看未來——?jiǎng)冸x于無人機(jī)的eVTOL

eVTOL（electric Vertical Take-Off and Landing）， 電動(dòng)垂直起降飛行器，是無人駕駛航空器的一種。

筆者傾向于將eVTOL剝離于無人駕駛航空器，因?yàn)樗c普通無人駕駛航空器應(yīng)用領(lǐng)域、設(shè)計(jì)定位不同，而且代表了一種顛覆傳統(tǒng)載人航空運(yùn)輸模式的創(chuàng)新技術(shù)，其未來發(fā)展前景廣闊，涵蓋多個(gè)領(lǐng)域。

本文結(jié)合其設(shè)計(jì)思想和應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)eVTOL未來發(fā)展的做出如下分析：

技術(shù)優(yōu)勢(shì)和發(fā)展

1.  電動(dòng)推進(jìn)技術(shù)：

環(huán)境友好：eVTOL采用電動(dòng)推進(jìn)，減少了對(duì)化石燃料的依賴，具有低排放甚至零排放的環(huán)保優(yōu)勢(shì)，有助于減緩航空業(yè)對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。

噪音控制：電動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行噪音較低，適合在城市和居民區(qū)附近的短距離運(yùn)輸，減少了噪音污染。、

技術(shù)門檻：相較于傳統(tǒng)能源（油、氣），技術(shù)門檻低，有成熟可借鑒案例。

注：與傳統(tǒng)推進(jìn)技術(shù)對(duì)比，上述三點(diǎn)優(yōu)勢(shì)與電車油車對(duì)比是類似的，與之不同的在于航空的特性與空中交通這些特殊之處。

2.  垂直起降能力：

靈活起降：eVTOL可以在小型機(jī)場(chǎng)、建筑頂端和其他非傳統(tǒng)機(jī)場(chǎng)環(huán)境中起降，減少了對(duì)傳統(tǒng)機(jī)場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的依賴。

空間利用：垂直起降能力使得eVTOL可以在城市中心區(qū)、高密度區(qū)域和難以到達(dá)的地點(diǎn)運(yùn)營，提升了交通的靈活性和便捷性。

3.  自動(dòng)化和智能化：

自主飛行：結(jié)合先進(jìn)的自動(dòng)駕駛技術(shù)，eVTOL可以實(shí)現(xiàn)自主飛行和操作，減少對(duì)飛行員的需求，提高安全性和效率。

智能管理：通過大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，eVTOL可以實(shí)現(xiàn)智能空中交通管理、實(shí)時(shí)監(jiān)控和維護(hù)，提升運(yùn)營效率和安全性。

注1：一些傳統(tǒng)直升機(jī)制造廠商，都曾經(jīng)以自主或者與其他廠商合作的方式嘗試將既有直升機(jī)加裝先進(jìn)自駕系統(tǒng)達(dá)到無人駕駛目的，并且依然使用續(xù)航能力更強(qiáng)的化石燃料，但是目前市面上仍然沒有出現(xiàn)量產(chǎn)的此類直升機(jī)。

注2：很多朋友會(huì)疑惑，為什么這些eVTOL制造商不采用上述方式以獲得更長的續(xù)航能力達(dá)到完美解決的目的，這通常有幾方面的因素：燃?xì)廨啓C(jī)比電動(dòng)機(jī)門檻更高、造價(jià)更高、維護(hù)成本高、與自動(dòng)駕駛系統(tǒng)整合技術(shù)成本高等等。

市場(chǎng)需求和應(yīng)用場(chǎng)景

1.  城市空中交通：

交通擁堵解決方案：eVTOL提供了新的城市交通解決方案，能夠緩解地面交通擁堵，提高出行效率。

短途運(yùn)輸：適用于城市內(nèi)部或城市間的短途運(yùn)輸，如機(jī)場(chǎng)接駁、商務(wù)出行、城市觀光等。

2.  緊急救援和醫(yī)療服務(wù)：

快速響應(yīng)：eVTOL可用于緊急救援和醫(yī)療服務(wù)，快速到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)或醫(yī)療設(shè)施，提高救援效率和醫(yī)療響應(yīng)速度。

醫(yī)療物資運(yùn)輸：在交通不便或緊急情況下，eVTOL可用于運(yùn)輸醫(yī)療物資、藥品和器官，確保及時(shí)救助。

3.  物流和快遞：

高效配送：eVTOL適用于高效的快遞和物流配送，尤其是在交通繁忙或偏遠(yuǎn)地區(qū)，能夠快速、安全地運(yùn)輸貨物。

無人配送：結(jié)合無人駕駛技術(shù)，eVTOL可以實(shí)現(xiàn)無人配送，提高物流效率和降低成本。

政策支持和行業(yè)發(fā)展

1.  政策和法規(guī)：

監(jiān)管框架：各國政府和航空監(jiān)管機(jī)構(gòu)正在逐步制定和完善eVTOL相關(guān)的監(jiān)管框架和標(biāo)準(zhǔn)，確保其安全、規(guī)范運(yùn)營。

政策支持：一些國家和地區(qū)開始出臺(tái)政策支持和激勵(lì)措施，鼓勵(lì)eVTOL技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)推廣，如稅收優(yōu)惠、研發(fā)補(bǔ)助和試點(diǎn)項(xiàng)目。

2.  行業(yè)合作與生態(tài)系統(tǒng)：

跨行業(yè)合作：eVTOL的發(fā)展需要航空、汽車、電子、通信等多個(gè)行業(yè)的合作，共同推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)應(yīng)用。

生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)：建設(shè)完善的eVTOL生態(tài)系統(tǒng)，包括充電基礎(chǔ)設(shè)施、空中交通管理系統(tǒng)、維修維護(hù)網(wǎng)絡(luò)等，確保eVTOL的順利運(yùn)營和推廣。

挑戰(zhàn)與解決方案

1. 技術(shù)和安全挑戰(zhàn)：

續(xù)航能力：提高電池技術(shù)和能源管理系統(tǒng)，以延長eVTOL的續(xù)航時(shí)間和飛行距離。

注：電池技術(shù)是硬通貨，硬杠杠，全球范圍都在尋求方案突破，但是目前仍舊無解。

物理安全性：加強(qiáng)物理安全設(shè)計(jì)和測(cè)試，尤其在機(jī)身結(jié)構(gòu)、旋翼強(qiáng)度、裕度設(shè)計(jì)等方面，確保eVTOL在各種飛行環(huán)境中的可靠性和安全性。

注：eVTOL與普通無人機(jī)不同，它設(shè)計(jì)應(yīng)用的定位是載人短途飛行，所以其設(shè)計(jì)的安全性、可靠性就非常重要了，這也是為什么在適航取證的時(shí)候如此艱難的原因了。

2.  避障與安全：

避障技術(shù)：當(dāng)前的避障技術(shù)在復(fù)雜環(huán)境中還不夠可靠，特別是在高速飛行或多障礙物環(huán)境中，存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)。安全性和故障恢復(fù)：無人機(jī)在飛行過程中如果發(fā)生故障，缺乏有效的應(yīng)急處理機(jī)制，可能會(huì)導(dǎo)致墜機(jī)等安全事故。注：避障技術(shù)容易實(shí)現(xiàn)，安全可靠性也可以通過多裕度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，但是同樣是載重與續(xù)航無法兼得的矛盾凸顯。圖片

3.  基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)：

起降場(chǎng)地：規(guī)劃和建設(shè)適合eVTOL起降的場(chǎng)地，如城市空中港口、建筑頂端起降平臺(tái)等。

充電設(shè)施：建立快速充電和更換電池的基礎(chǔ)設(shè)施，確保eVTOL的高效運(yùn)營。

4.  市場(chǎng)接受度和商業(yè)模式：

用戶教育：通過宣傳和體驗(yàn)活動(dòng)，提高公眾對(duì)eVTOL的認(rèn)知和接受度。

商業(yè)模式：探索可持續(xù)的商業(yè)模式，如共享出行、訂閱服務(wù)、按需飛行等，提升市場(chǎng)吸引力和經(jīng)濟(jì)效益。

注：國家大力發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)，無人駕駛航空器是重要參與者或者支柱產(chǎn)業(yè)，而eVTOL作為有人參與的航空器，提高公眾人群認(rèn)知和接受度非常重要。

2024年1月24日，深圳羅湖區(qū)區(qū)委書記范德繁坐上無人駕駛航空器為文旅打call，這就是最典型的案例。

展望與挑戰(zhàn)

eVTOL作為一種創(chuàng)新的航空運(yùn)輸工具，具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的市場(chǎng)潛力。

盡管面臨一些技術(shù)和市場(chǎng)挑戰(zhàn)，但隨著科技進(jìn)步和政策完善，eVTOL將成為未來航空產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，推動(dòng)全球航空運(yùn)輸?shù)木G色、智能和高效發(fā)展。

可以預(yù)見的是，eVTOL的發(fā)展與成熟，沖擊了很多傳統(tǒng)行業(yè)，首當(dāng)其沖的則是有人直升機(jī)行業(yè)。盡管目前有人直升機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域和實(shí)質(zhì)作用仍舊無可替代，但是未雨綢繆，提前迎接挑戰(zhàn)與機(jī)遇是每個(gè)從業(yè)人員需要做好的準(zhǔn)備。