
電動汽車之外,中國似乎也有望成為飛行汽車商用運營的領跑者。
今年3月28日,億航智能收到了由中國民航局頒發的全國第一批載人類民用無人駕駛航空器運營合格證,也是全球第一張飛行汽車運營合格證,意味著這家2014年創始于廣州的美股上市公司成為全球第一家集齊了型號合格證、生產許可證、標準適航證、運營合格證的飛行汽車廠商,其飛行汽車產品億航EH216-S也由此成為全球第一架可以投入商用運營的飛行汽車。
大洋彼岸的航空巨頭維珍同樣在推進飛行汽車的商業化。也是在今年3月,據彭博社報道,維珍航空與2009年創始于美國加州的飛行汽車早期創業公司Joby Aviation達成合作,計劃在英國推出空中出租車服務,價格與英國當地的高級網約車服務相當。不過,這項服務的落地需要等Joby拿到運營合格證,該公司目前已經完成了美國商用飛行器審批五大階段中的前三個階段,是審批進度走在最前列的美國公司。
這看起來是“低空經濟”火熱的又一注腳。低空空域泛指1000米高度以下、根據需要可延伸至3000米高度的空域。按照目前中國民航局最新的《國家空域基礎分類方法》,中國空域被劃分成由A類、B類、C類、D類、E類五類空域組成的管制空域類型,和由G類、W類組成的非管制空域類型。非管制空域類型是當前政策規范下低空經濟開展的核心場所,空域真高在300米以下。低空飛行器在非管制空域里能相對自由地飛行,若上升到管制空域,便需要接受空管機構嚴格的調度管理。
能解決堵車難題、顛覆現有交通方式的載人“飛行汽車”,無疑是低空經濟中最令人激動的部分。據中國民航局預計,2035年中國低空經濟的市場規模有望達到3.5萬億元,其中飛行汽車的市場規模將達到約5000億元。摩根士丹利則預測,2030年全球飛行汽車行業市場規模為3000億美元,2040年達到1萬億美元,至2050年飛行汽車的全球市場規模將達9萬億美元,其中中國潛在市場規模將達到2.1萬億美元。
不過值得注意的是,目前的“飛行汽車”中,相對成熟的產品雛形大多并不是科幻片里那種落地能跑、抬升能飛的玩意兒。總體來看,當前語境下的“飛行汽車”總體可分類為陸空兩棲飛行汽車和eVTOL兩大類。
陸空兩棲飛行汽車目前的技術還不具備大范圍應用的可能性。今年2月,A l e fAeronautics公司成功實現了歷史性突破—其陸空兩用的Model A在美國的一條公共道路上完成了垂直起降。這款交通工具號稱能實現177公里的飛行續航、322公里的陸地續航。但其飛行效果是靠犧牲車身堅硬程度和座艙空間來完成的,完全無法滿足上路的安全標準;為了騰出空間安放用于起飛的電動多旋翼,其座艙空間也只勉強塞得下一個人,最高時速只能達到40公里。而且,Model A并沒有展示過較長距離的行駛能力,它在展示視頻中晃晃悠悠的飛行姿態,令不少人質疑其穩定性和安全 性。
同濟大學航空與力學學院教授沈海軍對《第一財經》雜志表示,作為一種汽車和飛機的混合體,Model A須滿足汽車安全標準,結構難免會明顯增重,進而導致飛行續航縮水;受汽車外形限制,其空中穩定性同樣面臨挑戰,最終造成既不如車方便,也不如飛機高效。加上城市空域管理復雜度極高,中短期內,ModelA更可能只能作為應急、特種作業等特定應用場景中的限量產品,談大規模商用為時尚早。
eVTOL是“飛行汽車”里更具落地可行性的方向。這是一種由電機驅動的可垂直起降的飛行器,Joby和億航都屬于這個范疇。從飛行觀感上,普通人可能會覺得eVTOL和直升機非常相似,但實際上,兩種產品內在的原理大不相同。
沈海軍表示,eVTOL通常采用分布式電推進系統,而傳統直升機依賴機械傳動的主旋翼加尾槳結構,兩者在氣動布局、操控邏輯和能源系統上差異顯著。
分布式電推進技術能讓eVTOL擺脫傳統直升機架構的限制,完成很多傳統架構無法實現的動力架構,具有廣闊的設計空間,比如一體化設計和非常規氣動布局設計。這也使如今的eVTOL氣動布局多種多樣,其中最主流的是多旋翼型、復合翼型、傾轉旋翼型三大構型。
多旋翼型的eVTOL看起來很像無人機的放大版,它沒有顯著的機翼,幾個朝向天空的旋翼均勻分布在機身周圍,推進裝置僅提供向上的升力,向前向后的平移動力是通過幾個旋翼在橫向軸上的總推力差實現的。復合翼型和傾轉旋翼型則都擁有顯著的機翼,幾個旋翼分布在兩側的機翼上。其中,復合翼型的旋翼分為縱向升力旋翼和橫向推力旋翼,兩者分別負責eVTOL的縱向運動和橫向運動。而傾轉旋翼機型的旋翼具備傾轉功能,負責提供升力,幫助eVTOL垂直升到空中后懸停并完成90度翻轉,再為eVTOL供應推力。
技術根源的差異性給eVTOL帶來了更好的安全性。沈海軍表示,目前航空界基本達成的共識是,相比傳統直升機,eVTOL在安全性上要高出一到兩個數量級。
首先,eVTOL基本都采用固定翼模式,這使其在起飛時獲得的升力比直升機更加穩定可靠,固定翼也讓eV TOL僅起降階段需要垂直飛行,大幅減少了復雜懸停的操作時間。其次,分布式電推進技術讓eV TOL天然具備了動力冗余,單個電機故障時仍能保持可控飛行,而傳統直升機單發故障風險極高。再次,eVTOL的簡約結構使其故障率相對較低,純電驅動省去了傳統直升機復雜的傳動系統和機械部件,減少了齒輪箱、尾槳等高風險部件的故障可能性。此外,如今的eVTOL大多搭載了智能化控制系統,可以實現更精準的飛行姿態控制,自動駕駛技術能有效避免人為操作失誤。而電機驅動也讓eVTOL的維護成本更低,電動系統日常維護需求遠低于燃油發動機,更少的機械磨損能帶來更高的系統可靠性。
性價比是市場篤信eVTOL能擁有廣闊前景的另一大原因。eVTOL的“性價比”并不主要來源于電力相較于化石燃料成本更低,而是其從制造到投入運營的全流程都比傳統直升機要省錢得多。麥肯錫咨詢曾算了一筆賬:直升機單個座位行駛一英里的成本是6至8美元,eVTOL的成本僅相當于直升機的1/5。從售價、維護價到基礎設施建設的價格,eVTOL都比直升機便宜了至少一半。
所以,消費一次eVTOL也比消費一次直升機劃算得多。保時捷管理咨詢公司曾以蘇州到上海的短途跨城通行為例,對比了豪華汽車、高鐵、直升機、eVTOL等4種交通方式。結果是,汽車以900元成本耗時90分鐘完成旅途,高鐵以286元成本耗時90分鐘完成,直升機以3萬元的價格耗時50分鐘抵達終點,而eVTOL以1500元耗時42分鐘到達目的地。
在東吳證券分析師王紫敬看來,應用場景上的優勢才是eVTOL能擁有萬億級市場潛力、成為新世代交通工具的關鍵所在。“eVTOL低噪、輕巧的特點使得政策能夠允許其在城市上空飛行,解決大城市通勤擁堵的痛點,這是直升機做不到的。”王紫敬對《第一財經》雜志 說。
目前,直升機在中國的市場非常小。根據浙商研究院的數據,截至2021年7月,中國的軍用直升機數量為913架,民用直升機數量為5584架;而美國的軍用直升機數量為1269架,民用直升機數量為13306架—中國的直升機總數還不到美國的一半。eVTOL或許能填補中國直升機的空白,在屬于飛行汽車的時代“彎道超車”。
其實“飛行出租車”并不是什么新名詞,在維珍和Joby合作之前,多國廠商都嘗試過推出飛行出租車服務,但最終都以失敗告終,這使得市場上有部分聲音認為飛行汽車就是無法落地的“泡沫”。失敗的癥結在于eVTOL構型過于創新,監管部門此前沒有適用的審批條例,其安全性也遲遲無法得到驗證,因此eVTOL拖了很久都沒能拿到商用許可證—韓國濟州島的飛行出租項目、法國巴黎的飛行出租項目,都是草草收場;德國知名飛行汽車獨角獸Volocopter則在日復一日的等待中,最終于2025年1月向法院遞交了破產申請。
中國公司億航此番獲得運營合格證,對投資者來說無疑是一劑強心針。億航取得許可證采用了相對討巧的方式:億航EH216-S使用的多旋翼方案,技術相對簡單、穩定性強,且得到過充分驗證,這使得其在安全性評估上有相對優勢。但由于多旋翼方案的向前向后的平移動力是通過幾個旋翼在橫向軸上的總推力差實現的,這使其續航能力相對較差,續航時間僅25分鐘,續航航程僅為30公里。
沈海軍認為,相比于多旋翼方案,傾轉旋翼型的eVTOL會更受青睞。傾轉旋翼的eVTOL大多能實現200公里以上的續航航程,Joby、沃飛長空、小鵬匯天等品牌都開發了傾轉旋翼方案的產品。不過目前為止,即便是續航最長的小鵬匯天,也僅能實現約500公里的理論續 航。



電池密度不足是eVTOL航程難題的關鍵。如今的電池能量密度多為2 0 0至2 5 0瓦時/千克,比傳統的化石燃料低約50倍,這不僅卡住了eVTOL續航的上限,也讓其載荷人數面臨上限—目前的產品既“跑不遠”也“裝不下”。
eVTOL的發展很可能也會經歷與電動汽車非常相近的路徑:在純電無法實現的階段,用混動來過渡。2024年7月11日,Joby表示其氫電版的S4 eVTOL驗證機在6月底的測試中一次性飛行了523英里(約合842公里)。2024年11月7日,小鵬也發布了搭載鯤鵬增程系統的6座eVTOL,號稱續航在500公里以上。
也有看法認為,續航問題并不值得焦慮。王紫敬就表示,“ 在城市里,幾十公里就夠用”—eVTOL按直線飛行,距離比地面上短得多,一個城市中的大部分目的地都用不了多少公里;飛到目的地之后停進機庫里換電,再使用時又有充足的電力飛去下一個目的地。
中國低空經濟聯盟的《低空經濟發展趨勢報告》預測,2030年中國eVTOL市場保有量有望突破10萬架。從這個數據來看,飛行汽車在相當長一段時間內還很難“飛入尋常百姓家”。而以每架eVTOL約300萬元的售價來計算,至少到2030年,eVTOL也達不到所謂萬億級市場的門檻。
不過王紫敬的預測更為樂觀。如今,深圳一些高樓已經開始搭建eVTOL機庫,在王紫敬看來,一旦基礎設施建成和技術瓶頸突破形成共振,飛行汽車就能迅速迎來爆發式增長,形成地面交通網絡在空中的復刻。
而據沈海軍透露,上海目前的低空空域,每小時可同時容納的eVTOL數量大概是數千架。作為對比,上海早高峰快速路的斷面流量大概是1.2萬輛,這意味著要迎接消費者集中擁抱飛行汽車的浪潮,空域未來可能還得面臨調整。
他認為,從中期視角來看,eVTOL商業化仍會以“空中出租車”為主,類似網約車模式;大型eVTOL公交(20座以上)需要等到電池能量密度、智能飛控等技術取得重大突破才行。根據當前固態電池及氫燃料電車的發展水平來看,大型eVTOL公交2030年前難以普及。至于eVTOL私家化,受空域管制和價格制約,真正落地可能還需要20至30年的時間。