空中汽车如何飞起来

人类比以往更加渴望探索天空。

电影《第五元素》中就出现过这样的场景：外形似出租车模样的飞行汽车，在城市的高楼大厦间穿梭。

伴随着地面道路愈发拥挤，向天空发展是必然方向。

如今，国内外众多企业正在投入研发用于城市通勤的电动垂直起降飞行器（eVTOL，electric Vertical Take-off and Landing），也就是市场俗称的飞行汽车。它不需要跑道，起降占用空间小，航行速度快，有望成为城市交通出行的空中“飞的”，带来人类出行方式的全新变革。

2024年，“低空经济”一词席卷政策、产业，A股至少有38家低空经济概念股涨幅超过30%。而作为“低空经济”中最受关注赛道，eVTOL更是促发了万亿级规模的产业空间，中国、美国、欧洲等都在积极布局。

根据Morgan Stanley预测，到2040年，全球eVTOL市场规模将超万亿美元，中国将占据25%左右的市场份额，将是全球最大的城市空中交通市场。

低空出行的未来已经勾勒，但真正进入我们的生活至少要两三年之后，其中要突破技术创新、空域管理、应用场景、商业模式等关卡，每一关都涉及企业、市场、投资和政府等主体。

“飞的”出行仍需三年至五年

行业论坛上，一场演讲结束了，嘉宾刚刚回到座位，几十个人就把他团团围住，有人打招呼、有人加微信，不顾台上的新演讲还在继续。

在5月24日第八届世界无人机大会上，这样的场景接连发生了两次，被围住的主角分别是亿航智能副总裁贺天星，以及上海峰飞科技副总裁谢嘉——这两家企业是中国仅有的两家取得相关领域适航认证的公司。

在今年4月，亿航智能EH216-S取得全球首张生产许可证，加上此前取得型号合格证、标准适航证，是行业内率先取得三证的机型。峰飞航空的eVTOL“盛世龙”从深圳起飞，仅用20分钟就抵达珠海，成为上半年舆论焦点。

这展示的是一个美好的未来：乘坐eVTOL飞行于城际之间，不仅耗时短，价格也仅需200元-300元/人。据《财经》了解，同样的航线如果用直升机飞，成本至少1500元/人。

未来是美好的，但业内人士普遍认为，理想中的“飞的”出行，仍需三年至五年时间。

首先是eVTOL本身。目前，仅有亿航智能的EH216-S无人驾驶载人航空器系统集齐了适航审定“三证”，具备了量产的资质，刚刚达到商业化运营的门槛。

民航局规定，eVTOL所属的航空器类目合法投入使用所需的取证包括三类，即型号合格证（TC）、生产许可证（PC）、运行许可证（AC）。其中，TC通常被比喻为飞行器的“准生证”，是最难的第一步。

御风未来副总裁岳婷婷对《财经》说：“向民航局证明安全性类似于做技术证明题，需要不断地进行创新研发去满足动力载重之类的要求，并且需要一定的时间跨度，比如要证明你有多少安全时长，必须通过时间累积。”

表1：国内主要eVTOL厂商适航认证进展

据《财经》整理，时的科技、零重力、小鹏汇天、御风未来、沃飞长空等eVTOL飞行器制造企业正在积极提交TC证的适航申请。预计获批节点在2025年到2026年左右。

其次，飞行器准备好了，也并不意味着想飞哪儿就能飞哪儿。根据民航局公告，使用需满足严格条件：只能在人口稀少区的陆地飞行，不能跨海；只能在白天运行，下雨下雪等气象环境无法运行；只能在隔离空域内飞行，需保持在远程机组视线范围内；最大起飞重量为620kg，可以搭载两个成年人；满载最大航程为30km，最大巡航速度为130km/h，续航时间25分钟。

在实际运行过程中，起降点及航线需要与当地民航主管部门共同制定，以确保通信可靠、航线不会与其他飞行航线冲突、航线中没有固定障碍物阻挡。

而大规模普及仍需时间。宁德时代董事长曾毓群表示，宁德时代正在从1吨的小飞机开始尝试，一直需要做出能让8.8吨飞机起飞的电池，因为商业应用的电动飞机需要在8吨。电动飞机商业化时间表预计在2027年、2028年。

总部位于成都的eVTOL头部企业沃飞长空对《财经》表示，随着低空空域改革、基础设施建设等逐步推进，预计到2030年，eVTOL的载人空中运营会大规模普及。

三个技术难题，安全是核心

酷炫的飞行汽车确实让人心潮澎湃，但当它进入交通生活，人们或是乘坐它飞行在高楼大厦间，或是漫步在飞行器下方，最直接的问题就是安全该如何保障。

沃飞长空CEO（首席执行官）兼首席科学家郭亮对《财经》表示：“安全是低空商业化的挑战，也是市场大众最关心的问题。安全分两个层面，一个是产品设计安全，增加防碰撞、冗余度等。另一层面是心理安全，让消费者感到安全。”

根据现有的适航标准要求，一架民航客机因自身的系统出现故障，导致机毁人亡灾难性事故的概率，为每飞行小时10的负9次方，直升机为10的负7次方。

西工大孵化的eVTOL企业华羽先翔董事长兼CEO白志亮对《财经》表示，目前行业公认eVTOL的适航安全性是10个负8次方左右，如果能达到民航客机一样的安全性，eVTOL自然能实现在城市上空人口密集区运行。

eVTOL作为全新物种，最重要的是安全，一旦发生任何事故，将摧毁外界对行业脆弱的信心。

因此，容亿投资高级合伙人赵炬认为，eVTOL的发展路径会是渐进式的，先载物后载人、先郊区后城市逐步渗透。

第二个技术难题是电池。就像电池决定了一辆新能源汽车的续航里程，电池的性能指标同样直接决定了eVTOL的安全性和飞行性能。

但相较汽车，eVTOL对电池的要求更高，需要更高安全、更高能量、更高功率的快充电池，其中能量密度较低是当前核心技术难点。

目前锂离子电池技术成熟并且商业化程度较高，能量密度上限为250Wh-300Wh/kg，但业界普遍认为，eVTOL理想的电池能量密度需达到400Wh-500Wh/kg。2023年10月发布的《绿色航空制造业发展纲要》，已明确将400Wh/kg级航空锂电池产品视为关键技术之一。

不过，能量密度不是电池技术的一切。适用于航空的电池，要在密度、放电倍率、循环等方面达到一个最佳平衡点。孚能科技董事长王瑀对《财经》说：“对于客户来说，这个电池是否经过大规模验证、可靠性是否高是他们最关心的点，而不是单一追求能量密度。”

王瑀还特别强调电池的经济性：电动飞机要获利就得增加飞行次数，飞行次数越多收益就越高。因此，电动飞机的电池需要有强大快充能力，充电越快，在空中飞行时间就越多。同样，长寿命的电池可以增加电动飞机使用时间，从而摊薄使用成本。

表2：国内主要eVTOL厂商成立时间、融资轮次与派别

目前包括宁德时代、国轩高科、亿纬锂能、孚能科技等厂商都已积极布局该领域，开发相关的电池产品。其中，孚能科技动力电池的电芯和能量密度已分别能够达到280Wh/kg和230Wh/kg，而宁德时代更是发布了能量密度500Wh/kg的凝聚态电池。

“从地面到天空，新能源电池技术需要的是一场技术革命，而非某个简单的技术创新。”一位电池能源从业人员对《财经》说。

电池之外，电机同样有待突破。

eVTOL多采用分布式推进系统DEP（Distributed Electric Propulsion），即机翼或机身上分布多个电机，从而驱动多个旋翼构成动力系统，为飞机提供必要的推力和升力。

这种设计不仅要求电机具备高效的能量转换能力，还需要在转矩密度、安全性、环境适应性等方面达到严苛的标准。比如电机需要在紧急情况下额外输出至少50%的功率，同时还应具备高功率密度，以降低整体重量并提升飞行效率。

目前针对eVTOL的电机并未实现量产，成本较高。时的科技创始合伙人兼CMO（首席营销官）蒋俊表示，考虑到安全性和适航审批，如今新能源电动车行业的电机技术还难以复用到eVTOL行业。

随着eVTOL行业持续升温，有电机企业对《财经》表示，预计在未来三年至五年，将会有比较安全可靠的国产化高功率航空电机，届时整机成本有机会大幅下降。

空域管得住才能放得开

新兴领域的发展往往是技术先行，倒逼监管体系和政策标准的升级和创新。

技术让eVTOL飞起来，但是在哪儿飞、怎么飞、如何管，都是监管方亟待解决的问题。

相比地面和湖泊，空域的管理更为严格。

中国空域改革始于2010年，国务院与中央军委下发《关于深化我国低空空域管理改革的意见》。突破性进展发生于2023年11月，民航局和国家空中交通管理委员会办公室等部门发布《中华人民共和国空域管理条例（征求意见稿）》，在真高300米以下划设了G类、W类非管制空域，使低空飞行活动审批手续大为简化。

空域的开放，在120米以下的无人机领域先行先试。2024年1月1日起实施的《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》中，针对微型、轻型、小型无人机划分了适飞空域，在真高120米以下的适飞空域可自由飞行，无需提交飞行活动申请。目前像新规试点区域深圳和海南，适飞空域分别占总空域的70%和90%。

如今，在深圳的特定区域，如深圳人才公园，人们可以享受美团提供的由无人机派送的外卖订单；城际间，顺丰推出了无人机“闪送”服务，并开通了跨城快递航线。

对于巡航高度在300米左右的载人eVTOL而言，低空空域的大门依然难以叩开。

飞先科技及若航工业集团主席吕勇对《财经》表示：“我希望低空空域全面开放，让大家想飞就飞。低空飞行不应该像大航班那样设置航路，而是应该设置航行规则，比如南往北向左飞，北往南向右飞，再比如不在学校上空飞等。因为城市在不断建设，新的高楼崛起可能会导致原来能飞的点变成不能飞的点，因此航行规则比航路设置更符合低空飞行实际情况。”

这是一个全新的、多样化的领域，飞行器的智能化水平和技术路径变得非常多元。在当前低空通信、导航和监视技术的能力尚显不足的环境下，对现有空域监管体系提出了前所未有的挑战。

管不住成为放不开的关键掣肘。

在世界无人机大会天路论坛上，中国民航局空管行业管理办公室杨非表示，关键在于提升空域管理能力，主要涉及空域被监视能力和空域保持能力。前者指能够识别空中的每一架飞机，类似当今的道路“天眼”，后者指搭建天路“电子围栏”，根据城市空域的实时情况进行交通指挥。