eVTOL電動垂直起降技術

eVTOL與巴黎奧運的“不期而遇”

隨著現代科技的飛速發展以及人們對于便捷出行需求的不斷提升，一種令人有著無限想象空間的交通工具——eVTOL（electric Vertical Take-off and Landing，電動垂直起降航空器）正步入現實。

據法新社報道，法國政府批準在巴黎奧運會和殘奧會期間推出和展示eVTOL飛行出租車項目并在巴黎東南部奧斯特里茨（Austerlitz）附近的塞納河畔建立一處專供飛行出租車起降的平臺，還開放了相關空域供“民航使用”。法國政府公布法令稱，其批準的eVTOL飛行出租車是一個由巴黎機場集團（Aeroports de Paris，ADP）主導的帶有試驗性質的項目。其飛行線路包括往返于戴高樂機場和勒布爾歇機場之間以及往返于巴黎西南方向的伊西萊穆利歐和塞納河畔垂直起降平臺之間。根據要求，該項目的服務運營時間為早上8點至下午5點，每小時不超過兩個起降，整個試驗期間總數不超過900次，項目運營最遲將于2024年12月31日截止。

此次與巴黎奧運不期而遇的eVTOL，采用的是一種雙座電動垂直起降飛行器。除飛行員外，單程可搭載乘客1名。該飛行器配備有18個由電池提供動力的螺旋槳，續航里程30公里，最高時速110公里。由于這一機型目前尚未獲得歐洲航空安全局（European Union Aviation Safety Agency，EASA）頒發的型號合格證（TC）和生產許可證（PC），其在巴黎奧運期間只能提供免費的示范飛行。

“飛行汽車”的前世今生

20世紀40年代，福特汽車公司的創始人亨利·福特提出了“飛行汽車遲早會出現”的預言。但直到2009年，陸空兩棲飛機Transition的成功試飛，才成為世界上第一臺真正意義上的飛行汽車。Transition配備有全球衛星定位系統、計算機自控系統以及衛星控制系統等科技裝備，可在15秒內從一輛擁有兩個座位的汽車化身為展開雙翼起飛的飛行器。

燃油機時代，發動機體積和重量的技術問題，一定程度上也制約了飛機汽車的發展。隨著當前動力電池技術的愈加成熟，其為eVTOL技術的發展帶來了全新契機。eVTOL的關鍵技術之一，就是使用電力驅動系統代替內燃機，這使得原本在傳統內燃機飛機上難以實現的多旋翼、復合翼、傾轉旋翼等創新技術，以及智能化、電動化等趨勢，都可集成于eVTOL上。

eVTOL的技術發展之路

作為一種未來新型交通工具，載人eVTOL具有電力驅動、低噪聲、高性價比、環保等特點，顯然是一種更為契合未來城市空中出行的工具。從英文縮寫來看，e和VTOL是兩個相互并行的概念。e即電動，代表的是動力來源；VTOL則是垂直起降，代表的是飛行狀態。一般來說，eVTOL是指利用電機、儲能電池和螺旋槳推進，并具有垂直起降能力的載人航空器。

eVTOL借助于電力驅動，通常會使用電池組作為能量來源，而非依賴傳統的化石燃料。這一驅動方式成本更低，也有利于環境保護并能提供更為靜謐的出行體驗。2024年7月11日，一家名為Joby的eVTOL企業，使用改裝液氫燃料電池的航空器，完成了842公里的不間斷飛行，驗證了氫電技術在eVTOL中的應用潛力。該次試驗共搭載了40公斤液氫，至降落時仍剩余10%的氫燃料負荷。eVTOL在從垂直起飛到降落的整個飛行活動中，除水蒸氣以外，沒有留下任何排放物。誠然，氫電技術的能源系統復雜程度要高于鋰電技術，也沒有鋰電技術那么成熟，但其遠高于鋰電的續航能力有望攻克eVTOL當前面臨的航程限制和續航焦慮。

垂直起降能力是eVTOL的另一大技術特點。相比于傳統固定翼飛機需要很長的跑道來完成起飛和降落，eVTOL能夠借助于矢量推力、轉子或涵道風扇等推進技術來實現垂直上升和降落。這一技術特性使得eVTOL對地面及機場的要求較低，無論是城市中心、小片空地、樓頂停機坪，甚至是水面平臺等都可實現垂直起降，大大擴展了起降點的環境選擇。

近期eVTOL技術的發展，主要仍聚焦于中短途的空中交通運輸，如：車站至景點之間的往返、跨灣區域的飛行、城際之間的通行等。這一運行定位，不僅可以規避擁堵的地面交通，還可以為乘客提供更快、更便捷的交通線路選擇。此外，中短途的eVTOL空中交通，在緊急醫療服務方面也有著不小的應用潛力。正如法國交通部部長維爾格里耶特所看好的那樣，“飛的”可能會作為未來的救護車！

從設計理念和技術角度來說，eVTOL主要有多旋翼、復合翼、傾轉旋翼等不同類型的動力生成方式。多旋翼的eVTOL，類似于我們當前常見的無人機的多軸結構。不過，狹義的eVTOL具有載人這一核心用途和特性。以旋翼構型作為動力方式的eVTOL，結構較為簡單，但航程較短、巡航速度較慢且載荷較小。其巡航速度普遍在100公里/小時以內，航程則在半小時以內。通常可用于短途載人或者城市物流配送等領域。復合翼構型的eVTOL結合了固定翼飛機和直升機的雙重特點。eVTOL在飛行時以多旋翼作為起降動力，待進入巡航模式后，則借助于固定翼產生升力，而多旋翼則處在順槳的工作狀態。通常情況下，復合翼eVTOL的巡航速度可達到200公里/小時以上，航程也比多旋翼eVTOL更長，通常可用于中遠途載人運輸或者工業領域等。以傾轉旋翼作為動力方式的eVTOL，兼有復合翼的優勢，且機身相對較小，旋翼則可改變角度以兼顧垂直起降與水平飛行之需。不過，這一構型的eVTOL結構更為復雜，且成本也更高。

編輯：黃靈 yeshzhwu@foxmail.com