技术路径大比拼:混动还是纯电?
在 eVTOL 的技术舞台上,动力系统无疑是最为关键的 “主角”,而中美欧三方在混动与纯电技术路径的选择上,展现出了各自独特的思考与探索 。
(一)美国:多元化探索,混动崭露头角
美国作为科技研发的前沿阵地,在 eVTOL 技术路径上呈现出百花齐放的多元化探索态势 ,其中,混动技术凭借其独特优势,逐渐崭露头角,吸引了众多企业的目光 。像 Joby Aviation 这家明星企业,就在混动 eVTOL 领域取得了显著进展。Joby 的混动 eVTOL 采用了先进的串联混合动力系统,在垂直起降阶段,主要依靠电力驱动,确保了起降的安静与高效;而在巡航阶段,燃油发动机启动,带动发电机为电池充电并为电机供电,有效提升了续航里程,其目标航程超 240 公里,大大拓展了 eVTOL 的应用范围 。
另一家企业 Archer 也宣布成立 Archer Defense,专注开发用于军事用途的午夜垂直起降飞机混合动力电动版本。美国企业对混动技术的青睐,主要源于其对续航能力的高要求以及对现有基础设施依赖度的考量 。混动 eVTOL 可以在一定程度上摆脱对充电设施的过度依赖,通过燃油发电补充电能,实现更长距离的飞行,满足城市间区域旅行以及军事等特殊领域的需求 。此外,美国军方对混动 eVTOL 的关注与资助,也为混动技术的发展注入了强大动力 。
(二)欧洲:纯电为主旋律,绿色科技引领
欧洲一直以来都是环保理念的坚定践行者,在 eVTOL 技术研发上,也将纯电技术作为主要发展方向,奏响了绿色科技的主旋律 。以德国的 Volocopter、Lilium 为代表的欧洲企业,在纯电 eVTOL 领域投入了大量资源,并取得了令人瞩目的成果 。Volocopter 的多旋翼纯电 eVTOL,凭借其简洁的构型和成熟的电动技术,已在多个城市进行了试飞与运营测试,为城市空中交通提供了一种可行的解决方案 。Lilium 则采用矢量推进技术,致力于打造高效、安全的纯电 eVTOL,其设计目标是实现快速、低噪音的城市内及城市间短途飞行 。
欧洲企业钟情于纯电技术,与欧洲严格的环保政策以及对可持续发展的追求密不可分 。纯电 eVTOL 在运行过程中零排放,能够有效减少城市空气污染和噪音污染,契合欧洲城市对绿色出行的需求 。此外,欧洲在新能源技术、电池技术等领域拥有深厚的技术积累,为纯电 eVTOL 的发展提供了坚实的技术支撑 。不过,纯电 eVTOL 也面临着一些挑战,如电池能量密度有限导致续航里程较短、充电基础设施建设不完善等,这些问题有待进一步解决 。
(三)中国:多条腿走路,特色技术突围
中国企业在 eVTOL 技术路径的选择上,采取了多条腿走路的策略,充分发挥国内新能源产业优势,在纯电和混动技术领域均积极布局,努力实现特色技术突围 。亿航智能作为中国 eVTOL 领域的领军企业,旗下的 EH216 - S 采用多旋翼纯电构型,已取得多项适航认证,并在城市空中游览、短途运输等领域实现了商业化应用 。其通过优化电池管理系统和动力系统,提升了飞行器的续航能力和安全性 ,在实际运营中积累了丰富的经验 。
而小鹏汇天的 X5 则采用了混动技术路线,通过燃油发动机与电动机的协同工作,实现了更长的航程和更高的载重能力 ,满足了不同场景下的出行需求 。此外,沃飞长空旗下的 AE200 为一型坚持正向研发与严格适航的 5 - 6 座级倾转动力纯电动垂直起降飞行器,以安全、环保、经济、舒适为设计目标,是国内首个顺利完成全倾转过渡飞行的 eVTOL 产品,将主要应用于城市低空出行、文旅服务和应急医疗领域。中国企业的多元化技术路径选择,既考虑了国内新能源产业的发展现状,又结合了不同应用场景的实际需求 。国内完备的新能源产业链,从电池研发生产到电机制造,为 eVTOL 的发展提供了强大的产业配套支持 。同时,针对城市内短途出行、城际物流运输等不同场景,企业可以根据需求选择合适的技术路径,实现精准定位和差异化竞争 。
(四)技术路径差异背后的 “推手”
中美欧在 eVTOL 技术路径上的差异,并非偶然,而是受到多种因素共同作用的结果 。从政策导向来看,美国军方的需求推动了混动技术的发展,为相关企业提供了资金支持和应用场景;欧洲的环保政策则促使企业大力发展纯电技术,以满足严格的排放和噪音标准;中国政府对新能源产业的大力扶持,为纯电和混动 eVTOL 的发展创造了良好的政策环境 。
在产业基础方面,美国航空航天产业底蕴深厚,在燃油发动机、航空电子等领域技术领先,为混动技术的研发提供了坚实基础;欧洲在新能源技术、精密制造等方面优势明显,助力纯电 eVTOL 的技术突破;中国则凭借强大的新能源汽车产业,在电池、电机等关键部件的生产制造上具备规模优势和成本优势 。
市场需求也是影响技术路径选择的重要因素 。美国广阔的地域和发达的城市间交通需求,使得长航程的混动 eVTOL 更具市场潜力;欧洲城市密集,对绿色、低噪音的城市空中交通需求迫切,纯电 eVTOL 更能满足这一需求;中国市场需求多样,既有城市内短途出行需求,也有城际物流等中长距离运输需求,因此纯电和混动技术各有其发展空间 。
适航认证逻辑:FAA、EASA、CAAC 有何不同?
eVTOL 要真正翱翔蓝天,飞入寻常百姓生活,适航认证是绕不开的关键门槛 ,它就像一把 “安全标尺”,衡量着 eVTOL 是否具备进入市场、投入运营的资格 。中美欧作为 eVTOL 领域的先锋,各自的适航认证逻辑既有相通之处,又在细节与侧重点上存在明显差异 。
(一)美国 FAA:成熟体系下的创新适应
美国联邦航空管理局(FAA)在航空适航认证领域拥有深厚的历史积淀和成熟的认证体系 ,面对 eVTOL 这一新兴事物,FAA 采取了在传统航空认证基础上进行创新适应的策略 。2018 年,FAA 提出以 Part 21.17 (b) 特别条件作为 eVTOL 的适航认证途径 ,为 eVTOL 的适航认证搭建了初步框架 。2020 年,明确 eVTOL 将采用 Part 23 轻型飞机标准进行适航认证,并根据其特点增添补充条款或修改 ,这一举措既利用了现有成熟标准,又充分考虑到 eVTOL 的独特性 。
以 Joby S4 的认证过程为例,FAA 将其归类为 “特殊类别”,审定基础整合了固定翼和直升机条款 ,同时新增电动推进及倾转旋翼的特殊要求 。在整个认证过程中,FAA 对 Joby S4 的动力系统、飞行控制系统、结构强度等方面进行了严格审查 ,要求飞控系统具备故障冗余能力,确保在单点失效时仍能安全着陆 。Joby S4 需要通过大量的地面试验和飞行试验,验证其在各种工况下的性能和安全性 ,例如,在动力系统方面,要对电池的安全性、续航能力,电机的可靠性等进行多轮测试 ;在飞行控制系统方面,要验证其在复杂气象条件和飞行状态下的稳定性和精确性 。截至 2025 年前三季度,Joby S4 已进入认证流程的第四阶段,正准备进行 Type Inspection Authorization 测试,官方目标是在 2026 年实现商用运营 ,这一过程充分体现了 FAA 对 eVTOL 认证的严谨性和科学性 ,也为其他企业提供了重要参考 。
(二)欧洲 EASA:统一标准,严格把控
欧洲航空安全局(EASA)在 eVTOL 适航认证方面致力于制定统一标准,严格把控飞行器的安全性和环保性 。2024 年,EASA 发布《EU 2024/1111》法规,将 eVTOL 定义为 “垂直起降航空器(VCA)”,并制定专用条件 SC-VTOL 及符合性方法 MOC SC-VTOL6 ,构建了较为完善的 eVTOL 适航认证法规体系 。
在安全性能方面,EASA 对 eVTOL 提出了极高的要求 ,根据运行场景的风险等级,将 eVTOL 运行分为基本类(Basic)和增强类(Enhanced) 。基本类适用于低风险场景(如非密集区域飞行),安全性目标为 10⁻⁷事故率 / 飞行小时;增强类适用于高风险场景(如城市载客),安全性目标达 10⁻⁹事故率 / 飞行小时 。在环保性能上,EASA 也有着严格规定,要求 eVTOL 噪音低于 65 分贝(距起降点 50 米) 。在认证流程中,EASA 会对飞行器的设计、制造、维护等全生命周期进行严格监管 ,确保每一个环节都符合标准 。例如,在设计审查阶段,会对飞行器的气动布局、结构设计、动力系统选型等进行深入评估,确保设计的合理性和安全性 ;在制造过程中,会对生产企业的质量控制体系进行审核,监督原材料采购、零部件加工、总装调试等环节 。这种严格的认证标准和流程,虽然在一定程度上增加了企业的认证难度和成本,但也为欧洲 eVTOL 产业的高质量发展奠定了坚实基础 ,有助于提升欧洲 eVTOL 产品在全球市场的竞争力 。
(三)中国 CAAC:结合国情,稳步推进
中国民航局(CAAC)对 eVTOL 适航认证秉持结合国情、稳步推进的原则 ,采用 “一事一议” 的方式,针对不同项目制定专用条件 。在制定认证规则时,CAAC 充分参考国际标准,如 CCAR-23(正常类飞机)、CCAR-27(旋翼机)及欧洲 SC-VTOL 标准 ,同时紧密结合国内实际情况,包括我国的空域特点、基础设施建设水平、产业发展现状等 。
以亿航 EH216 - S 的认证为例,亿航智能自 2020 年 12 月提出 TC 申请,历经超 500 科目的摸底试验、4000 余项飞行架次的调整试飞、65 大项、450 多个科目的验证试验 ,于 2023 年 10 月才取得 TC,12 月取得 AC,2024 年 4 月取得 PC ,2025 年 3 月,合肥合翼航空(合肥市国资平台与亿航智能合资成立)拿到全球首张民用无人驾驶载人航空器运营合格证(OC) 。在这一过程中,CAAC 对亿航 EH216 - S 的动力系统进行了严格的单独审定 ,特别是在电池能量密度、热管理及安全性方面提出了明确要求 。由于该机型是无人驾驶载人航空器,CAAC 对其适航管理格外严格,确保飞行安全 。同时,CAAC 积极推动动力电池、飞控系统等领域的本土化标准制定 ,促进国内 eVTOL 产业的自主可控发展 。这一系列举措既保障了 eVTOL 的安全性能,又为国内企业提供了清晰的发展指引 ,助力我国 eVTOL 产业在规范中稳步前行 。
(四)适航认证差异带来的影响
中美欧适航认证的差异,在企业研发、市场准入、国际合作等多个层面产生了深远影响 。
在企业研发方面,不同的认证标准促使企业在技术研发方向上各有侧重 。美国 FAA 对电动推进系统和飞行控制系统的严格要求,使得美国企业在这些领域不断加大研发投入,推动技术创新 ;欧洲 EASA 对安全性和环保性的高标准,引导欧洲企业在提升飞行器安全性能和降低噪音污染方面持续努力 ;中国 CAAC 结合国情的认证要求,促使国内企业在满足安全标准的同时,注重与国内基础设施和应用场景的适配 。
从市场准入角度来看,认证差异增加了企业进入不同市场的难度和成本 。企业若想在全球多个市场开展业务,就需要按照不同的认证标准进行产品设计和改进,这无疑增加了企业的时间和资金成本 。例如,一家美国 eVTOL 企业若想进入欧洲市场,就需要对产品进行调整,以满足 EASA 的严格环保和安全标准 ;同样,中国企业进入美国或欧洲市场,也面临着类似的挑战 。
在国际合作方面,认证差异也给合作带来了一定阻碍 。在 eVTOL 的跨国研发、生产和运营合作中,各方需要协调不同的认证要求,增加了合作的复杂性和沟通成本 。不过,为了推动 eVTOL 的全球发展,EASA 与 FAA 已启动联合审定试点 ,积极探索认证互认机制 ,未来有望降低企业的合规成本,促进国际合作 。
中美欧,谁将引领 eVTOL 未来?
中美欧在 eVTOL 的技术路径和适航认证方面既有相同点,也有不同点 。在技术路径上,都在积极探索混动和纯电技术,以提升飞行器的性能和竞争力 ;在适航认证上,都以保障飞行安全为首要目标 。然而,由于政策导向、产业基础和市场需求的差异,三方在技术选择和认证细节上又各有侧重 。
未来,eVTOL 的发展充满无限可能 。随着技术的不断突破,电池能量密度有望大幅提升,混动技术也将更加成熟,这将进一步拓展 eVTOL 的应用范围和市场潜力 。在适航认证方面,国际合作的加强将促进认证标准的统一和互认,降低企业的合规成本,推动 eVTOL 的全球化发展 。
免责声明: 图片和素材来源于网络公开资料,编写于此只是为了传递行业资讯,如有误差欢迎指正,如有侵权请添加作者微信删除文章
524