近年来,低空经济和先进空中交通(AAM)概念的兴起,电动垂直起降飞行器(eVTOL)已经成为现有交通系统的潜在替代方案,它推动通勤与物流进入三维模式,城市立体交通网络和可持续交通新时代即将到来。作为汽车和航空领域的重大创新,eVTOL具有巨大的潜力,但也带来了显著的挑战。低空经济和AAM的兴起受到多个因素的驱动,包括对更高效、可持续的交通方式的追求,电动推进和自动驾驶等新技术的快速发展,以及交通日益严重的拥堵和污染等。
1. 全球eVTOL飞行器数据分析
以是否有适航级产品和商用场景为标准,筛选eVTOL型号,如超轻型eVTOL飞行器和实验型eVTOL样机不被包括在内。以该标准统计的eVTOL型号国家分布情况如下图所示,中国企业研发制造的型号数量占比近50%;其次是美国、德国、英国等国家。

从eVTOL飞行器的总体布局方式来看,目前垂直起降固定翼占比最高,约为44%;其次是矢量推力型,占比约为33%;多旋翼飞行器占比较少,仅有约17%。
多旋翼eVTOL(Multi-rotor eVTOL)采用分布式旋翼设计,多个旋翼同时工作,没有固定翼或倾转旋翼。也由于多旋翼eVTOL不需要安装额外的组件,其结构轻便、制造成本低、设计相对简单,因此在eVTOL发展早期出现。这种配置在从悬停到低速飞行的过渡阶段展现出较高的空气动力学效率,但飞行器在悬停或垂直起飞/降落时,旋翼提供必要的升力以抵消车辆重量,因此其有效载荷和航程都相对有限,所面对的应用场景也相对固定。此外,多旋翼eVTOL的控制方法简单,这使得它容易在短期内进行商业化推广。目前,多旋翼eVTOL是技术发展中最成熟的eVTOL。其代表产品包括中国亿航216、小鹏汇天旅航者X2、零重力ZG-ONE; 美国WISK AERO-POC、德国VOLOCOPTER GMBH-VoloCity;日本SkyDrive......
垂直起降固定翼eVTOL与复合式eVTOL(Compound eVTOL)类似,配备了机翼和专用的垂直起降和水平推进螺旋桨,而不是垂直阶段和水平阶段共用一套螺旋桨。这种设计可以有效地提升巡航效率、航程和安全性。在悬停和低速飞行时,飞机以VTOL模式运行。当飞行速度增加到一定程度时,旋翼转速会降低直至停止运转。在这同时机翼逐渐加入使用,并完全承担升力,此时向前的推力由螺旋桨系统承担。降低旋翼速度有效地减轻了前进旋翼叶片的冲击失速。此外,调整叶片剖面的迎角减轻了后退旋翼叶片的气流分离。机翼复合配置不仅提高了飞行速度和扩大了飞行包线,而且大大降低了振动水平并提高了机动性。垂直起降固定翼eVTOL的代表产品有中国沃兰特VE25 X1、峰飞V1500M、御风未来MATRIX 1;美国Wisk Cora、BETA TECHNOLOGIES-ALIA-250、澳大利亚DEEP BLUE AVIATION-Sky Cruiser......
矢量推力eVTOL与倾转旋翼eVTOL(Tilt-rotor eVTOL)类似,是一种配备可倾转电驱动组件(DEP-distributed electric propulsion)的飞行器。其在不同使用阶段,可以通过改变推力方向,实现垂直起降和巡航。这种配置在VTOL模式下执行垂直起飞和降落、悬停和低速飞行。当飞行速度达到一定水平时,旋翼沿引擎舱(或机翼)倾转到水平位置,旋翼变为推进螺旋桨,飞行器以固定翼飞机模式进入高速飞行。为了平衡悬停性能和高速飞行性能,旋翼叶片的负扭转角较大(介于传统旋翼叶片的-10°和螺旋桨叶片的-60°之间)。因此,其悬停效率低于多旋翼和复合式eVTOL旋翼机,而在垂直飞行和高速巡航方面表现良好。矢量推力eVTOL的代表产品有中国时的E20、磐拓T1;美国BELL TEXTRON INC-Nexus 6HX、WISK AERO-Generation 6;德国LILIUM GMBH-Lilium Jet......
2. eVTOL应用场景
在eVTOL产业中,“哪种布局方式最佳”是一个持久的话题。每种配置都有其优缺点,
最佳配置取决于应用场景。

根据可获取的多旋翼eVTOL航程及航速分析,其通常适合短程飞行任务,如旅游观光、植物保护等,这类机型有亿航216、VoloDrone等。
垂直起降固定翼eVTOL(如MATRIX 1、V1500M、Mk-5等)和矢量推力eVTOL(如Lilium Jet、Joby S4、时的E20等)普遍适合市内及城际间的通勤和物流。
对于应急救援而言巡航速度和航程是其重要参考因素,因此以上两种布局更具优势,如峰飞V2000CG消防版本。然而,目前多旋翼eVTOL中也有应用于消防救援的机型更多,如亿航216F、HEXA Fire。这是由于多旋翼飞行器直径小,可以飞入大型eVTOL无法进入的区域。但由于其续航能力和速度限制,需要由车辆运输至事故地点附近后再起飞。
3. eVTOL企业融资情况
据统计,eVTOL产业的累计融资规模已达到110亿美元以上。尽管融资额度可观,但各家企业的融资情况却不尽相同。该行业大部分资金资源由少数头部企业占据,融资规模排名前十的企业占据总融资额80%以上。依赖高额资金,龙头企业已成功上市,走向商业化与产业化的进程。
下图展示了eVTOL企业融资格局,可以看到,融资能力前十的企业总融资额达到了全行业主要企业融资额的81%。而在前十企业的融资规模中,51%的融资额由融资额前三的企业筹集,分别是Joby Aviation, Archer Aviation 以及Lilium GmbH。尽管成立时间不同,但这三家企业皆已在2020-2023年间成功上市。
除了海外制造商,部分中国eVTOL企业也获得了较为可观的融资额。例如:广东汇天航空航天科技有限公司,自2021年10月进行首次融资后,融资规模达到5亿余美金,累计完成了国内市场最高额的融资。亿航智能设备(广州)有限公司,自2014年成立后,历时五年于2019年12月12日在美国上市。迄今为止共获得近2亿美元的总融资。融资的细节进一步显示,除了亿航和广东汇天,广东海鸥飞行汽车,上海峰飞,上海时的,零重力飞机工业,沃兰特,御风未来,沃极步耀,亿维特等均进入“亿元俱乐部”,其余多数后期加入市场的企业还处于天使轮、种子轮、Pre-A轮等千万级初始融资阶段。


4. 中国eVTOL飞行器数据分析
据统计,中国研发制造的eVTOL飞行器中垂直起降固定翼eVTOL占比最高,约为44%。目前上海峰飞的V2000CG等三架2吨级eVTOL原型机、小鹏汇天旅航者X2已获得特许飞行证。排名第二的是多旋翼eVTOL,占比30%。其中亿航智能设备(广州)有限公司研发制造的EH216-S于2023年10月13日获得载人无人驾驶航空器系统型号合格证(简称TC ),这标志着EH216-S的型号设计符合民航局适航要求,具备了载人运营的安全能力,这也是全球首个获得该类合格证的航空器。排名第三的是矢量推力型,占比13%。其中时的科技E20、沃飞长空AE200验证机已获得特许飞行证。
5. eVTOL产业技术路线现状及发展趋势分析
近年来,全球范围内eVTOL产业都在经历快速发展,eVTOL飞行器集成了绿色能源、先进材料、人工智能、5G网络等创新技术于一体,逐渐发展成为一个前景广阔且是革命性创新的产品。空中出租车、物流运输等应用场景被寄予很大期待。
各国近期推出的eVTOL项目垂直起降固定翼和矢量推力布局居多,多旋翼布局较少。如上文分析,多旋翼布局成本低,技术相对简单,但载荷和航程有限,因此应用场景相对固定。垂直起降固定翼在以上方面有更好的表现,且技术也相对简单,因此是未来可能广泛采用的布局方式。但也由于额外的机体结构造成效率降低,经济性较差等问题。
而矢量推力布局的eVTOL综合表现更好,其自重较轻,续航能力更强,在垂直起降和巡航阶段都有更高的效率。因此对于城际间的飞行任务来说是更好的选择。但相应的,其技术复杂性高,在技术和研发成本方面存在挑战。
近期,国内获得订单较多的飞行器也集中在垂直起降固定翼(如峰飞、御风未来、沃兰特)和矢量推力型eVTOL(如沃飞长空、时的科技)企业。此外,多旋翼布局飞行器企业,如亿航和小鹏汇天也获得了订单。

目前行业整体处于研发阶段,距离批产和商业运营尚有距离。预测大型eVTOL在当前阶段更具优势。因为在eVTOL发展初期和商业运营初期很难高频次飞行,大型eVTOL载客量增加,有助于提升运营效率。
eVTOL飞行器的实际应用除了先进飞行器的研发,还需要城市基础设施系统、空域管理、监管标准等多个相关领域的协同调整。因此,为了实现eVTOL飞行器的广泛应用,需要产业链共同努力和合作,推进技术创新和法规完善,为未来城市空中交通的发展奠定基础。
6. 国际eVTOL重点企业

7. 国内eVTOL重点企业

从国家分布来看,适航级eVTOL数量占比中国排名第一,近50%。从布局方式来看,全球范围内垂直起降固定翼和矢量推力型eVTOL占比较高。而中国eVTOL飞行器中,垂直起降固定翼布局使用较为普遍,其次是多旋翼布局。多旋翼eVTOL结构轻便、制造成本低、设计相对简单,因此在eVTOL发展早期出现;垂直起降固定翼eVTOL巡航效率、航程和安全性更高,但由于自重较高导致其效率和经济性受到影响;而矢量推力eVTOL其悬停效率低于多旋翼和复合式eVTOL旋翼机,而在垂直飞行和高速巡航方面表现良好。从应用场景角度来看,多旋翼eVTOL适合短程飞行任务,如旅游观光、消防救援等。垂直起降固定翼和矢量推力eVTOL则普遍适合市内及城际间的通勤和物流。
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