獲得設計批準，但在征求意見稿中強調(diào)，對無人駕駛航空器開展設計批準審定時需要采用基于風險的原則，即綜合考慮無人駕駛航空器的特性、運行場景及新穎特性和復雜程度等因素，并結合申請人的符合性表明能力和以往設計批準審定過程中的表現(xiàn)，確定與風險相匹配的審查方式。

綜上，當eVTOL 航空器采用無人駕駛模式時，其取證路徑與有人駕駛模式存在較大差別。征求意見稿中針對城市交通和物流運輸兩類eVTOL 航空器目前最熱門的運行場景，借鑒有人駕駛航空器管理形式，引入無人駕駛航空器專用適航證；在適航證的取證前提設計批準方面則融入基于風險的管理思想，充分體現(xiàn)了在無人駕駛航空器管理上的靈活性。

3 結束語

結合自身情況及預期遠景為產(chǎn)品選取適合的適航取證路徑，這對于多數(shù)還未開展適航取證的eVTOL 初創(chuàng)企業(yè)至關重要。本文結合當前民航管理規(guī)章及程序，對各類eVTOL 航空器的適航取證路徑進行了分析和比較。除路徑本身外，建議eVTOL 航空器適航取證考慮以下兩點：一是做好頂層規(guī)劃，即路徑選取應在產(chǎn)品開始設計之前而不是設計完成后；二是充分評估產(chǎn)品的運行風險，適航管理要求與產(chǎn)品運行風險評估緊密結合將是發(fā)展趨勢，在更準確理解和評估產(chǎn)品運行風險的基礎上才能更好地選擇適合的取證路徑。