城市空運(yùn)——有人和無人駕駛——已經(jīng)成為航空領(lǐng)域最熱門的創(chuàng)新領(lǐng)域。它是會(huì)逐漸成熟為一個(gè)市場(chǎng)還是會(huì)消亡，取決于制造商、運(yùn)營(yíng)商和監(jiān)管機(jī)構(gòu)在應(yīng)對(duì)廣泛的技術(shù)、運(yùn)營(yíng)和社會(huì)挑戰(zhàn)方面的成功程度。

動(dòng)力系統(tǒng)

業(yè)界如今對(duì)城市空運(yùn)有兩種不同的聲音，一種是以優(yōu)步為代表的城市共享運(yùn)輸企業(yè)認(rèn)為電池技術(shù)足以在2023年成熟滿足小型全電推進(jìn)垂直起降（eVTOL）的城市空運(yùn)飛行器需求；另一種是來自許多工業(yè)界的企業(yè)認(rèn)為，混合電推進(jìn)將是近期一個(gè)更好的選擇，它能提供的不僅僅是城市內(nèi)部的短途運(yùn)輸。這在很大程度上取決于新型化學(xué)物質(zhì)的高能量密度電池是否如預(yù)期的那樣出現(xiàn)，盡管它們最初的成本可能很高，壽命也很短。

構(gòu)型

城市空運(yùn)飛行器中還沒有占主導(dǎo)地位的構(gòu)型，eVTOL分為兩大類:無機(jī)翼和有機(jī)翼。無機(jī)翼eVTOL本質(zhì)上是一種放大的多旋翼無人機(jī)。它們?cè)谘埠綍r(shí)氣動(dòng)效率不高，最適合在低速飛行時(shí)作短途飛行。有機(jī)翼eVTOL從旋翼垂直飛行過渡到機(jī)翼水平飛行。它們效率更高——速度和航程更高——但更復(fù)雜，需要升力和巡航發(fā)動(dòng)機(jī)，或傾轉(zhuǎn)機(jī)翼、旋翼或涵道。         

安全性

城市空運(yùn)是一種商業(yè)空中運(yùn)輸，但是普通飛機(jī)的安全水平——固定翼或旋翼——不足以每天在城市上空進(jìn)行數(shù)千次低空飛行，需要達(dá)到航空公司的安全級(jí)別。有些eVTOL在斷電時(shí)不能像直升機(jī)那樣自轉(zhuǎn)著陸，也不能像飛機(jī)那樣滑翔。通過電力推進(jìn)或彈道降落傘(可以在極低的高度和速度下部署)增加冗余可以減輕風(fēng)險(xiǎn)，但安全將是一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)因素。  

認(rèn)證

許多eVTOL有一些以前沒有經(jīng)過認(rèn)證的特性，有些還很多。這些特征包括分布式電推進(jìn)和自動(dòng)飛行控制。目前的計(jì)劃是將使用仍在開發(fā)中的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些新型飛行器進(jìn)行認(rèn)證。歐洲航空安全局(EASA)于2018年10月發(fā)布了eVTOL適航標(biāo)準(zhǔn)草案，用以征求意見。美國(guó)聯(lián)邦航空管理局(FAA)計(jì)劃在為這些飛行器制定新的適航類別過程中為其提出特殊條款。

噪聲

對(duì)于城市空運(yùn)來說，公眾接受是一個(gè)關(guān)鍵問題:eVTOL是否足夠安全，以及是否足夠安靜？這兩個(gè)問題導(dǎo)致直升機(jī)在城市的使用受到限制。電動(dòng)機(jī)本質(zhì)上是安靜的。分布式推進(jìn)降低了旋翼梢部速度，涵道也可屏蔽噪聲，但推進(jìn)系統(tǒng)與機(jī)身的相互作用會(huì)產(chǎn)生噪聲。

空域

如果對(duì)城市空運(yùn)最樂觀的預(yù)測(cè)得以實(shí)現(xiàn)，那么在現(xiàn)有空中交通管理系統(tǒng)之外的空域，一個(gè)城市上空每天的航班數(shù)量可能會(huì)超過整個(gè)美國(guó)。美國(guó)計(jì)劃擴(kuò)展正在開發(fā)的無人交通管理(UTM)架構(gòu)，該架構(gòu)用于管理低空無人機(jī)運(yùn)行，使無人機(jī)能夠使用商業(yè)實(shí)體提供的空域服務(wù)。                     

制造

為了實(shí)現(xiàn)高密度城市空運(yùn)的愿景，航空工業(yè)界將必須以更高的速度和更低的成本建造eVTOL，達(dá)到5000-10000架/年，而如今的飛機(jī)生產(chǎn)速度只有100-500架/年。制造商正把目光投向汽車行業(yè)，以及寶馬(BMW) i3等碳纖維汽車的自動(dòng)化高速率組裝，但其所需的性能，以及由此帶來的復(fù)雜性，使得飛機(jī)結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化制造具有挑戰(zhàn)性。

基礎(chǔ)設(shè)施

城市空運(yùn)服務(wù)將首先使用現(xiàn)有的直升機(jī)機(jī)場(chǎng)，但高密度的運(yùn)營(yíng)將需要新的基礎(chǔ)設(shè)施。最初，這可能意味著重新啟用閑置的屋頂直升機(jī)停機(jī)坪或重新利用上層停車場(chǎng)。但最終，將需要專門的高吞吐量垂直起降點(diǎn)，專門設(shè)計(jì)用于處理乘客、為飛行器充電和連接其他交通方式。                      

融資

目前已知的eVTOL項(xiàng)目超過100個(gè)，大多數(shù)是初創(chuàng)公司，其中只有少數(shù)能存活下來。2017年，德國(guó)百合航空獲得了9000萬美元融資，Volocopter獲得了3000萬美元，其中包括戴姆勒和英特爾的支持。2018年，喬比航空從豐田、捷藍(lán)航空和英特爾等投資者那里籌集了1億美元資金。谷歌聯(lián)合創(chuàng)始人拉里·佩奇為Kitty Hawk公司的 Flyer和Cora提供資金。投資正流入這個(gè)新生行業(yè)，但要從飛行模型轉(zhuǎn)向生產(chǎn)型城市空運(yùn)飛行器還需要更多投資。

（航空工業(yè)發(fā)展研究中心 王元元）