从2016年产业爆发开始,eVTOL行业已经走过了十年。这十年里,行业解决了“能不能飞”。电池、电机、飞控和分布式电推进不断成熟,各种构型从图纸走向原型机,再从原型机走向全尺寸验证机。资本最热的时候,人们讨论的是谁会成为“空中的特斯拉”,以及城市里的空中出租车究竟什么时候到来。
但十年后的今天,拨开这些眼花缭乱的构型、概念机和融资故事,市场开始变得现实。业内开始关心:飞行器能否反复造出来、安全地飞下去,并让运营者有理由购买。讨论从“能不能飞”走向“怎样做成一门航空生意”。
9月24日,科工力量在杭州数贸会看到追梦空天展示的载人混动倾转旋翼eVTOL工程样机DF3000。问及为何选择混动,追梦空天创始人兼CEO蔡文宽表示:“我们的飞行器具备动力电池级放电能力,同时依托燃油高能量密度优势,实现优良的长航时经济性。”同场一家纯电复合翼企业的研发人员却认为:“我觉得混动是一个过渡,最终还是会走向纯电的。”

追梦空天科技创始人兼CEO蔡文宽
两种的分歧看似在动力技术,背后是对第一批低空飞行器生意出现在哪里的不同判断。技术路线的分野,正在从一种能源愿景,变成具体航空业务的选择。
整个行业议程也向适航和商业化集中。9月16日至17日的深圳eVTOL大会,把适航认证、研制与运营交付、大型商载货运、动力系统、低空智联网列为重点。将在今年11月举行的美国eVTOL SHOW,则以“BUILD. CERTIFY. DEPLOY.”——制造、取证、部署——为主题,单列议题讨论示范飞行怎样变成可复制的收费运营。
随着早期资本热潮退去,一次漂亮的首飞已经不足以支撑一家公司的全部故事。真正的考验是让飞行器在规定载荷和安全余量下,飞成可重复的班次:落地后怎么补能,在哪里维护,起降场由谁建,订单能否摊薄这些投入……这些运营条件又会反过来决定,飞行器适合只带电池,还是值得为更远的航程增加一套发电系统。
先有任务,再选动力
新能源汽车某种程度上可以给eVTOL行业做参照。随着消费者把长途出行、补能条件和购车成本算进来,纯电、插混和增程并没有收敛成单一路线,而是在市场上和谐共存。
eVTOL也经历类似的变化。在纯电走到商业化的前夜,混动反而获得越来越多关注。
最初,纯电最契合城市空中出租车的设想:机场接驳、城市短途,航线相对固定,可以在少数起降点集中建设充电和维护设施,飞行时也没有碳排放。一位国内纯电复合翼的工程师告诉科工力量,他们瞄准的是机场到车站、相邻城市之间的点对点出行;在他看来,当前的主要约束是航程,而不是充电速度。
这也是整个纯电eVTOL企业共同面临的瓶颈。垂直起降要在短时间内输出很高的功率,巡航又要持续供给能量。电池加大,航程可能增加,却也会挤占乘客或货物的重量,综合电池性能、载荷和安全等因素,纯电eVTOL的航程被卡在了200km上下。

“数贸会”现场的eVTOL
航程限制之外,监管也是当下商业化最难跨过的坎。载人是民航监管最谨慎的一块市场。截至当下,美国FAA仍未给任何载人电动飞行器颁发商业运营所需的型号合格证。中国走得更快,亿航EH216-S已经取得TC、PC、AC,但截至今年二季度,广州和合肥仍以内部试运营为主,面向公众的常态化售票载人服务时间仍存在不确定性。
当城市空中出租车迟迟不能形成规模,企业开始把目光投向更容易出成绩的领域:跨海运输、山区物流、应急救援、医疗转运,以及区域间点对点交通。但这些场景和载人的要求又不一样,要求飞得更远、带得更多,并且能够在充电设施不足的地方持续运行。这时候纯电的eVTOL劣势就开始显现,航程、载荷、补能和地面基础设施依赖优势更加明显的混动优势更加明显。
一项刊于今年9月刊的载人eVTOL研究,通过模型比较纯电池与串联混动发现:在其设定的情境下,航线越长、年客运量越高,串联混动成为合适选择的概率越大。
行业公司的动作显然更快。Joby在继续推进纯电载人机的适航工作的同时,于去年11月完成涡轮电验证机飞行;Archer与Anduril于今年7月推出串联混动自主VTOL平台,计划2027年首飞。今年2月,中国的峰飞航空为五吨级V5000平台规划纯电和混动两种构型,公布的最大航程分别为250公里和1500公里。
追梦空天蔡文宽认为:“在电池技术没有到1000瓦时每公斤之前,混动都会有很强的竞争力。”正是基于这一判断,追梦空天从切入eVTOL赛道开始就把混动作为主要技术路线。其团队自2018年开始进行原型机开发验证,重点研究混合动力与倾转旋翼的组合。2024年,首款吨级无人混动倾转eVTOL DF600“惊鸿”完成全流程过渡飞行,设计标准航程约1000公里,作为载货机型首先瞄准物流运输、应急救援等对航程和基础设施要求更高的场景。

DF3000“游龙”
混动飞得更远,也要证明更多
DF3000最大设计航程可达 1000 公里,距离一架飞行器按规定载荷、安全余量和班次要求飞完这段路,还有一系列验证。谈到此前的试飞,追梦空天一位工作人员告诉科工力量,DF3000目前正处于全流程试飞验证阶段。公开披露的混动模式首飞科目主要验证离地、机动和混动系统协同;而从垂直起降转入巡航阶段,再完成返航和降落,这一阶段目前暂未公开披露。
不过放到全球混动eVTOL项目中看,这个进度并不算慢。Joby的涡轮电验证机已经完成全流程转换飞行,但它建立在此前已经积累大量飞行数据的纯电S4平台之上;Archer与Anduril今年才公开串联混动平台;法国Ascendance的全尺寸混动机仍处于集成和试飞准备阶段。换句话说,混动eVTOL本身仍处在早期工程验证阶段,真正跑完全尺寸、全流程飞行的项目并不多。

Joby混合动力验证机
混动比纯电需要多证明一套能源系统。纯电供能模式相对单一:电池经过配电系统和逆变器向电机供电,旋翼所需的电力都来自机载电池。纯电eVTOL需要证明的是,随着电量下降、电池老化,或者某个电池组、电气部件发生故障,剩余动力和安全余量是否足以支持飞行、改降或安全着陆。
串联混动则多了一条能量链:由燃油发动机驱动发电机,所产生电能与动力电池共同向电机供电。研制过程除需验证各单机部件的独立可靠性外,还需验证系统在全飞行剖面下的动态功率协同与稳定分配能力。
按照追梦空天工作人员的解释,电池承担起降阶段的大功率输出,燃油发电系统用来提供长时间续航所需能量。正常飞行中,两套能源要在不同飞行阶段平稳衔接;若出现故障,飞行器仍需保有足够动力,保障安全着陆。把发动机、发电机、电池、电控和热管理系统集成到同一架飞行器上,虽然可以实现更远的设计航程,但也会带来整机增重、更多维护工作,以及更大的适航验证工作量。
最后比的,是哪一笔账先算通
所有这些工程难题,最终都会落到成本层面。追梦空天认为,混动的优势在于不用在偏远起降点大量建设充电设施,也无需花费长时间等候充电。但燃油消耗、发动机维护,还有更加复杂的机载系统,都会增加运营成本。如果飞行器每天只能飞很少班次,增加的航程带来的收益,不一定能覆盖这部分新增投入;但如果在充电条件受限区域,可以连续执行高价值运输任务,经济性就会明显改善。
施耐德电气也公开做过估算,一个同时保障多架eVTOL高频运营的商业起降场,最终可能需要5—10兆瓦电力,每台快充设备的功率约500千瓦至1兆瓦。运营商希望把补能控制在15—30分钟以内,否则飞行器利用率和投资回报都会受到影响。

施耐德电气
这笔账也解释了为什么目前最积极推进混动VTOL的企业,第一批瞄准的往往不是城市里的普通乘客。
Joby的燃气轮机的混动版本,首先与美国防务企业L3Harris合作,准备进行政府任务演示。Ascendance给ATEA列出的场景则包括医疗转运、货运、岛际运输和偏远地区连接。
这些任务有一个共同点:客户首先在意的是飞行器能不能到,而不是一公里能否做到最低成本。一条固定的80公里机场接驳航线,可以在两端配置充电设施,纯电少一套发动机和燃油系统反而更有优势;但一次山区救援、一条数百公里跨海航线,或者没有大功率电网的偏远运输,航程和快速再次出动本身就是能力。对这些客户来说,多出来的发动机维护成本,需要比较的不是另一架纯电eVTOL,而可能是一架直升机,甚至是这项任务能不能完成。
但这也意味着,混动的市场边界会随着电池变化。
电池能量密度继续提高,同样的飞行器可以少带电池、增加载荷,或者把纯电航程继续向外推。此前针对eVTOL经济性的研究就把约400Wh/kg视为一个重要水平:电池性能提高后,纯电能够经济覆盖的任务范围会明显扩大。
而混动也未必是纯电之外唯一的答案。Joby已经在尝试把氢能放进同一套电推进体系。追梦空天也依托DF600完成了吨级倾转eVTOL液氢动力的飞行验证,后续还将持续布局下一代氢混动力技术。
所以,今天讨论纯电和混动,真正需要回答的已经不是“谁代表终局”。对于航空器来说,一项技术能不能存在,最终取决于它能不能对应一类足够明确、足够稳定的任务。
这形成了一个很有意思的时间差:纯电先解决适航和短途商业化,混动则试图打开纯电暂时够不到的任务半径。
纯电的优势是系统更简单、维护环节更少,也更适合航线固定、基础设施完善的短途高频运营;混动付出了发动机、燃油系统和适航复杂度的代价,换来的是更长航程、更弱的地面电力依赖,以及在偏远地区持续执行任务的能力。
哪一种路线能先跑出来,取决于市场先出现哪一种生意。而对于eVTOL市场而言,这个答案还需要探索。

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