0 引 言
低空产业作为低空经济的物质载体，是培育新质生产力和新经济增长点的重要方向。城市空中交通是低空产业的重要组成部分，近年来随着电 推 进 技 术 的 快 速 发 展 ，电 动 垂 直 起 降（electricVertical Takeoff and Landing，eVTOL）航空器成为城市空中交通中的新型工具［1］。相比于传统的垂直起降航空器，eVTOL 航空器通常使用分布式电推进技术，通过合理设计后大幅提升航空器的安全性和综合性能，且运行成本低、绿色环保，这些优势使其在低空产业中具备很大的发展前景［2-5］。
据中国民用航空局（CAAC）预计，到 2035 年，我国低空经济的市场规模有望达到 3. 5 万亿元，其中的eVTOL 市场规模将达到约 5 000 亿元［6-9］。载人 eVTOL 航空器在投入市场前必须首先取 得 型 号 合 格 证（Type Certificate，TC）［10-12］。 近年来，我国载人 eVTOL 航空器的 TC 取证需求不断增加［13］，且取证进展已经处于全球领先水平。
2023 年 10 月，亿航智能公司研制的载人 eVTOL航空器 EH216-S 获得中国民用航空局颁发的 TC，成为全球第一型取得 TC 的无人驾驶载人 eVTOL航空器。除 EH216-S 外，小鹏汇天 X3-F、峰飞航空的盛世龙 V2000EM 和沃兰特的 VE25-100 等多型载人 eVTOL 航空器进入了 TC 取证阶段，还有多型载人 eVTOL 航空器成功实现了首飞或样机试飞，未来将申请 TC［14］。
根据《民用航空产品和零部件合格审定规定》（CCAR-21-R5）中 21. 17 的规定，航空器在 TC 取证时必须满足适用的适航要求，包括适航标准及环保要求［12］。由于 eVTOL 航空器电驱动的设计特征，一般认为环保要求只包含噪声的要求。而当航空器的型号设计导致现有适航规章要求没有包括适当的或者足够的安全要求时，可以采用制定专用条件（Special Condition，SC）的方式来确保其具体设计和预期用途符合可接受的安全水平和适航要求。eVTOL 航空器不同于常规固定翼飞机和常规直升机，属于新型航空器，现有的航空器适航规章和环保要求，如：CCAR-23、CCAR-25、CCAR-27 和 CCAR-36 等不能完全适用于该类航空器，符合 CCAR-21-R5 中制定专用条件的要求。但是由于专用条件的颁发一般都是针对一型航空器，不同型号的航空器需要各自颁发专用条件，且专用条件的颁发需要经历起草—发布征求意见稿—公众意见收集—根据公众意见修改—最终发布等环节，流程周期较长，当申请 TC 取证的 eVTOL航空器型号较多时，对保证型号取证进度不利。因此，建立适用于 eVTOL 航空器的通用适航规章或者专用要求是十分必要的。
此外，目前国内的 eVTOL 航空器的 TC 申请人大多没有航空器 TC 取证的经验，加之新技术在eVTOL 航空器上的大幅应用，也给适航取证带来了很大的挑战。
鉴于目前我国载人 eVTOL 航空器 TC 取证需求、适航要求现状以及 TC 申请人的取证经验现状，亟需深入开展相关研究，更好地促进国内相关适航标准的建立和取证工作进展。本文分析目前国内外和载人 eVTOL 航空器相关的适航要求，总结对应的要点和适用性，提出建立完善我国载人eVTOL 航空器相关适航要求的建议，分析目前国内载人 eVTOL 航空器 TC 取证的风险和挑战，给出应对策略。
1 eVTOL 航空器概述
自 2009 年 全 球 第 一 家 eVTOL 企 业 JOBYAviation 成 立 并 开 展 eVTOL 航 空 器 的 研 制 工 作后，随着 2016 年 Uber 推出的“Uber Elevate”空中出租车计划，欧美掀起了 eVTOL 市场的热潮，除JOBY 外，LILIUM、ARCHER、BETA 等企业也纷纷进入了 eVTOL 市场。我国 eVTOL 航空器的研究起步较早，早在 2016 年我国的亿航智能公司就推出了全球首款无人驾驶 eVTOL 航空器 EH184。除亿航智能外，我国目前已有如：峰飞航空、小鹏汇天、沃兰特等几十家企业加入了 eVTOL 航空器的研制队伍［14］。
目前，全球 eVTOL 产业发展非常迅速，据美国垂直飞行协会统计，截止 2024 年 11 月底，全球已产生的 eVTOL 航空器型号已达 1 061 个［15］。主要构型包括：多旋翼型（Multicopter）、矢量推力型（Vectored Thrust）、升力+巡航型（Lift+Cruise）、悬停自行车和个人飞行器（Hover Bikes/PersonalFlying Devices）以 及 电 动 旋 翼 机（Electric Rotor⁃craft）五类，其中的矢量推力型又包括倾转旋翼构型、倾转涵道构型和倾转机翼构型等。以上的五大类构型中，多旋翼型、矢量推力型和升力+巡航型是目前的三大主流构型，如图 1 所示，各构型载人 eVTOL 航空器典型型号如图 2 所示。
从全球范围来看，目前虽然超过 80% 的 eV⁃TOL 项目都处于概念设计或原型机设计阶段，还有一部分项目已中止研制［1］，但由于 eVTOL 航空器市场前景巨大，型号研制仍在快速升温阶段。
2 载人 eVTOL 航空器国内外适航要求现状
载人 eVTOL 航空器根据有无机上驾驶员可以分为有人驾驶和无人驾驶两种操作类型。有人驾驶类型与常规有人驾驶航空器类似，无人驾驶操作方式目前主要有遥控驾驶和自主飞行两种模式。针对不同的操作类型，下文主要分析国际民用航空组织（ICAO）、欧洲航空安全局（EASA）、美国联邦航空管理局（FAA）和我国目前与载人 eV⁃TOL 航空器 TC 取证相关的适航要求。国内外已发布的相关适航要求总览如表 1 所示。
2. 1 ICAO 相关适航要求分析
国际民用航空组织（ICAO）是联合国中负责处理国际民航事务的专门机构。其依据《国际民用航空公约》对国际民用航空事务进行协调和管理。《国际民用航空公约》共有 19 个附件，如图 3 所示，其中与航空器 TC 取证适航要求相关的为附件8 航空器适航性和附件 16 环境保护要求［16］。
《国际民用航空公约》附件 8 航空器适航性（以下简称：附件 8），是国际民航组织各缔约国航空器适航性要求的顶层标准，各缔约国需根据附件 8 的要求和本国需要，制定全面详尽的各国的适航规章标准以作为航空器的型号合格审定基础。
现行有效的附件 8 版本是第十三版，该版本中并未包含针对有人驾驶 eVTOL 航空器的专门适航要求，相对于前序版本新增的第 VIII 部分是遥控驾驶航空器的要求，与无人驾驶 eVTOL 航空器相关。该部分内容包含了遥控驾驶飞机、遥控驾驶 直 升 机 、遥 控 驾 驶 站 和 C2 数 据 链 路 的 适 航 要求［17］。但根据附件 8 中对飞机和直升机的定义，飞机是指固定翼飞机；直升机是指常规的单旋翼或多旋翼直升机。这与采用分布式推进系统且能够实现垂直起降的 eVTOL 航空器存在很大的差异，因此该部分的内容中仅遥控驾驶站和 C2 数据链路部分的内容与采用遥控驾驶模式的无人驾驶载人eVTOL 航空器相关。且由于遥控驾驶操作模式与自主飞行模式不同，因此本部分的内容不能适用于仅采用自主飞行模式的无人驾驶 eVTOL 航空器。
此外，附件 8 第十三版中还说明了与遥控驾驶相关的要求适用于 2026 年 11 月 26 日后申请 TC 的情况，即在 2026 年 11 月 26 日前申请 TC 的航空器这些要求不是强制的。
《国际民用航空公约》附件 16 环境保护（以下简称：附件 16）共包含 4 卷，其中第Ⅰ卷是航空器噪声，第Ⅱ卷是航空器发动机的排放物，第Ⅲ卷是飞机 CO2 排放，第Ⅳ卷是国际航空碳抵消和减排计划。与 eVTOL 航空器相关的环保要求为第 I 卷，即航空器噪声。附件 16 第Ⅰ卷的最新版是 2023年 7 月生效的修正案 14，其中的第十三章和附录 2是倾转旋翼航空器噪声的要求，适用于 2018 年 2月以后申请 TC 的所有倾转旋翼航空器，内容包含了噪声限制、噪声测量点、噪声测试程序以及评定方法等内容［18］。由于 eVTOL 航空器的典型构型中包含倾转旋翼类，因此附件 16 中的该部分要求适用于倾转旋翼类 eVTOL 航空器。
2. 2 EASA 相关适航要求分析
欧洲航空安全局（EASA）针对 eVTOL 航空器目前还没有发布专门的适航规章，但已采用专用条件、符合性方法文件以及适航规范的形式分别制定并发布了部分载人 eVTOL 航空器相关的适航标准、符合性方法指导以及噪声要求。
2. 2. 1 专用条件
1）小型 VTOL 航空器专用条件
2018 年 10 月，EASA 起草并发布了《小型垂直起降航空器专用条件》（SC-VTOL-01 Issue：1）建议稿，该专用条件的适用范围被限定为使用升力/推力单元来产生动力升力和控制的载人小型垂直起降航空器（客座数为 5 座及以下，最大审定起飞质量为 2 000 kg 及以下）［19］。这是全球首个针对垂直起降航空器的专门适航要求文件，该建议稿发布后引起了全球范围的广泛关注。EASA 共收到了来自全球多家航空制造企业、航空研究机构、审定 局 方 和 航 空 爱 好 者 等 提 出 的 1 051 条 意 见 和建议［20］。
2019 年 9 月，EASA 根据评论者提出的意见和建议对建议稿修订后，最终发布了 SC-VTOL-01Issue：1。 该 专 用 条 件 最 终 采 用 了 CS-23 作 为 基准，适用的航空器审定等级与 CS-23 部中的 1 到 3级保持一致，客座数为 9 座及以下。在审定的最大起飞重量方面，与 CS-27 部相一致，限定为 3 175kg。运行模式为“载人”运行，包括仅有驾驶员、仅有乘客或者飞行员加乘客三种情况，即：有人驾驶载货、无人驾驶载客和有人驾驶载客三种模式［21］。但目前的专用条件中并未包括无人驾驶（如：遥控驾驶或者自主飞行）对应的要求。在安全性目标方面，虽然 SC-VTOL-01 Issue：1 是参照 CS-23 部建立的，但考虑到分布式推进系统和先进飞行控制系统的复杂性和新颖独特性，提出了比目前 CS-23 更高的安全性目标。
2024 年 6 月，EASA 又发布了《小型具有垂直起降能力的航空器专用条件》（SC-VTOL-02 Is⁃sue：2），该专用条件是对 SC-VTOL-01 Issue：1 的修订和换版［22］。主要修订内容包括：a）将专用条件的题目由原来的“小型垂直起降航空器专用条件”更改为“小型具有垂直起降能力的航空器专用条件”；
b）将适用范围中的最大审定起飞质量由原来的 3 175 kg 更改为 5 700 kg；
c）明确了飞行记录器的具体要求；
d）细化和更改了水上运行类型的浮筒和应急出口的要求；
e）增加了电气系统互连（EWIS）的要求；
f）去掉了最大使用速度（VMO和 MMO）的要求。
2）电推进系统专用条件
由于 EASA 目前动力装置的规章 CS-E 中没有包含 eVTOL 使用的电动/混合动力推进系统的要求，因此 EASA 在 2021 年发布了《电动/混合动力推进系统专用条件》（SC E-19 Issue：1）。该专用条件适用于任何电动/混合动力推进系统，包括为有人驾驶和无人驾驶航空器提供或产生升力/动力的动力装置的适航取证，但不适用于 CS-22部、CS-LSA、CS-23 部中的 1 级日间目视飞行和轻型无人驾驶飞行器系统所使用的 EHPS，也不包含和排放有关的内容［23］。
2. 2. 2 小型 VTOL 航空器符合性方法指导文件
2019 年 5 月至 2023 年 12 月，EASA 先后发布了 4 版的 SC-VTOL 符合性方法文件，历程如图 4所示，用于更好地指导申请人的表明符合性工作。值得注意的是，这四个版本的符合性方法文件不是修订代替的关系，而是全面对应 SC-VTOL-01Issue：1 的符合性方法合集。
2. 2. 3 噪声要求
在 EASA 的规章体系中，对于航空器噪声的要求是 CS-36 部，目前最新版的 CS-36 是修正案6，其中要求航空器噪声必须符合《航空器及相关产品、零部件和电器环保审定实施细则及设计和生产单位实施细则》（EU NO 748/2012）中的对应要求，该实施细则中要求申请 TC 的航空器需符合ICAO 的附件 16 第Ⅰ卷噪声中的适用要求［29-30］。
由于 ICAO 附件 16 第Ⅰ卷中目前已包含了倾转旋翼航空器的噪声要求，所以 CS-36 中也包含了对倾转旋翼 EVTOL 航空器噪声的要求。
2023 年 12 月，EASA 发布了《非倾转旋翼具有垂直起降能力的航空器环保技术规范（噪声）》，规定的适用范围没有限定航空器的最大审定起飞重量和客座数。该规范是根据 ICAO 附件 16 第Ⅰ卷中第 8 章的内容、第 8 章对应的附录 2 的评估方法和 ICAO 的环保技术手册中适用于重型直升机的指导内容制定的，并为垂直起降场附近的噪声评建立了悬停噪声评估方法［31］。
2. 3 FAA 相关适航要求分析
美国联邦航空局（FAA）目前没有专门为 eV⁃TOL 航空器制定适航规章，为了满足载人 eVTOL航空器的适航取证需求，FAA 采用“一事一议”的方式，已于 2024 年上半年发布了两份适航准则，分别作为两型有人驾驶载人 eVTOL 航空器设计批准的审定基础。此外，FAA 还于 2024 年 7 月—8 月先后发布了用于动力升降机（Powered-lift）的审定政策（Policy）草案及咨询通告（AC）草案。
2. 3. 1 已发布的载人 eVTOL 航空器的适航准则
2024 年 3 月 ，FAA 针 对 Joby Aero， Inc.（简称：Joby 公司）的 JAS4-1 型有人驾驶动力升降机按照特殊类别颁发了适航准则，作为该机设计批准的审定基础，这是 FAA 发布的针对 eVTOL 航空器的第一个适航要求。该适航准则的主体适航要求包含了航空器级的专门要求（记录器和持续适航文件）、A 分部（总则）、B 分部（飞行）、C 分部（结构）、D 分部（设计与构造）、E 分部（动力装置）、F 分 部（设 备）、G 分 部（飞 行 机 组 界 面 和 其 他 信息）、H 分部（电动发动机要求）、I 分部（螺旋桨要求）以及附录中的航空器、电动发动机和螺旋桨持续适航文件要求［32］。
2024 年 5 月，FAA 又发布了用于 Archer Avia⁃tion， Inc.（简称：Archer 公司）的 M001 型有人驾驶动力升降机的适航准则［33］，该适航准则的内容与JAS4-1 型对应的适航准则的内容基本一致。从 FAA 目前发布的针对几款 eVTOL 航空器审定基础的适航准则来看，这些要求都是基于现行有效的 14 CFR Part 23、14 CFR Part 33 部和 14CFR Part 35 部 并 借 鉴 EASA SC-VTOL-01 Is⁃sue：1 的编制思路制定的［34-36］。
2. 3. 2 动力升降机审定政策（Policy）草案
2024 年 7 月，FAA 发布了《动力升降机持续安全》政策文件 PS-AIR-21. 17-01（草案），用于提供14 CFR 21. 17（b）下的动力升降机的持续安全政策指导。PS-AIR-21. 17-01（草案）的适用范围为最大总重为 5 670 kg（1 2500 lb）及以下，客座数为19 座以下的动力升降机。将动力升降机按照最大总重量、最大客座数配置和操作类型进行分级，按照不同级别建立系统安全和飞机性能目标。分级的 方 法 与 14 CFR 23 部 64 号 修 正 案 中 的 方 法 一致，分为 4 个级别，不同的是 PS-AIR-21. 17-01（草案）中根据是否载客还进行了细分，将载客类的动力升降机划分为 1A~4A 四个级别，将非载客类的动力升降机划分为 1B~4B 四个级别，级别越高，安全风险等级越高，安全性和性能目标越高［37］。
2. 3. 3 动力升降机咨询通告（AC）草案
在 PS-AIR-21. 17-01（草 案）发 布 后 不 久 ，FAA 于 2024 年 8 月发布了《动力升降机审定》咨询通告 AC 21. 17-4（草案），用于指导动力升降机的TC 取证工作。该 AC 草案中提供了动力升降机的型号合格审定程序和适航准则，并将适用范围限定为总重为 5 670 kg 及以下或者客座数 6 座及以下，并且电池提供动力的电推进系统航空器。将动力升降机定义为：一种比空气重的能够垂直起降和低速飞行的航空器，主要依靠发动机驱动的升力装置或发动机推力在飞行状态下获得升力，在水平飞行时依靠非旋翼获得升力，具有旋翼机的起降能力，也具有飞机的巡航飞行能力，属于 14CFR Part 21. 17 中的特殊类别航空器［38］。适航准则部分的内容与已发布的 JAS4-1 型和 Archer 的M001 型的适航准则构成模式基本一致，但内容更加细化和全面，尤其是对电动发动机和螺旋桨提出了更加详细和全面的适航要求。
值得注意的是，针对动力升降的噪声要求方面，FAA 在 PS-AIR-21. 17-01（草案）中进行了说明。FAA 认为现行有效的 14 CFR Part 36 部中已经包含了倾转旋翼航空器噪声的标准，倾转旋翼航 空 器 属 于 动 力 升 降 机 的 一 种 类 别 ，当 14 CFRPart36 部中的噪声标准不能覆盖申请取证的动力升降机设计特征的适用噪声要求时，则会专门针对该型机制定并发布具体的噪声要求。
2. 4 我国相关适航要求分析
我国目前无论是针对有人驾驶 eVTOL 航空器还是无人驾驶 eVTOL 航空器都没有发布和 TC取证相关的专用适航要求，包括适航标准和噪声要求。
近年来随着民用无人驾驶航空器产业的飞速发展，自 2019 年开始，我国已发布多项无人驾驶航空器适航政策和法规，其中与无人驾驶载人 eV⁃TOL 航空器 TC 取证相关的如表 2 所示［39-44］。
从 表 2 可 以 看 出 ：我 国 目 前 的 无 人 驾 驶 eV⁃TOL 航空器在适航条例、规章、管理程序和指导材料方面都有相关的文件，但在适航标准方面还不能满足无人驾驶载人 eVTOL 航空器的 TC 取证需求 。 目 前 已 发 布 的 唯 一 的 适 航 标 准 为 AC-92-AA-2024-02，其适用于中型民用无人驾驶航空器（最大起飞质量不大于 150 kg），但这类航空器一般很难实现载人飞行。目前能够实现载人飞行的无人驾驶 eVTOL 航空器最大起飞重量一般大于 150kg，属于大型民用无人驾驶航空器的范畴［42］，还缺少 相 关 的 适 航 标 准 ，这 一 类 航 空 器（如 ：亿 航 的EH216-S）在 TC 取证中都是采用专用条件提出适航标准的［45］。
在 eVTOL 航空器的噪声要求方面，目前国内和 FAA 的对应情况类似。现行有效的航空器噪声规章 CCAR-36-R3 中也已经包含了倾转旋翼航空器的噪声要求，但并不能直接适用于其它构型类别的 eVTOL 航空器。
此外，在和 eVTOL 航空器使用的电推进系统的相关适航要求方面，现行有效的 CCAR-23-R4《正常类飞机适航规定》中，已经包含了针对电动飞机动力装置的补充适航要求［46］，且 CAAC 还于2024 年 8 月发布了《电推进系统专用条件编制指南》（AC-21-AA-2024-20）［47］，但目前 CAAC 还没有发布电推进系统的适航验证指导材料。
3 目 前 的 适 航 要 求 存 在 的 不 足 和建议
通过对当前 eVTOL 航空器已有适航要求的分析，发现国内外 eVTOL 航空器的适航要求现状都存在一定的差异，且各自现有的适航要求都不能完全覆盖目前 eVTOL 航空器的适航取证需求，这 给 eVTOL 的 适 航 取 证 和 国 际 化 运 行 带 来 了挑战。
ICAO 的附件 8 中目前没有包含有人驾驶 eV⁃TOL 航空器的专门适航要求，已有的遥控驾驶航空 器 的 相 关 适 航 要 求 也 不 能 覆 盖 无 人 驾 驶 eV⁃TOL 航空器的范围；附件 16 中的噪声要求仅能适用于 eVTOL 航空器中的倾转旋翼构型。EASA已发布的小型 VTOL 航空器方面的适航要求和符合性方法指导材料相对完善，其适用范围限定在最大审定起飞重量不大于 5 700 kg 的具有垂直起降能力的有人驾驶航空器［22］，不包含最大审定起飞重量大于 5 700 kg 的大型有人驾驶航空器［17］。
因此，从适用范围的角度，EASA 目前还未针对大型有人驾驶 eVTOL 航空器和无人驾驶 eVTOL 航空器系统发布适用的适航要求和指导材料。FAA最新发布的咨询通告 AC 21. 17-4（草案）以及审定政策 PS-AIR-21. 17-01（草案）也主要适用于有人驾驶的动力升降机，不能直接适用于除动力升降机以外的有人驾驶 eVTOL 航空器，更不能适用于无人驾驶 eVTOL 航空器系统。相比 FAA 和 EA⁃SA，我国目前的适航要求主要和无人驾驶 eVTOL航空器相关，但已发布的无人驾驶航空器的适航要求中没有包含大型无人驾驶载人 eVTOL 航空器相关的适航标准要求。有人驾驶 eVTOL 航空器相关的适航规章或专用要求还未发布。显然，
目前国内外的适航要求对于载人 eVTOL 航空器的 适 航 取 证 需 求 都 存 在 很 大 的 缺 口 ，亟 需 建 立健全。
基于我国 eVTOL 航空器快速发展的实际，建立健全我国 eVTOL 航空器相关适航标准要求，需要加大人力、物力的投入，并加强与国外适航审定当局的合作和交流以及与国内科研院所深度合作，互相借鉴。可以采用分构型（如：多旋翼、升力+巡航、矢量推力等）、分类别（如：参照 EASA的小型、大型）的方法，本着“急用先立、由易到难”原则，逐步建立完善。对于有现有国内外适航要求作为参考的、构型简单的、技术成熟度高以及运行场景简单的类别，适航规章或要求建立的难度相对较小。有取证需求的构型或类别，属于急用的，可以先立或者完善。对于没有现成适航要求可参考的、构型复杂的、技术成熟度相对较低和运行场景也比较复杂的，适航要求建立的难度相对较大，则可以采取逐步建立的原则。此外，为了更好地支持 TC 取证的适航验证工作，还应重点针对eVTOL 航空器所采用的新技术如：电推进系统、飞行控制系统以及新构型结构等制定对应的符合性验证指导材料。
