3月9日,美國(guó)交通部與聯(lián)邦航空管理局(FAA)宣布,8個(gè)"先進(jìn)空中交通與電動(dòng)垂直起降一體化試點(diǎn)計(jì)劃"項(xiàng)目入選,最早將于今年夏季在全美26個(gè)州展開(kāi)真實(shí)運(yùn)營(yíng)測(cè)試。
這是美國(guó)首次以聯(lián)邦層面組織大范圍、跨區(qū)域的下一代航空器實(shí)地驗(yàn)證,將成為全球規(guī)模最大的eVTOL真實(shí)測(cè)試環(huán)境之一。
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01、什么是eVTOL?
所謂eVTOL,是一種能像直升機(jī)一樣垂直起降,卻采用純電驅(qū)動(dòng)、噪音更低且實(shí)現(xiàn)零碳排放的飛行器。
它被普遍視為解決城市擁堵、實(shí)現(xiàn)“先進(jìn)空中交通”的終極方案,其應(yīng)用場(chǎng)景遠(yuǎn)不止于城市內(nèi)的“打飛的”,更涵蓋了區(qū)域客運(yùn)、貨運(yùn)物流、應(yīng)急醫(yī)療響應(yīng)乃至近海能源運(yùn)輸。
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這次美國(guó)試點(diǎn)項(xiàng)目,正是從紐約曼哈頓的空中出租車(chē)測(cè)試,到德克薩斯州連接多個(gè)城市的區(qū)域航線(xiàn)網(wǎng)絡(luò),再到路易斯安那州專(zhuān)注于能源產(chǎn)業(yè)的貨運(yùn)與人員運(yùn)輸,藍(lán)圖極為廣闊。
然而,過(guò)去幾年,eVTOL行業(yè)面臨的最大瓶頸并非技術(shù)本身,而是漫長(zhǎng)而嚴(yán)苛的監(jiān)管與適航認(rèn)證流程。
FAA將eVTOL劃分為全新的“動(dòng)力升力”航空器類(lèi)別,這意味著相關(guān)的飛行員培訓(xùn)、空域整合和適航標(biāo)準(zhǔn)幾乎需從零制定,常規(guī)流程耗時(shí)可能長(zhǎng)達(dá)十年。
此次eIPP計(jì)劃的核心突破在于,它相當(dāng)于一個(gè)龐大的“監(jiān)管沙盒”,允許Archer、Joby、BETA等入選企業(yè)在尚未獲得全面型號(hào)認(rèn)證的情況下,提前開(kāi)展廣泛的運(yùn)營(yíng)測(cè)試,為最終的安全規(guī)則制定積累寶貴數(shù)據(jù)。
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02、為何美國(guó)突然加速推進(jìn)eVTOL
在中國(guó),低空經(jīng)濟(jì)已于2024年首次寫(xiě)入政府工作報(bào)告,上升為國(guó)家戰(zhàn)略。
國(guó)內(nèi)企業(yè)進(jìn)展迅速,比如億航智能的EH216-S已獲得全球首張eVTOL型號(hào)合格證,并在阿聯(lián)酋獲得百架訂單;
此外,峰飛航空、御風(fēng)未來(lái)等公司也完成了自主研發(fā)機(jī)型的首飛。
深圳更率先推出全國(guó)首部低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)促進(jìn)條例,通過(guò)簡(jiǎn)化審批、鼓勵(lì)社會(huì)資本參與,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展鋪就法治跑道。
與此同時(shí),中東市場(chǎng)已先行一步,迪拜宣布將在2026年底前上線(xiàn)由Joby Aviation提供飛行器的空中出租車(chē)服務(wù),用戶(hù)可通過(guò)Uber應(yīng)用直接預(yù)訂;沙特阿拉伯也在其“新未來(lái)城”規(guī)劃并測(cè)試飛行出租車(chē)。
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03、eVTOL推行的難度在哪?
盡管前景廣闊,但空中出租車(chē)要真正“飛入尋常百姓家”,仍面臨一系列嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。首當(dāng)其沖的是技術(shù)瓶頸,尤其是續(xù)航能力,主要是當(dāng)前動(dòng)力電池技術(shù)難以同時(shí)滿(mǎn)足航空器對(duì)能量密度、功率密度與補(bǔ)能效率的極致要求。
首先,能量密度直接決定了航程上限。
目前主流的液態(tài)鋰離子電池能量密度普遍徘徊在270-320 Wh/kg,這導(dǎo)致多數(shù)eVTOL的設(shè)計(jì)航程被限制在200-300公里以?xún)?nèi),且需預(yù)留大量安全冗余電量,實(shí)際可用航程進(jìn)一步壓縮,難以滿(mǎn)足跨城交通等長(zhǎng)距離需求。
其次,補(bǔ)能效率關(guān)乎運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性。eVTOL追求類(lèi)似民航的高周轉(zhuǎn)率,但傳統(tǒng)充電方式耗時(shí)過(guò)長(zhǎng),成為商業(yè)運(yùn)營(yíng)的“堵點(diǎn)”。針對(duì)這兩大瓶頸,產(chǎn)業(yè)界正從“快充”與“換電”的補(bǔ)能策略,以及下一代電池材料(固態(tài)電池)兩條路徑尋求突破。
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3月5日,比亞迪正式發(fā)布的第二代刀片電池及閃充技術(shù),創(chuàng)造了全球量產(chǎn)最快充電速度新紀(jì)錄,在常溫下,電量從10%充至70%僅需5分鐘,充至97%僅需9分鐘;即使在零下30℃的極寒環(huán)境中,從20%充至97%也僅需12分鐘左右,真正實(shí)現(xiàn)了“全溫域”的快速補(bǔ)能,這標(biāo)志著“充電慢”和“低溫充電難”兩大世界性難題被實(shí)質(zhì)性攻克。
與此同時(shí),換電模式作為一種與閃充并行的思路,通過(guò)地面網(wǎng)絡(luò)布局,可實(shí)現(xiàn)能源的快速補(bǔ)充,被業(yè)界認(rèn)為是eVTOL補(bǔ)能體系的有益補(bǔ)充,尤其適合高頻次、短途的運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景。
最后就是固態(tài)和半固態(tài)電池的技術(shù)突破,然而,全固態(tài)電池仍面臨電解質(zhì)研發(fā)、界面阻抗、成本高昂等技術(shù)挑戰(zhàn),其大規(guī)模商業(yè)化尚需時(shí)間。因此,行業(yè)共識(shí)在于,破解續(xù)航難題不能依賴(lài)單一技術(shù),而需通過(guò) “動(dòng)力多元化” ,讓閃充、換電、混合動(dòng)力以及不同階段的固態(tài)電池技術(shù),精準(zhǔn)匹配從短途觀光到長(zhǎng)距離貨運(yùn)等不同場(chǎng)景的需求。
美國(guó)此次試點(diǎn),一個(gè)重要目的正是通過(guò)實(shí)際運(yùn)營(yíng)建立公眾信任,然后慢慢解決eVTOL的安全性、公眾接受度、空域管理法規(guī)的完善、基礎(chǔ)設(shè)施(如垂直起降場(chǎng))的大規(guī)模建設(shè)以及運(yùn)營(yíng)成本控制等問(wèn)題。
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