图：电动垂直起降飞行器（eVTOL）能够在有限的空间内完成起降操作，提高了航空运输的灵活性和可达性。

　　作为极具创新性和颠覆性的航空交通工具，电动垂直起降飞行器（eVTOL）在技术和市场方面都展现出巨大的潜力。随着产品性能与安全性将不断提高，eVTOL或将逐渐满足商业化运营的要求。

　　eVTOL是一种依靠电力驱动，能够实现垂直起飞、降落及水平飞行的新型飞行器。与传统飞行器相比，它具有诸多独特的特点：

　　1）垂直起降能力：eVTOL摆脱了对长跑道的依赖，能够在有限的空间内完成起降操作，极大地提高了航空运输的灵活性和可达性。

　　2）电力驱动：采用电力作为动力源，与传统的燃油动力相比，eVTOL在运行过程中不会产生二氧化碳、氮氧化物等污染物，实现了零排放。

　　3）潜在的低成本运营：由于结构相对简单，维护需求较低，且电力成本通常低于燃油成本，eVTOL在大规模商业化运营后，有望实现较低的运营成本。

　　电力推动 噪音较低

　　1、总体设计

　　eVTOL的总体设计需要综合考虑多个学科领域的因素，进行多学科优化设计，以实现飞行器性能、安全性、成本等多方面的最佳平衡。

　　气动与结构优化：在气动设计方面，需要通过大量的数值模拟和风洞试验，优化飞行器的外形和机翼、旋翼的气动布局，以降低飞行阻力，提高升力效率，减少噪音产生。同时，结构设计要在保证飞行器具备足够强度和刚度的前提下，尽可能减轻重量。大量使用碳纤维复合材料等轻质高强度材料，通过优化结构拓扑和制造工艺，实现结构的轻量化。

　　动力与能源系统匹配：动力系统的选型和设计要与能源系统紧密匹配，以满足飞行器在不同飞行阶段的功率需求。电机的功率、扭矩特性要与旋翼的负载相适应，确保在垂直起降和巡航等阶段都能提供稳定可靠的动力输出。同时，能源系统要具备高能量密度和高功率密度，以支持飞行器的长航程和快速充电需求。

　　飞控与航电系统协同：飞控系统和航电系统是eVTOL的核心神经系统，它们之间的协同工作至关重要。飞控系统负责飞行器的姿态控制、飞行轨迹规划和稳定飞行，需要具备高度的可靠性和精确性；航电系统则为飞控系统提供各种传感器数据、导航信息及通信支持。

　　2、动力系统

　　分布式电推进技术：分布式电推进技术是eVTOL动力系统的关键技术之一，它通过在飞行器上分布多个小型电动推进单元，取代传统的集中式动力系统。这些电动推进单元通常由电机、螺旋桨以及相应的控制器组成，它们协同工作，为飞行器提供升力和推力。

　　分布式电推进系统具有多项显著优势。首先，它能够显著提高飞行器的安全性和可靠性。由于采用多个独立的推进单元，当某个单元出现故障时，其他单元可以继续工作，保证飞行器仍能安全飞行或降落。其次，分布式电推进可以有效降低噪音。多个小型螺旋桨在较低转速下运行，相比传统大型旋翼，产生的噪音更小，更适合在城市环境中飞行。

　　在分布式电推进系统中，常用的电机类型有永磁同步电机和直流无刷电机。永磁同步电机具有较高的功率密度和效率，能够在较小的体积和重量下提供较大的功率输出。其转子采用永磁材料，无需励磁电流，减少了能量损耗。

　　3、飞行控制系统

　　自主飞行控制是eVTOL飞行控制系统的核心功能之一，它使飞行器能够在无需人工干预的情况下，按照预设的航线和任务要求自主完成飞行。

　　eVTOL通过多种传感器实现对周围环境和自身状态的感知。其中，激光雷达能够实时扫描周围环境，构建三维点云图，用于检测障碍物和识别地形特征；摄像头则提供视觉图像信息，通过计算机视觉算法进行目标识别和跟踪。惯性测量单元（IMU）能够精确测量飞行器的加速度、角速度等姿态信息，GPS则提供全球定位数据。这些传感器数据被实时传输到飞行控制系统的中央处理器，通过先进的算法进行融合处理，使飞行器对自身位置、姿态及周围环境有全面、准确的感知。

　　为了实现精确飞行控制，eVTOL采用多种先进的控制算法，如模型预测控制（MPC）算法等。PID控制算法通过对误差信号的比例、积分和微分运算，产生控制输出，以快速、准确地调整飞行器的姿态和飞行状态。模型预测控制算法则基于飞行器的数学模型，预测未来一段时间内的系统状态，并根据预设的性能指标和约束条件，优化计算出最优的控制输入序列。这些控制算法通过控制电机的转速、螺旋桨的桨距等执行机构，实现对飞行器的高度、速度、航向等飞行参数的精确控制。

　　通勤快捷 物流需求大

　　1、城市空中交通需求

　　通勤需求：在大城市中，通勤时间过长已成为困扰上班族的主要问题之一。以北京、上海、广州等一线城市为例，平均单程通勤时间超过1小时，部分区域甚至达到2小时以上。eVTOL能够避开地面交通拥堵，实现城市内的快速通勤，尤其是在商务中心与住宅区之间、机场与城市中心之间等高频通勤路线，市场需求的潜力巨大。

　　应急救援需求：在城市应急救援场景中，时间就是生命。eVTOL能够快速到达事故现场，将伤员及时送往医院救治，或者将救援物资运送到受灾区域。

　　2、物流配送需求

　　快递配送：随着电子商务的快速发展，快递业务量呈爆发式增长，消费者对快递配送速度的要求也愈来愈高。在同城配送方面，eVTOL也能够在短时间内将快递送达客户手中，大大缩短配送时间。

　　医疗物资运输：医疗物资的及时供应对于保障患者的生命健康至关重要。在一些紧急情况下，如器官移植、急救药品运输等，对运输速度和时效性要求极高。eVTOL可以快速、安全地将医疗物资运送到指定地点，确保医疗救治工作的顺利进行。

　　3、旅游观光需求

　　乘坐eVTOL进行城市观光，游客可以从空中俯瞰城市的标志性建筑、风景名胜和繁华街区，获得独特的视觉体验。eVTOL城市观光项目将吸引大量游客，通过精心设计的观光路线，游客可以在短时间内领略城市的全貌和特色。

　　技术突破升级 机遇巨大

　　1、技术发展趋势

　　电池技术突破：电池技术是制约eVTOL发展的关键因素之一。随着固态电池、锂硫电池等新型电池技术的不断突破，电池的能量密度、充电速度和安全性将得到显著提升。预计在未来5至10年内，固态电池有望实现商业化应用，其能量密度将达到400至600Wh/kg，充电时间缩短至15至30分钟，将大幅提高eVTOL的续航里程和运营效率。

　　智能化与自动化升级：eVTOL的飞行控制系统将朝着更加智能化和自动化的方向发展。人工智能、机器学习等技术将被广泛应用于飞行控制、路径规划、故障诊断等领域，使飞行器能够更好地适应复杂的飞行环境和任务需求。

　　2、市场发展机遇

　　政策支持与基础设施建设：随着eVTOL产业的发展，各国政府和相关部门逐渐认识到其在解决交通拥堵、推动经济发展等方面的重要作用，纷纷出台相关政策支持eVTO的研发和商业化应用。例如，美国联邦航空管理局（FAA）和欧洲航空安全局（EASA）已经制定eVTOL的适航认证标准和法规框架。

　　消费升级与市场需求增长：eVTOL作为一种新型的交通和旅游方式，能够满足人们对高品质生活的追求。在城市空中交通方面，愈来愈多的人愿意为节省通勤时间支付更高的费用；在旅游观光领域，新颖独特的eVTOL观光项目将吸引大量游客。

　　产业协同发展：eVTOL产业的发展将带动上下游相关产业的协同发展，形成一个庞大的产业生态。在产业链上游，电池、电机、传感器等零部件制造企业将迎来新的发展机遇；在产业链下游，城市空中交通运营、物流配送等服务企业将不断涌现。同时还将与人工智能、大数据、物联网等新兴技术产业深度融合，推动技术创新和产业升级。近年来不断涌现低空经济企业做出产业链创新，例如杭州众安航空定位“低空＋文旅”和“低空＋客运”，通过场景化基建解决方案＋数字化运控平台集成＋空中交通服务能力，构建城市空中交通生态体系。

　　（作者为外资投资基金董事总经理）