未來的城市交通,將不再完全受地面交通網的束縛。想象一下,你來到一座大廈的露天屋頂,一架電動垂直起降飛行器(eVTOL)靜靜降落,準備帶你穿越擁堵的城市,迅速直達100千米外的目的地。這不是電影情節,而是不久就有望能實現的新型出行方式。
2024年,我國企業沃飛長空自主研發的AE200電動垂直起降飛行器在成都進行了城市低空載人出行驗證飛行,并首飛成功。這標志著低空飛行從概念走進現實。


eVTOL堪稱未來城市的空中精靈。它可以從摩天大樓的屋頂安靜地起飛,然后悄無聲息地穿梭于城市的空中。
憑借垂直起降技術和低噪聲優勢,eVTOL將重塑城市交通格局。它將為城市通勤、旅游觀光、商務出行、緊急救援、物流配送、教育培訓、特殊任務執行等提供助力。
eVTOL的補能和現在的新能源電動汽車一樣方便,飛行過程中的能源消耗也比直升機更低,綜合維護費用更低,乘客付出的交通費自然也更低。
垂直起降能力讓eVTOL在城市中如魚得水,eVTOL不需要長長的跑道,只需一個小小的起降平臺,就能輕松適應城市緊湊、復雜的空間。

直升機在城市里使用有諸多不便。例如,一架大型多用途民用直升機執行一個緊急接送任務。在飛行了一段距離后,飛行員根據路線指示定位到了一個民用機場,并降落在一塊足球場大小的停機坪上。這趟飛行任務共耗時2小時50分,耗油1.7噸。這個過程中,直升機受制于非常高的起降要求,整體飛行成本也很高。
噪聲巨大
直升機的渦輪軸發動機在高速旋轉時會產生巨大的噪聲,不僅如此,旋翼在高速切割空氣時也會發出尖銳的嘯叫聲。兩者疊加,形成了直升機特有的、極具穿透力的噪聲,噪聲水平通常在100~120分貝。站在直升機附近,你的五臟六腑和全身的骨骼都會隨之振動。
費用高
租賃直升機的費用高達每小時數萬元。作為對比,相同距離eVTOL的總租賃費用僅為千元級。
補能難
直升機的油耗較高,且一些型號必須使用航空煤油,加油不方便。
起降場地受限
建筑物頂層的停機坪面積很難滿足大型直升機的起降。即便是中小型直升機,停機坪面積也必須大于1000平方米。



沃飛長空研發的AE200是一款5至6人座級的eVTOL,其巡航速度約248千米/ 時,單次最大航程可達200千米。
當AE200垂直起降時,8臺電機驅動的螺旋槳在垂直方向工作,用于提供升力。當飛行器上升到一定高度后,一部分螺旋槳稍稍傾斜,以提供前進或后退的牽引力。由于能非常方便地控制升力和前進方向,包括AE200在內的eVTOL比傳統固定翼飛機和直升機更能適應城市復雜的空域。

2019年,一次緊急心臟轉運任務要求捐獻者的心臟在最短時間內跨越120千米,從珠海出發,途經中山、佛山,最后抵達廣州。這場緊張的生命接力最終在1.5小時內完成,至少四個城市的醫療團隊和交通管理部門為此付出了巨大的努力。器官轉運分秒必爭,即便交通部門通力配合,也無法保證不發生擁堵或意外情況。此外,這種需要投入巨大人力物力的跨城市轉運也無法長期進行。

以eVTOL為代表的中低空短途空中運輸不存在交通擁堵的問題,運送時間更加可控,能為器官轉運、患者轉送、急救等任務開辟寶貴的生命綠色通道。
對于一款載人航空器來說,人們最關心的還是安全性。AE200 是如何安全運行的呢?
高度冗余配置
即使AE200的八臺驅動電機中有兩臺失效,甚至在更多電機故障的情況下,AE200也能順利備降或迫降。

適航驗證
AE200在正式運營前要進行大量驗證和適航工作。適航工作是一系列確保飛行器安全飛行的活動,具體內容包括確保航空器在設計、制造、維護和運營過程中符合特定的安全標準和規定,目的是確認航空器的可靠和安全。
模塊化設計
通過模塊化設計,可以簡化組裝過程,減少連接件的使用,減重的同時提高可靠性。
復合材料
AE200廣泛使用碳纖維增強塑料或玻璃纖維增強塑料等復合材料,其比傳統金屬材料更輕、更堅韌。
分布式電池設計
電池模組的分布式布局,進一步提高AE200的安全性。
滅火系統
即便鋰離子電池意外起火,每個電池附近的緊急滅火系統也會立即啟動滅火。
雖然AE200在設計和功能上展現了高度的智能化和自動化,但安全員的作用還是不可替代。 在緊急情況下,還是需要專業人員根據現場情況進行判斷和操作,及時作出正確的反應,確保機上所有人員安全。除此以外,在遇到特殊情況時,安全員能夠直接與乘客溝通,提供必要的指導和幫助。
AE200的設計和制造涉及多個復雜的系統,包括動力系統、飛行控制系統、安全系統等。對研發人員來說,每一次新型號的首飛都是最具挑戰性的時刻,團隊只有不斷創新、試錯,才能攻克一個又一個難題。


AE200試飛前調試
AE200項目啟動以來,研發團隊克服了許多困難,完成了多項技術突破,形成了具有完全自主知識產權的“中國創造”eVTOL技術。其中,在傾轉動力的整個試驗中,研發團隊開創性地設計了全尺寸傾轉動力系統跑車測試平臺,并通過地面跑車來模擬不同的空中飛行速度。該試驗驗證了全尺寸傾轉動力系統的功能與性能;測試了不同傾轉速度、不同來流速度下傾轉過程的氣動特性、振動特性與動力特性等;測試和驗證了傾轉過程中三軸方向的力與力矩特性。該試驗還校核了傾轉過程的氣動模型,驗證了全尺寸傾轉動力系統,是全國首例全尺寸傾轉動力系統“跑車風洞”試驗。
AE200使用了大量碳纖維復合材料。在過去,飛行器或火箭使用的高強度的碳纖維復合材料曾經長期被日本企業壟斷。在國家的支持下,我國科研人員克服了難以想象的困難,突破了國外碳纖維企業的技術封鎖。目前,中國整個碳纖維復合材料的設計和運用已經進入全球第一梯隊。
以電池為例,目前新能源汽車所普遍使用的鋰離子電池的能量密度為200~300瓦時/千克,但隨著我國在固態電池領域的持續發力,未來電池的能量密度將有望達到500~600瓦時/千克。能量密度翻番,意味著未來eVTOL可以在不改變自重的情況下,將續航里程也翻一番。


隨著我國新能源汽車的蓬勃發展,新能源汽車產業鏈迅速成長,相關的產品和技術也為AE200的設計和研發提供了有力支持。據沃飛長空的相關負責人介紹,AE200從開始研發到成為技術成熟的產品,20%的技術是基于航空領域的,剩下的80%的技術,例如電池、電機、電控,甚至是先進材料選擇和舒適度設計,都應用了新能源汽車領域的技術。
2021年2月,《國家綜合立體交通網規劃綱要》中提到:“發展交通運輸平臺經濟、樞紐經濟、通道經濟、低空經濟。”低空經濟首次被寫入國家規劃。根據權威預測,到2025年全球將有3000架飛行汽車用作空中出租車、機場班車和城際航班服務,到2050年將達到9.8萬架。

作為新一代航空器,eVTOL具有新能源、垂直起降、智能化等特點,被認為是全球未來低空交通的主流載具之一。通過空中快線,設置固定起降點和飛行班次等方式,實現城市區域內點對點的空中直達;或以空中出租車模式,消費者只需在手機應用上輸入目的地,就可以預約“飛的”。以成都為例,通過打“飛的”從位于天府五街的中國—歐洲中心出發,前往成都天府國際機場,時間將比打車縮短五分之四。未來,包括AE200在內的eVTOL有望在科學規劃站點、線路的前提下,與新能源專車聯合運營,實現無縫銜接,讓打“飛的”變得便捷、舒心。