全球视角之下，看电动垂直起降技术（eVTOL）是什么？

在电动航空技术的浪潮中，一个备受瞩目的技术正在悄然崛起——电动垂直起降飞行器（eVTOL）。电动航空领域中有很多相关技术的英文缩写，但“电动垂直起降”（eVTOL）在15年间得到了广泛的持续的认可。这一技术不仅经受住了时间的考验，更在过去的时间里展现出巨大的发展潜力。

2014年，垂直飞行协会（VFS）举行了全球首次关于eVTOL飞机的研讨会，尽管当时尚未有统一的称谓，但这场盛会标志着电动垂直飞行社区的正式集结，也为这一新兴行业注入了强大的动力。政府代表、技术开发商和行业专家齐聚一堂，共同探讨了新型推进和能源架构在垂直飞行领域的应用前景。

当时，只有三家公司在积极开发民用电动垂直起降飞机，每家公司都专注于一种独特的配置——矢量推力、升力加巡航和无翼多翼飞机。即使在今天，这仍然是三种主要的方法。

在研讨会上，西科斯基和莱昂纳多等知名企业展示了他们的eVTOL演示器，展示了电动垂直起降技术的实际应用。与此同时，Joby、Zee Aero（现为Wisk的一部分）等公司也分享了他们的设计理念和研究成果。这些公司纷纷聚焦于不同的技术路线，包括矢量推力、升力加巡航以及无翼多翼设计等，这些不同的技术路径共同构成了eVTOL技术的多样化发展格局。

“电动垂直起降”这一术语的正式确立，主要归功于Joby公司的首席执行官JoeBen Bevirt。他在2009年创造了这一术语，并通过Joby与美国国家航空航天局（NASA）的合作获得了业界的认可。值得注意的是，NASA的Mark Moore在他的个人飞行器（PAV）研究中也使用了这一名称。2009年，他制作的“NASA海雀低噪音电动垂直起降个人飞行器”视频迅速走红，激发了Zee Aero的创立，并吸引了许多其他电动垂直起降爱好者。

2016年10月发布的优步Elevate白皮书《快进到按需城市航空运输的未来》，是首批在科学界之外普及“电动垂直起降”一词的出版物之一。在这一时期，“电动垂直起降”（最初拼写为“e-VTOL”）也逐渐受到欢迎。

随着时间的推移，电动航空领域产生了许多新的缩写。2014年，NASA将电动垂直起降、eCTOL和电动短距起降（eSTOL）能力称为按需机动性（ODM）。优步Elevate白皮书使用了“按需城市空中交通”一词，但在六个月后的第一次Elevate峰会上，这一词汇被缩短为城市空中交通（UAM）。

在城市上空驾驶新型飞机被认为是最困难但也是最有利可图的市场。在交通拥堵严重的地方，人们希望能快速穿越大都市。例如，从圣何塞市中心到旧金山码头的汽车、火车或公共汽车可能需要两个小时，但乘坐“空中出租车”飞越旧金山湾可能只需20分钟。对于市内运输来说，高吞吐量、快速周转和噪声更小的航班将是关键。

对远程飞行的愿景催生了“区域空中流动性”（RAM）一词，“RAM”最初也用于城乡空中流动性，可以是城市间的航班，将郊区相互连接或连接到市中心，或连接更远的乡村地区。

2019年，NASA创造了“先进空中交通”（AAM）一词。与之前的“TVF”、“UAM/RAM”和欧盟的“创新空中交通”（IAM）一样，这个词本身没有特殊意义，但在使用上有许多不同的理解。NASA将AAM定义为“安全、可持续、负担得起并用于地方和区域内转型任务的航空”，这也模糊了概念，因为它也可能包括超音速和高超音速等其他类型的空中运输。

NASA和其他机构对AAM的定义不仅包括大型无人驾驶电动飞机，还包括小型无人驾驶飞机系统（sUAS），即重量小于55磅（25公斤）的无人机，用于包裹递送等任务。这也造成了一些混乱，因为UAM和RAM并未包括小型无人机。FAA和国会已经制定了其他更窄的定义。

总的来看，从任务的角度讲，“AAM = UAM + RAM”。从技术角度讲，“AAM = eVTOL + eSTOL + eCTOL”类型的飞机。

但真正让eVTOL技术脱颖而出的，是“有线供电”这一创新技术。通过电缆将能源与马达、推进器（如螺旋桨、转子、风扇等）紧密相连，实现了能源的高效、直接传输。这种分布式电推进（DEP）模式在飞机的重心周围灵活布置多个推进器，从而完成垂直和悬停飞行。实现飞机配置的升级更迭。

无论是电池、发动机驱动的发电机，还是氢燃料电池，只要它们为推进器提供电力，这样的飞行器都可以被称为电动飞机。尽管混合电力系统在碳排放上相较于传统发动机有所减少，但它们仍然会产生不低于发动机的碳排放量。燃烧氢气产生推力的喷气发动机（如客机），由于其并未直接产生电力，因此并不属于电动飞机的范畴。

尽管eVTOL技术在垂直起降方面与传统飞机和直升机存在显著差异，但它们在许多技术层面上是相通的，例如能量储存、电力传输、电动机、螺旋桨、轻质复合材料、驾驶舱自动化以及简化的飞行控制等，这些都是这些飞行器共同依赖的关键技术。

然而，eVTOL技术面临的最大挑战在于，它需要在动力升力起飞时产生比传统飞行器更大的推力，并且在垂直飞行、悬停和过渡阶段保持高度可控性。这是eVTOL技术发展中最为复杂和困难的部分，也是它与传统飞行器在设计上最大的区别。

总的来说，电动垂直起降技术正以其独特的优势和潜力，引领着航空工业的新一轮变革。随着技术的不断进步和市场的逐步成熟，我们有理由相信，在不远的将来，eVTOL飞机将成为人们出行的新选择，开启空中出行的新纪元。