eVTOL 是低空经济不可忽视的拼图。
eVTOL 即电动垂直起降飞行器（electric Vertical Take-off and Landing），顾名思义， eVTOL 的核心在于电动+垂直起降。eVTOL 最早的概念机型出现在 2010 年前后。2009 年，全球第一家 eVTOL 企业 JOBY 成立。2011 年，世界直升机巨头意大利 August Westland 提出 eVTOL 概念。2014 年，美国直升机国际协会（AHA）和美国航空宇航协 会（AIAA）在弗吉尼亚大会上正式将 eVTOL 概念引入。2016 年，Uber 提出 Uber Elevate 空中出租车计划，引发 eVTOL 在欧美市场的浪潮。2016 年 1 月，亿航智能在美 国 CES 发布全球首款无人驾驶载人 eVTOL 航空器“亿航 184”。2017 年，由垂直飞行协 会编制的第一份 eVTOL 飞机目录对外发布。2019 年，欧洲航空安全局（EASA）发布了 全新的航空管理规定，应用于小型 eVTOL 飞行器的适航认证工作。自此，eVTOL 概念正 式得到官方认可，初创公司、汽车、航空产业巨头等玩家开始纷纷进入 eVTOL 市场。 2019 年，中国亿航智能在纳斯达克上市，成为全球首家上市的 UAM（城市空中交通）企 业。2021 年，美国 Joby、德国 Lilium、美国 Archer、英国 Vertical Aerospace 等公司陆 续上市，eVTOL 商业化加速。
目前各大主机厂采用的 eVTOL 按飞行原理分类可分为多旋翼型、复合翼型、倾转旋翼型 三种。多旋翼型原理类似于传统民用无人机和直升机，研制难度相对较小，设计构型简单， 稳定性更强，且体积较小，可以在城市内环境灵活部署，基建要求更低；复合翼型有两套 旋翼，一套垂直旋翼控制起飞降落，一套水平推进旋翼控制巡航，复合型的起飞降落与推 进动力系统分离因此飞行安全性高；倾转旋翼型原理类似于传统的倾转旋翼直升机，在起 飞阶段，旋翼像直升机螺旋桨一样提供升力，到了平飞阶段，旋翼会向前倾转，提供向前 的推力，倾转旋翼型在速度和航程上优势最大，但因机械设计过于复杂，高速飞行中旋翼 倾转易发生故障，沿袭了传统的倾转旋翼直升机的高事故率。
多旋翼型原理类似于传统民用无人机，效率较低，目前飞行里程较短，短时间内无法大规 模应用于低空交通出行领域，多旋翼型具有冗余度高，稳定安全，可灵活部署，基建要求 低，适航风险低，经济性好等优点，市场准入较快，有望率先在 eVTOL 密度较低、航程 需求较小的旅游观光市场放量。 复合翼型起降与推进系统相独立，在飞行中遇到风切变、失控、失速等情况时，能够立即 启动独立升力系统，把 eVTOL 在空中悬停并且受控下降着陆，动力系统的准备和响应时 间非常短，因此安全性高，同时噪声低、航程可观，复合翼型综合性能优良，相比其他类 型安全系数高， 有望在短时救援、医药紧急运送等领域放量。
据《不同构型电动垂直起降飞行器动力系统的安全性评估》（刘巨江，【哈尔滨工程大学学 报】，2023 年），倾转机翼构型 eVTOL 动力系统具有动力冗余不足的特征，任意一侧丧失两 个推力之后，不足以进行推力配平完成垂直着陆；在飞行中遇到风切变、失控、失速等情 况时，倾转机翼型需要数秒到数十秒的倾转过程，倾转机翼速度慢，无法实现保护 能 ， 失效概率为 1.265×10-6，远高于航空业确立的对于大型客机和大型通航飞机 10-9 飞行小时 的特征事故率标准，若倾转机翼型 eVTOL 解决飞行安全问题，凭借其航速快的优势，倾转 旋翼和复合翼型 eVTOL 是日后大规模低空城市交通出行优异的主力军，有望在低空出行政 策进一步释放后打开较大市场，潜力高。
UAM 各类型载运工具在机型、气动布局、动力模式等方面差距很大，载运工具作为 UAM 能否实现运营的关键。UAM 载运工具中，直升机最早得到应用，但关注度远低于 eVTOL 航空器，主要原因是 eVTOL 航空器具有噪音小、环保、安全、维护成本低，机型多样等 特点。
气动布局方面，无论是多旋翼、复合翼和倾转旋翼，都有对应类似气动布局的直升机、无 人机等机型可参考借鉴，技术牵引性较强。
eVTOL 航空器是以电气和自动控制为主，技术基础是飞控、电机、锂电池等，这些因素 与自动控制和电气化技术密切相关，而这些相关技术在最近几十年才发展成熟到可以应用 在载人航空器上。也正因此，eVTOL 航空器设计才能在最近十余年开始出现。与常规飞行 器相比，eVTOL 有以下技术特征：1）垂直起降技术。大多数 eVTOL 飞行器采用电力驱 动系统，通常采用多旋翼设计，配备先进的飞行控制系统，包括传感器、舵面和螺旋桨的 电动调节等，以实现精确的飞行控制和姿态调整，通常具备自主飞行和自动驾驶的能力； 2）电池技术。电池是 eVTOL 技术的核心，主流为锂离子电池。电池技术不仅会影响飞机 续航，也会影响飞机的形态。提高电池比能量和比 率，并实现快速充电和长使用寿命是 eVTOL 电池面临的主要技术挑战；3）分布式电推进技术。分布式电推进技术可以提供更 高的推力控制精度和灵活性，在 eVTOL 中被普遍使用。通过将多个电动发动机分布在飞 行器的不同位置，实现对飞行器的推进和控制，在提高飞行性能、增强机动性、提供冗余 性发面具有显著的优势。
eVTOL 使用电池为动力系统和机载系统提供能量，电池性能是制约 eVTOL 发展的关键因 素。目前，锂电池技术相对成熟稳定，能量密度比最高，绝大多数制造商采用锂电池。电 池能量密度、电池瞬间充放电倍率、电池充放电寿命、电池安全性四大参数是 eVTOL 电 池中的关键指标，显著影响 eVTOL 的航程、升降平稳性、更换寿命、乘坐安全性等技术 性能。目前随着 eVTOL 的应用需求场景不断扩宽，为了打破 eVTOL 面临的有效荷载低、 航程短、续航时间短的发展局限，高能量密度、高充放电寿命、高瞬间充放电倍率、高安 全性的“四高”的航空电池需求不断扩张，电池成为限制 eVTOL 发展的一大关键技术。
现有的电池技术仍有欠缺，能量密度与安全性等指标都需要进一步突破，否则 eVTOL 将 面临有效荷载低、航程短、续航时间短、乘坐不安全等发展局限。当前电池技术还不能完 全达到满足 eVTOL 对运行场景的航程、生命周期、快充技术和能量密度等水平。目前锂 电池使用最多和发展最快的领域是新能源电车领域，但是 eVTOL 使用的电池（以 Joby S4 使用的锂电池为例）在能量密度、瞬间充放电倍率、循环寿命、安全性角度全面领先 于乘用车使用的三元锂电池。
航空电池市场高速发展方兴未艾，逐渐打破 eVTOL 性能限制瓶颈。目前限制 eVTOL 性能 的最大问题是航空电池，目前各方在航空电池领域都有全面布局，工业和信息化部等四部 门绿色航空制造业发展纲要（2023-2035 年）指出要大力发展绿色航空锂电池，突破高能 量密度锂电池，实现能量密度 400Wh/kg 级的航空锂电池产品量产，500Wh/kg 级产品小 规模验证；NASA、宁德时代开发出了具有高稳定性的新型高能量密度航空电池，旨在解 决载人电动航空器领域的里程焦虑与安全焦虑；正力新能发布了高能量密度和高充放电倍 率的新型航空电池破解了高能量密度和高倍率不可兼得的行业难题。航空电池全角度、高 水平的发展将充分带动 eVTOL 性能端的腾飞，使得 eVTOL 应用场景更加广泛，空域电 动化领域有望全面铺开。
eVTOL 主 机 领 域 主 要 相关 公 司 主 要 包 括：1） 海外 ：Joby Aviation、Wisk、Archer Aviation、Vertical Aerospace、Lilium、Beta Technologies；2）国内：亿航智能、峰飞科 技、时的科技、小鹏汇天、沃飞长空、御风未来、沃兰特等。
