“空中飛車(chē)”：瓶頸有待突破

李偉

電動(dòng)垂直起降飛行器（eVTOL）已成為繼新能源車(chē)之后新型交通裝備領(lǐng)域的又一熱點(diǎn)。摩根士丹利發(fā)布的行業(yè)報(bào)告預(yù)測(cè)：eVTOL載人商業(yè)運(yùn)營(yíng)啟動(dòng)的時(shí)間在2025—2026年。到2040年，全球范圍內(nèi)的eVTOL運(yùn)營(yíng)收入可能高達(dá)6740億美元。但有媒體指出，“空中飛車(chē)”瓶頸有待突破，投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)尚需時(shí)日。

“空中飛車(chē)”普遍配備旋翼

問(wèn)世12年

據(jù)英國(guó)《新科學(xué)家》雜志報(bào)道，如果eVTOL未來(lái)能夠徹底改變交通方式，那么2011年10月5日將被載入史冊(cè)。那天，在加拿大安大略省沃克沃斯，一位名叫馬庫(kù)斯·棱恩的退休機(jī)械工程師，駕駛自制的eVTOL飛過(guò)自家庭院，嚇壞了他的妻子和幾個(gè)朋友。

根據(jù)“國(guó)際垂直飛行協(xié)會(huì)”的數(shù)據(jù)，到2023年底，有48個(gè)國(guó)家和地區(qū)的350個(gè)組織正在設(shè)計(jì)、制造及測(cè)試eVTOL。這些公司已經(jīng)投入超過(guò)70億美元，計(jì)劃再投入100億美元。小型eVTOL目前已在軍事、航模、農(nóng)業(yè)、安防等領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用。

到2023年底，馬庫(kù)斯·棱恩的公司在其位于美國(guó)加州帕洛阿托的工廠制造了約70架eVTOL，其中30多架已進(jìn)行過(guò)試飛。該公司還使用先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)模擬系統(tǒng)培訓(xùn)了一批eVTOL駕駛員。

馬庫(kù)斯·棱恩設(shè)計(jì)的eVTOL名為Opener。需要指出的是，它是一種單座飛行器，只能供一個(gè)人駕駛，不能搭載乘客。Opener屬于“超輕型”eVTOL，這種設(shè)計(jì)可以使它繞過(guò)商業(yè)運(yùn)輸飛行器所須通過(guò)的認(rèn)證。這說(shuō)明，在棱恩首次駕駛eVTOL飛行12年后，eVTOL距實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)還有一定差距。一個(gè)標(biāo)志是：在全球范圍內(nèi)至今沒(méi)有一架eVTOL得到民航當(dāng)局的適航認(rèn)證，包括美國(guó)聯(lián)邦航空管理局及歐洲航空安全局。

三大瓶頸

《新科學(xué)家》指出，eVTOL的發(fā)展遇到了瓶頸，主要包括三個(gè)方面：技術(shù)、適航和市場(chǎng)。

技術(shù)是第一道需要跨越的門(mén)檻，包括飛行器技術(shù)、電池技術(shù)、電機(jī)技術(shù)、螺旋槳技術(shù)等。電池、電機(jī)、螺旋槳等都不是新的科技產(chǎn)品，但這些設(shè)備組合起來(lái)，就呈現(xiàn)出全新的特性。目前很多高校和企業(yè)研究機(jī)構(gòu)都在進(jìn)行這方面的研究——不是發(fā)明新產(chǎn)品，而是試圖找到最佳設(shè)計(jì)方案。

eVTOL面臨的一大技術(shù)挑戰(zhàn)是如何實(shí)現(xiàn)垂直上升，然后再向前飛行。大多數(shù)開(kāi)發(fā)商通過(guò)設(shè)計(jì)大型旋翼來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)——起飛時(shí)繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，巡航時(shí)繞水平軸旋轉(zhuǎn)。但是，改變旋翼方向的系統(tǒng)必須非常堅(jiān)固，因此不可避免地會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性及重量。在eVTOL的總重中，旋翼占了很大一部分，這導(dǎo)致它難以采用大型化設(shè)計(jì)，載荷也不會(huì)太大。

試飛中的Opener

馬庫(kù)斯·棱恩公司的首席財(cái)務(wù)官克里斯蒂安·鮑爾表示：“一切似乎都已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，但eVTOL在2025年恐怕還難以投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。阻礙我們的一個(gè)因素是電池技術(shù)，雖然我們和很多同行都在研究這方面的技術(shù)，但大容量、大功率的電池仍然稀缺，這導(dǎo)致我們難以提供優(yōu)惠的價(jià)格。目前來(lái)看，可搭載兩人的eVTOL，飛行成本與直升機(jī)相當(dāng)，這令廣大消費(fèi)者難以承受。我們考慮推出4座及5座的機(jī)型，希望能使航運(yùn)成本下降。”另外，傳統(tǒng)旋翼飛機(jī)每飛行1小時(shí)，需要 4—5 小時(shí)進(jìn)行維護(hù)。eVTOL的維護(hù)時(shí)間與之相近——這也要耗費(fèi)大量成本。

英國(guó)廣播公司（BBC）商業(yè)技術(shù)編輯本·莫里斯認(rèn)為，eVTOL的電池是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，也是行業(yè)發(fā)展的主要障礙。目前的大容量、大功率電池非常重，且價(jià)格昂貴，這不僅使eVTOL的航程受到限制，而且使運(yùn)營(yíng)成本居高不下。eVTOL產(chǎn)業(yè)要快速發(fā)展，必須解決電池問(wèn)題。在其造價(jià)中，電池占比非常大。只有電芯技術(shù)優(yōu)化了，電池的能量密度才會(huì)增大，成本才能降下來(lái)。

其次是適航問(wèn)題，這也是用戶(hù)最關(guān)心的安全問(wèn)題。作為全新的產(chǎn)品，eVTOL以什么樣的標(biāo)準(zhǔn)獲取適航證？如何保證安全？另外，eVTOL將在城市上空飛行，而且基本上位于較低的空域。這不僅要考慮飛行器本身，還要考慮地面安全、公眾的接受度等。其中，公眾的接受度非常重要。比如，人們能不能接受“一個(gè)像小汽車(chē)那么大的家伙”在頭頂或窗前飛過(guò)？這種“空中飛車(chē)”中的乘客能安心嗎？這需要eVTOL在設(shè)計(jì)上做好充分的準(zhǔn)備，然后通過(guò)大量試飛展示其安全性，這樣才能慢慢使公眾樹(shù)立對(duì)它的信心。

最后是eVTOL商業(yè)化后的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)性，這是最大的問(wèn)題，即在保證安全的前提下盡量降低成本，讓更多人能夠接受這樣一種全新的出行方式。

駕駛員也是難題

新穎的機(jī)身、新穎的傳動(dòng)系統(tǒng)和新穎的控制系統(tǒng)，必然帶來(lái)新穎的飛行模式。2023年6月，美國(guó)聯(lián)邦航空管理局發(fā)布關(guān)于eVTOL駕駛員培訓(xùn)和認(rèn)證的綜合指導(dǎo)文件。該文件受到業(yè)界的歡迎，因?yàn)樗峁┝艘恍?biāo)準(zhǔn)，可以幫助那些計(jì)劃運(yùn)營(yíng)eVTOL的機(jī)構(gòu)或個(gè)人建立評(píng)估體系，包括對(duì)機(jī)型和駕駛員的評(píng)估。

然而，目前行業(yè)仍未解決如何招募駕駛員，以及相關(guān)公司為他們提供的薪酬體系如何與航空公司競(jìng)爭(zhēng)等問(wèn)題。

如今飛行員的需求量很大，全球各地的航空公司都在競(jìng)相吸引新員工加入他們。據(jù)估計(jì)，到 2030年，民用航空領(lǐng)域需要約25萬(wàn)名固定翼飛機(jī)飛行員。目前我們還無(wú)法想象未來(lái)的eVTOL行業(yè)是什么樣子，也很難預(yù)測(cè)需要多少駕駛員。

可以想象的是，在未來(lái)10年內(nèi)，航空公司或eVTOL公司開(kāi)始為乘客提供從機(jī)場(chǎng)到市中心的“空中飛車(chē)”服務(wù)，第一批駕駛員無(wú)疑將獲得非常豐厚的報(bào)酬。但是，如果只有富豪級(jí)別的乘客才能負(fù)擔(dān)得起 eVTOL 的服務(wù)，那么如何擴(kuò)大行業(yè)規(guī)模，并支付豐厚的報(bào)酬？尋找必要的駕駛員并培訓(xùn)他們，可能會(huì)成為一大難題。

澳大利亞空中客車(chē)公司設(shè)計(jì)的“空中飛車(chē)”

編輯：姚志剛? ? winter-yao@163.com