动力升力飞行器是中国民航局定义的特殊类别航空器,在起降悬停阶段依靠发动机推力提供升力,水平飞行依靠非旋转翼面获得升力,目前绝大多数纯电、混动eVTOL/VTOL都属于该类别。
适航标准落地:动力升力飞行器商业化迈入正轨
低空经济的风口下,eVTOL(电动垂直起降飞行器)的商业落地讨论已经持续多年,但一直卡在「合规化」的关键关卡——直到2024年民航局正式发布《动力提升航空器适航标准》,这个被行业寄予厚望的新赛道才终于拿到了清晰的竞赛规则。
根据民航局对动力升力航空器的官方定义:这类航空器在起降、悬停等低速飞行阶段依靠发动机推力提供升力,进入水平飞行后则依靠非旋转翼面获得升力,目前市场上绝大多数纯电、混动eVTOL/VTOL都被纳入这个类别。和传统固定翼飞机、直升机等成熟航空器不同,动力升力飞行器属于中国民航规章CCAR-21部中明确规定的特殊类别航空器,此前一直没有针对性的适航审定依据,所有企业的研发都处于「摸石头过河」的状态。此次适航标准的出台,相当于给行业发了一张清晰的「考试大纲」,结束了此前多年无标可依的尴尬。
很多人会把动力升力飞行器和传统旋翼直升机混为一谈,实际上二者从原理到商业化定位都有着本质区别。飞行邦的分类明确指出:VTOL垂直起降飞行器本身就分为两大分支,一类是以直升机为代表的旋翼机,全程依靠旋转旋翼提供升力和推力;另一类就是动力升力飞机,采用类似传统飞机的固定翼布局,仅在垂直起降和悬停阶段依靠动力产生升力,平飞阶段升力由固定翼承担。这样的设计带来了两个核心优势:一是平飞阶段的气动效率远高于直升机,相同能源下可以飞更远、更快;二是噪音更低,更适合城市低空运营。
国内已经有不少企业提前布局了不同技术路线的动力升力飞行器产品,其中倾转涵道风扇方案是近年关注度较高的技术方向。搜狗百科收录的倾转双涵道风扇单人垂直起降飞行器,就集中体现了这类动力升力产品的技术特点:它采用两副可倾转的涵道风扇作为全部动力装置,和传统开放旋翼相比,涵道风扇直径更小,占用空间更少,整体结构简单重量轻,气动效率反而更高;同时两个风扇转动产生的扭转力矩可以相互抵消,不需要额外的尾桨平衡力矩,进一步降低了结构重量。在垂直起降和悬停阶段,风扇保持向下倾转,动力喷流直接向下产生升力,满足垂直起降和空中悬停的需求;当飞行器转入前飞后,风扇逐渐倾转至水平向前,动力喷流提供前飞推力,升力则由机身的固定翼承担,既满足了垂直起降的需求,又实现了比直升机更快的平飞速度,还提升了高速飞行时的方向稳定性。更关键的是,这套设计中涵道风扇的动力升力作用线正好通过飞行器重心,大大降低了飞控的设计难度,提升了飞行安全性。
放在中国低空经济的发展语境下,动力升力飞行器的合规化意义远不止于技术本身。过去三年,国内eVTOL产业快速扩张,据不完全统计已有超过20个品牌投入研发,总融资额超过三百亿元,但绝大多数项目都卡在适航审定环节——因为没有专门的标准,企业只能参照传统旋翼机或固定翼飞机的要求调整设计,不仅拉长了研发周期,也大幅增加了研发成本,很多中小企业甚至因为规则不确定不敢投入量产。此次民航局出台专门适航标准,明确要求动力升力航空器必须通过型号合格审定获得设计批准,投入运行前取得标准适航证,相当于把行业从「野蛮生长」拉入了「合规发展」的轨道,反而会加速真正有技术实力的企业落地。
从市场定位来看,动力升力飞行器的商业化场景也已经清晰。目前落地最快的是城市低空出行,也就是大家常说的「空中出租车」,一线城市已经开始规划城市 vertiport(垂直起降场),而动力升力飞行器不需要长跑道,正好匹配这类小型垂直起降场的要求;此外还有短途城际出行、景区观光、应急救援等场景,动力升力飞行器的性能都比传统直升机更有优势。以上海为例,2023年已经开通了首条eVTOL试运行航线,采用的就是符合动力升力定义的倾转翼eVTOL,试运行期间已经完成了近百架次的商业试飞,验证了城市场景下的运营可行性。
当然,行业成熟依然需要时间。适航标准的出台只是第一步,接下来还有型号审定、运营规范、低空空管开放、飞行员培训等一系列问题需要解决。从全球范围来看,动力升力飞行器的商业化也都处于起步阶段,欧美发达国家的适航审定进程也才刚刚推进到试航阶段,中国此次率先出台明确的国家级适航标准,反而让国内企业获得了先发优势。可以预见,接下来三到五年,会有越来越多符合适航标准的动力升力飞行器拿到型号合格证,2030年之前国内主要一线城市应该就能看到商业化运营的动力升力飞行器航班。
对于整个低空经济来说,动力升力飞行器的合规化是一个标志性事件:它证明了中国低空产业的政策框架正在快速完善,曾经只存在于科幻电影中的「低空出行」,正在一步步变成可落地的现实产业。对投资者和从业者来说,规则清晰化带来的不仅是合规要求,更是明确的市场预期,接下来动力升力飞行器赛道的资源整合会加速,淘汰掉一批虚火的概念项目,留下真正能做出产品的玩家,整个行业会进入更加健康的发展阶段。
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最后更新:2024-12-01
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