低空经济物理载体——eVTOL发展现状

在低空经济领域，继文章《5G-A如何赋能低空经济？》、《低空经济“大脑”——空管系统发展趋势》之后，本次介绍低空经济的重要物理载体——eVTOL的优势、技术路线、核心系统构成、应用场景及发展现状。

什么是eVTOL?

低空经济是以多场景低空飞行活动为牵引，辐射带动低空制造、低空飞行、低空保障和综合服务等产业融合发展的综合性产业形态。发展低空经济不仅可以缓解城市交通，更好的平衡发展与安全，还可以拓展经济发展的新空间，将低空空域转变为可利用空间。

无人机、直升机和eVTOL（electric Vertical Take-off and Landing，电动垂直起降飞行器）是实现低空经济的三大物理载体。其中，eVTOL一般指使用储能电池、电机和螺旋桨推进，同时具备垂直起降能力的新颖独特设计航空器。

eVTOL在安全性、高效性、经济性上优势突出。与传统航空器相比，由于eVTOL采用电力驱动，不受传统燃油飞机机械故障的影响，且起降无需依赖机场跑道，因此表现出更加安全、更高效的特点。可使人和货物以无缝、经济的方式在城市低空快速流动与灵活作业，能高效开发城市低空空域资源。相比于无人机，eVTOL在实现了载人载物的基础上，功能更加广泛，相比直升机，eVTOL则有低碳环保、噪声低、成本低、无需跑道、稳定性好等优势。

eVTOL技术路线

从技术路线来看，eVTOL常见的构型主要有多旋翼、复合翼、倾旋翼三种技术路线：

多旋翼：较容易实现，飞行距离有限。没有机翼或者只有短机翼，有多个旋翼。整个飞行阶段完全依赖多个旋翼的动力输出来提供升力和前行动力。从控制角度和飞机设计角度是最简单的一个构型，技术风险和研制难度较低。平飞时空气阻力较大，飞行速度较低，商业应用主要停留在特定场景和低空旅游。

复合翼：两套系统分立运作，利用率不高。有机翼，也有独立的螺旋桨来分别提供升力和巡航推力。但也正因为两套独立的系统，导致垂直升力在巡航阶段会闲置，效率达不到最大化利用。技术风险和难度中等。

倾旋翼（也被称为矢量推力型）：设计难度高，飞行动力更大、距离更长。结合了多旋翼和复合翼的功能。旋翼既提供升力，也提供巡航动力。起飞阶段，旋翼像直升机螺旋桨那样提供升力，到了平飞阶段，旋翼可以向前倾转，提供向前的推力。优点在于重量较轻，动力较大，飞行速度快、载重比高，缺点在于机械设计复杂、控制难度高。从巡航速度、航程、有效载荷来看三种构型的性能对比，倾旋翼>复合翼>多旋翼。

从eVTOL的具体参数指标来看：多旋翼构型的eVTOL的航程和巡航速度均要小于另外两类，其巡航速度通常在150km/h以内，航程小于100km，亿航EH216-S为多旋翼的典型。倾旋翼（矢量推力）的巡航速度、有效载荷三者之最，巡航速度最快的Joby S4可达322km/h。

应用场景及市场空间短期来看，低空旅游有望成为eVTOL最早落地运营的场景：

1）对基础设施建设密度要求低，一条航线只需要一个起降点即可；2）远离市区，民众对于噪音问题和安全性问题的担忧相对较低；3）低空旅游作为低频场景，用户对于价格的敏感度相对较低；4）从技术成熟度角度考虑，目前多旋翼构型的eVTOL技术成熟度最高，但是航程较短，而低空旅游场景对续航能力要求相对较低。

eVTOL可以降低用户低空旅游的成本至原来的二分之一，有望打开低空旅游市场空间。根据中国景区网，目前我国共有245个风景名胜区，保守估计每个景区eVTOL数量为10个。则国内仅低空旅游场景对eVTOL的需求量为2450架。假设单个eVTOL的年起降次数为2000次，每个飞行器乘客为2人，单人单次票价为525元，则我国低空旅游运营市场规模有望提升至约50亿元。

长期来看，载人客运是eVTOL的发展方向和核心场景。与公路运输相比，乘坐空中出租车发生致命事故的风险更低，通行时间平均节省15-40分钟，紧急/医疗运送时间节省70%以上，并且可以降低二氧化碳排放量。eVTOL现阶段最主要的应用是替代直升机在测绘、消防救援、电力巡线、警用巡查、安防、医疗救护、搜救、海上石油钻井等领域的应用。

载人客运虽是eVTOL的核心发展方向，但在市场成熟前，eVTOL应用首先将在低空旅游、货运物流、城市服务、消防救灾等场景中启动运营，待各项技术成熟、政策完善和市场接受度提高后，大规模进入载客运营。

eVTOL在针对50-100公里的出行需求上更具备效率优势。2024年2月27日，峰飞航空科技完成从深圳蛇口邮轮母港飞至珠海九洲港码头的试飞，该段航线约50公里，单趟飞行用时约20分钟，仅为地面交通耗时的1/8。

此外，以上海虹桥交通枢纽到浦东国际机场为例，不管是采用驾车还是地铁的方案，耗时均在1小时左右，若采用eVTOL方案，耗时仅为原来的1/3。基于目标客户群体进行测算，预计eVTOL规模化运营后，乘坐eVTOL的出行成本将与豪华专车接近（50公里约300-400元），但相比于地面交通eVTOL节省时间的优势显著，因此eVTOL有望替代部分乘坐豪华专车出行的需求。根据2023年全年网约车订单量、豪华专车占比，以eVTOL长期替代比例50%计算，远期城市空中交通场景对eVTOL的需求量约为1.4万架。

近年来政策提速

近年来，国家围绕通用航空、无人机、低空经济、绿色制造等先后出台了一系列政策，奠定了中国城市空中交通发展和eVTOL航空器应用落地的政策环境。2023年，工信部等四部委联合印发《绿色航空制造业发展纲要(2023—2035年)》，提出到2025年，电动垂直起降航空器（eVTOL）实现试点运行，设立低空经济示范区，开展eVTOL商业示范运营等。2023年11月，《中华人民共和国空域管理条例(征求意见稿)》明确提出空域用户定义并提出空域用户的权利、义务规范，标志着我国空域放开有了实质性的突破。2023年12月，中央经济工作会议明确将低空经济定位为战略性新兴产业。民航局发布《国家空域基础分类方法》，将空域划分为管制空域和非管制空域两大类，其中非管制空域是传统通航飞机、新能源航空器、小型无人机飞行空域，也是低空经济发展的空间。2024年《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》正式实施，标志着我国无人机包括无人驾驶载人eVTOL的运行进入“有法可依”的规范化发展新阶段。

核心系统

eVTOL主机厂主要承担的是整机研发、系统和性能集成、适航取证等重要任务。eVTOL核心系统主要包括：机体、综合航电系统、⻜控系统、能源系统、动力系统以及电气系统六大类。根据Lilium数据，eVTOL成本中，推进系统占比约40%，结构和内饰占比约25%，航电和⻜控占比约20%，能源系统占比约10%，装配件占比约5%。

核心的几个部分包括：

1）机体：主要采用碳纤维复材，低成本、高效率的热塑性复材或为趋势。eVTOL复材使用占比75%以上，主要用于结构件和推进系统.其中，超过90%的复材为碳纤维复材，其余为玻璃纤维、织物、粘接剂等。在eVTOL材料需求牵引下，低成本、高效率、规模化综合设计和量产技术未来碳纤维复材发展的重要趋势。

2）动力和能源系统：通常采用分布式电推进，能源形式以纯电/混动为主，也有氢动力、燃料电池等研究。分布式电推进⻜机是随着电动⻜机发展而产生的，由电机驱动分布在机翼或者机身上的多个螺旋桨或⻛扇构成推进系统为⻜机提供推力。电机向更大功率、更高功率密度、更轻量化设计等方向发展。国内外eVTOL主要采用纯电动力为主，混合动力和氢燃料也有研究。在航空应用领域，动力电池总成最关键的特性是高安全性、轻量化，而eVTOL的起降功率输出特性还要求增强大功率性能。这些特性反映到参数指标上即为电池系统热失控起火概率（高安全性）、电池系统能量密度（轻量化）、电池系统功率密度（高功率）。这些指标与常规动力电池很不一样，航空动力电池需要做全新开发，而且由于距eVTOL/UAM航空器大规模量产还需一段时间，整机或电池厂商必须垫付研发费用，同时，eVTOL/UAM产量远不能与电动汽车相比，所以，航空用动力电池总成的单价要高的多。由于eVTOL整机开发项目处于快速迭代过程中，也要求配套电池厂商能做到敏捷开发，相对于传统供应商一年以上开发周期，最快的半年做到小批量生产，这对供应商是很高的要求。尽管如此，国内eVTOL/UAM用电池依然呈现出激烈的竞争态势，有很多电池厂商愿意为eVTOL/UAM整机项目做定制化开发。得益于中国发达的新能源汽车产业，中国eVTOL/UAM配套的电机、电控等子系统发展具备先天优势和坚实的基础。国内多个整机公司只能从国外购买配套电机和驱动，保障整机产品开发，如采购Safran EngineUS、Magnix电机等。近年来，随着行业的发展火热和日趋成熟，越来越多的电机、电控配套企业愿意加入到航空供应链中。

3）航电系统：⻜行器的中枢神经系统。航电系统是现代⻜行器的重要组成部分，主要功能包括⻜行控制、通信、导航、监视、显示等。在eVTOL行业，全球主流机载航电公司基本都和相关eVTOL主机厂达成合作。中国的民机航电设备研发基础较为薄弱，使用FAA/EASA所接受的ARP4754A的民机航电开发方法和流程，具备适航工程经验的公司很少。这也与过去我国商用飞机、传统通用航空器研发项目较少有关。对于RTCA/EUROCAE相关的要求和标准、方法等，如ARP4761A民用机载系统和设备进行安全性评估过程的指南和方法、ARP4754B/ED-79高度综合化或复杂飞机系统的认证考虑、ARP5150/5151商用飞机安全性评估、Do-297/ED-124综合模块化航空电子系统（IMA）开发指南和认证考虑、Do-254A/ED-80机载电子硬件的设计保证指南、Do-178C/ED-12B机载系统和设备认证的软件考虑，以及Do-160G机载设备环境试验等，我们的行业企业掌握和理解总体上落后于欧美同行，但这种能力只能通过型号项目锻炼真正提升。

近年来，全球eVTOL主机企业数量显著增长，部分公司成功上市。

2009-2016年全球仅数家eVTOL企业。2009年，eVTOL概念出现在了NASA的一则动画视频中，同年美国Joby公司成立，是全球最早布局该领域的公司。2016年，Uber提出的空中出租车计划引领了欧美市场eVTOL的浪潮。自2017年后，陆续有40多家企业进入eVTOL行业。2019-2023年间，陆续有95家eVTOL国际企业成功在美股上市。据统计，目前全球已有百余家eVTOL企业。

国内目前已有30家以上企业进入eVTOL整机研发领域。相比欧美头部企业，中国eVTOL整机企业规模普遍偏小、历史更短、融资规模也更小，更需要得到政府和资本界的支持、全行业的团结互助。据《2024年中国eVTOL产业（低空经济）发展报告》，在其调研的32家eVTOL整机企业中，采用复合翼方案的有15家(46.9%)，采用倾转/矢量推进方案的有11家(34.3%)，采用多旋翼方案的有11家(34.4%)。对比美国垂直飞行协会(VFS)的统计，中国整机企业更倾向于采用复合翼方案。

2026年国内进入密集取证期eVTOL适航取证具有周期长、难度大的特点，是eVTOL商业化运营的前提条件。全球范围内航空行业均属于强监管行业，航空器合法投入使用需要适航当局进行适航审定，确保航空器满足安全标准。中国民用航空局（CAAC）是我国的适航当局，美国和欧盟的适航当局分别美国联邦航空管理局（FAA）和欧盟成立的欧洲航空安全局（EASA）。

目前我国针对传统飞机和无人机均有明确的适航审定规章，但针对eVTOL尚没有通用的适航标准。因此，我国现有对于eVTOL航空器的审定项目按一事一议型处理，每个eVTOL项目单独制定专用条件，主要参考CCAR-23、CCAR-27，以及欧洲民航局SC-VTOL等要求进行审定。中国、美国以及欧盟的适航取证过程较为类似，航空器要想具备“合法上天”的资格，均需要获得由民航局颁发的型号合格证（TC）、生产许可证（PC）和适航证（AC）。

- 型号合格证（Type Certificate，TC）：型号合格证是适航取证过程中难度最大的证件，也是后续获得PC证和AC证的基础，用以证明该航空产品的设计符合相关适航规章和要求。

- 生产许可证（Production Certificate，PC）：完成生产许可取证意味着申请人已经建立了满足适航规章要求的批量生产质量管理体系，能确保交付的每一架航空器均能符合经TC证批准的型号设计并处于安全可用状态。相较于TC证，生产许可证更加侧重于对重复生产能力的审核。

- 适航证（Airworthiness Certificate，AC）：适航证表明该航空器符合经批准的设计并且处于安全可用的状态，需要注意的是，适航证是针对每一架航空器，而型号合格证和生产许可证均针对的是具体型号。在我国适航证分为标准适航证和特适航证，所有载人eVTOL均需要申请标准适航证。型号合格证在三证中获取难度最大，取证周期长并且认证成本高。根据民航局《型号合格审定程序》，型号合格审定过程从申请到颁证包括项目受理和启动、要求确定、符合性计划制定、符合性确认、颁证五个阶段。要求确定阶段完成审定基础G-1（FAA同为G-1，EASACRIAO1）是审定过程的重要时间节点，意味着该型号的系统架构、技术路线、安全性目标等设计特征已确定，并决定了后续适航审定的难度和费用水平。2023年10月12日，中国民航局为亿航颁发了全球首个eVTOL航空器型号合格证。整个过程历时约3年，为后续型号审定和取证奠定了坚实基础。中国民航局在2024年3月22日也为峰飞航空科技研制的V2000CG eVTOL颁发了TC，成为率先取得TC的吨级以上eVTOL无人驾驶航空器，也是中国民航系统颁发的首个无人驾驶吨级eVTOL航空器型号合格证。

头部eVTOL企业的机型将在2025-2026年大量完成取证，并投入市场化运营，峰飞、沃兰特、时的、沃飞等企业eVTOL已受理，预计2026年获得取证。万丰奥威、中直股份等主机厂目前已开始研制工作，未来汽车厂商也有望进入。

主机厂迎融资高峰

eVTOL研发生产、适航认证和商业化应用示范的背后离不开资金的支持。随着第一梯队的eVTOL型号陆续进入适航认证和商业化应用阶段，后续需要投入的资金为亿元级甚至十亿元量级。

今年，eVTOL企业再次迎来一批融资高峰，时的科技、沃⻜⻓空、沃兰特、峰⻜航空、小鹏汇天等eVTOL整机厂商都发布了融资消息。其中，时的科技3月宣布完成A轮两千万美元独家战略投资，沃⻜⻓空6月完成B轮数亿元融资，并表示该笔融资“创下近两年国内低空经济eVTOL行业里单笔规模最大的融资”。从获得TC的周期及各大整机厂商TC受理的时间来看，第一梯队的eVTOL企业的机型将集中在2025至2026年完成取证，并投入市场化运营。

抢占先发优势尤为重要，因此对于整机厂商而言，融资能力和研发进度需要两手抓。这一波融资高峰恰逢eVTOL适航取证加快和陆续实现订单交付，亿欧梳理了今年融资的eVTOL企业对于融资资金的用途，普遍将用于进一步推动适航取证和商业化应用落地。

eVTOL整机厂不仅带动了上游核心零部件以及下游基础设施、商业运营等产业链的快速发展，也推动了各方资本全盘布局。以机体、综合航电系统、⻜控系统、能源系统、动力系统以及电气系统为代表的eVTOL核心供应链逐渐受到资本关注。全生态的共同繁荣将进一步助推低空经济技术创新、行业应用与产业聚集，有利于低空经济产业的快速成熟。

参考文献

[1] 腾讯研究院，《2024年中国eVTOL产业（低空经济）发展报告》，2024

[2] 亿欧，《低空经济亿元级融资频现，不止eVTOL》，2024

[3] 国联证券，《eVTOL研究框架》，2024

[4] 头豹研究院，国联证券研究所，《低空经济深度解读：eVTOL赛道市场规模和创新价值分析》，2024