近年來，先進城市空中交通（AAM）成為解決城市擁堵、提高城市及其周邊區(qū)域交通便捷性的熱點研究領(lǐng)域。早在20世紀(jì)中后期，空客等公司就已嘗試?yán)脗鹘y(tǒng)直升機實現(xiàn)城市空中交通，但受限于飛行載具的運行成本、安全性和噪聲等問題而未能廣泛普及。大約從2015年起，電動垂直起降（eVTOL）飛機快速發(fā)展，為實現(xiàn)城市空中交通創(chuàng)造了新的可能性，引起世界范圍交通業(yè)和航空業(yè)的廣泛關(guān)注。

飛行器產(chǎn)品研發(fā)和商業(yè)化

美歐都已經(jīng)歷長期探索，出現(xiàn)頭部AAM飛行器研制企業(yè)

(相關(guān)資料圖)

據(jù)羅蘭貝格、SMG公司和垂直飛行協(xié)會統(tǒng)計，截至2022年10月，世界范圍內(nèi)AAM飛機研制企業(yè)已超700個，其中位于頭部位置的企業(yè)大多來自美、歐。

大約從2009年起至2015年，第一批以美國喬比（Joby Aviation）、小鷹（Kitty Hawk），以及德國沃瓏（Volocopter）、百合（Lilium）為代表的企業(yè)，率先開始早期的eVTOL飛機產(chǎn)品探索。

美國的喬比、小鷹，以及德國的百合公司分別推出采用傾轉(zhuǎn)旋翼構(gòu)型的S4、Heaviside以及Jet型eVTOL飛機，其中喬比和百合均瞄準(zhǔn)5～6座級客運AAM市場，強調(diào)高氣動性能和較長航程，目前已經(jīng)入適航取證階段，瞄準(zhǔn)2025年商業(yè)化運營目標(biāo)展開激烈競爭；小鷹公司則在2022年9月宣布停止Heaviside項目，未能實現(xiàn)商業(yè)化；沃瓏公司在初期避開競爭，開辟城市內(nèi)部短距離客運應(yīng)用場景，推出VoloCity型2座級客運多旋翼eVTOL飛機，成為當(dāng)前最為成熟的客運多旋翼飛機，計劃在2024年實現(xiàn)商業(yè)化運營。2015年創(chuàng)立于以色列、2020年總部移至美國的eS/CTOL飛機研制企業(yè)翼威（Eviation）則推出9座級全電動商務(wù)機Alice，并設(shè)計了針對AAM場景的客運和貨運改型，已于2022年9月首飛成功。

美、歐主要AAM飛機研制企業(yè)的成立和并購重組時間，以及融資大致規(guī)模。

美國喬比公司S4飛機

德國百合公司Jet飛機

2015—2020年間，AAM飛機研制企業(yè)開始大量涌現(xiàn)，許多企業(yè)在不斷摸索和調(diào)整飛機設(shè)計的思路，以找準(zhǔn)應(yīng)用場景、提升競爭力，其中最典型的是小鷹和維斯克（Wisk.Aero）公司。2017—2019年，小鷹合并Zee Aero公司、吸收波音公司資源，拆分出維斯克公司并長期資助支持。維斯克公司經(jīng)過4代差異巨大的產(chǎn)品設(shè)計后，于2019年推出第5代Cora型2座級復(fù)合構(gòu)型客運eVTOL飛機、2022年10月推出第6代4座級混合構(gòu)型客運eVTOL飛機（G6）。

美國企業(yè)維斯克的G6、阿徹（Archer）的Midnight以及英國企業(yè)垂直（Vertical Aerospace）的VX4同屬于混合構(gòu)型客運eVTOL飛機；美國企業(yè)貝塔（Beta Tech.）的Alia（客運型），德國企業(yè)沃瓏的VoloRegion以及法國企業(yè)優(yōu)飛（Ascendance Flight Tech.）的F-ATEA同屬于復(fù)合構(gòu)型客運eVTOL飛機，這些企業(yè)正瞄準(zhǔn)2025—2027年間商業(yè)化運行目標(biāo)開展激烈的競賽。

美國維斯克公司的第6代飛機

美國阿徹公司的Midnight驗證機

英國垂直公司的VX4

目前，各主要類型的AAM飛機均已在美歐出現(xiàn)世界范圍頭部企業(yè)，下圖顯示了這些企業(yè)官方公布的產(chǎn)品首飛時間、預(yù)計商業(yè)化運營時間，可以發(fā)現(xiàn)，美歐企業(yè)在經(jīng)歷了十幾年的技術(shù)探索后，近年來競爭節(jié)奏愈發(fā)激烈，主要企業(yè)實現(xiàn)或計劃首飛、預(yù)期的商業(yè)化進度都有加快趨勢。

美、歐主要AAM飛機研制企業(yè)產(chǎn)品原型機首飛和商業(yè)化運營時間。

“

美企在市場運作、技術(shù)轉(zhuǎn)化方面呈現(xiàn)競爭優(yōu)勢

盡管美歐企業(yè)都大量占據(jù)世界AAM飛機研制企業(yè)的頭部位置，但分析企業(yè)的發(fā)展歷程和產(chǎn)品技術(shù)路徑，仍能發(fā)現(xiàn)，美國企業(yè)在以下兩方面具有顯著優(yōu)勢：

1.市場運作活躍，聚攏全球資源

美國AAM飛機研制企業(yè)不僅數(shù)量超過歐洲，而且近年來頻繁通過市場運作，廣泛從歐洲、以色列、韓國等國家和地區(qū)引入和聚攏人才、資金、技術(shù)等資源，為美國AAM產(chǎn)業(yè)生態(tài)的形成提供豐富的企業(yè)資源。

美國德事?。═extron）集團于2022年4月收購原斯洛文尼亞老牌輕型運動飛機制造商蝙蝠（Pipistrel）飛機公司，獲得并繼續(xù)推進后者的Nuuva型貨運eVTOL飛機項目，還于2021年3月創(chuàng)建電航（eAviation）子公司，推出Nexus型6座級客運eVTOL飛機；2015年成立于以色列的翼威（Eviation）公司，于2020年總部遷至美國；2019年，由空客的原“瓦哈娜”（Vahana）飛機研發(fā)團隊5名員工創(chuàng)立的美國氣流（Airflow）公司，總部設(shè)在美國加州，于2022年6月被美國伊萊卡（Electra）公司收購。

德事隆集團的Nuuva型貨運eVTOL飛機（左）和Nexus型客運eVTOL飛機（右）。

歐沃愛（Overair）公司創(chuàng)始人卡雷姆（Karem）原是以色列空軍首席工程師，于2020年創(chuàng)立歐沃愛公司，推出Butterfly型6座級傾轉(zhuǎn)旋翼構(gòu)型客運eVTOL飛機，2022年6月獲得韓國韓華集團1.45億美元投資。斯帕諾（Supernal）公司是韓國現(xiàn)代汽車集團于2021年拆分業(yè)務(wù)而創(chuàng)建的AAM飛機企業(yè)，總部設(shè)在美國華盛頓州，推出S-A1型6座級混合構(gòu)型客運eVTOL飛機。

美國兩型得到韓企大力資助的eVTOL飛機：歐沃愛公司的Butterfly（左）和斯帕諾公司的S-A1（右）。

2.引導(dǎo)技術(shù)轉(zhuǎn)化，產(chǎn)品品類全面

美國國防部、美國空軍以及NASA等已在長達(dá)數(shù)十年時間里開展多個項目，針對電推進系統(tǒng)、VTOL飛機等識別出一批先進技術(shù)并發(fā)展至世界領(lǐng)先水平，以此為基礎(chǔ)，在近年來引導(dǎo)和孵化了一批AAM飛機研制企業(yè)，并大力推動其飛機產(chǎn)品發(fā)展。

伊萊卡公司2021年參與美國空軍“敏捷至上”項目，2022年8月獲得第三階段小型企業(yè)研究創(chuàng)新（SBIR）合同；2022年夏季參與NASA國家競賽，2021年7月獲得小企業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)化基金（STTR）合同。伊萊卡公司在上述在兩份合同里均主要研發(fā)氣流增升（Blown Lift）技術(shù)，并最終應(yīng)用在其推出的9座級eSTOL飛機中，顯著提升了飛機的低速氣動性能。

歐沃愛公司繼承了卡雷姆飛機公司的最優(yōu)轉(zhuǎn)速傾轉(zhuǎn)旋翼（OSTR）技術(shù)。該技術(shù)由卡里姆飛機公司2004年參與美陸軍“聯(lián)合重型垂直起降飛行器”（JHL）項目時提出并研究，后又通過美國防部“未來垂直升力（FVL）”等項目不斷發(fā)展，最終發(fā)展出大型旋翼產(chǎn)品TR-36，同時應(yīng)用于歐沃愛公司的Butterfly型eVTOL飛機。

美國伊萊卡公司eSTOL飛機發(fā)展的氣流增升技術(shù)（上）；歐沃愛公司發(fā)展的最優(yōu)轉(zhuǎn)速傾轉(zhuǎn)旋翼技術(shù)（下）。

大量技術(shù)的積累使得美企出現(xiàn)大量創(chuàng)新型AAM飛機品類，在很短時間內(nèi)幾乎覆蓋AAM所有應(yīng)用場景。瑞珍特（Regent Craft）公司推出Viceroy型混合電動水面飛機，瞄準(zhǔn)AAM城際間跨海運輸及短程支線運輸任務(wù)。瓊特（Jaunt）公司推出總體構(gòu)型非常類似傳統(tǒng)直升機的復(fù)合構(gòu)型eVTOL飛機。此兩型飛機在同類產(chǎn)品中均處于商業(yè)化進度領(lǐng)先優(yōu)勢。

美國瑞珍特公司推出的Viceroy型水面飛機（上）和瓊特公司推出的類直升機eVTOL飛機（下）。

歐洲也有類似的技術(shù)引導(dǎo)轉(zhuǎn)化項目。以英國為例，英國研究創(chuàng)新署（UKRI）設(shè)立工業(yè)戰(zhàn)略挑戰(zhàn)基金（ISCF），發(fā)起“未來飛行挑戰(zhàn)”（FFC）項目，至今已持續(xù)開展近4年、資助40余其他項目，加快航空交通體系的技術(shù)創(chuàng)新和轉(zhuǎn)化；英國國防部裝備與保障局（DE&S）于2022年4月聯(lián)合英國皇家海軍發(fā)起“重型空運挑戰(zhàn)”（HLC）項目，推動無人機貨運的裝備發(fā)展和運用場景研究，加快軍方對相關(guān)產(chǎn)品和方案的采購，馬洛伊（Malloy）和逐風(fēng)者（Windracers）兩家公司分別以T-600和Ultra型貨運無人機從中脫穎而出并得到持續(xù)資助；英國政府、羅羅、電機制造商YASA公司以及電池制造商Electroflight共同發(fā)起電動飛行加速計劃（ACCEL），加速引導(dǎo)電推進系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新，致力于打造單次充電可滿足倫敦-巴黎通勤的AAM飛機電池系統(tǒng)。

英國重型空運挑戰(zhàn)（HLC）項目中脫穎而出的T-600和Ultra型貨運無人機。

總體來看，在政府和軍方主導(dǎo)下開展的AAM飛機相關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)化方面，美國相比于歐洲具有更大的規(guī)模、更強的力度，引導(dǎo)和發(fā)展出的飛機產(chǎn)品品類覆蓋更全面。

體系建設(shè)和政策創(chuàng)新引導(dǎo)

AAM的實現(xiàn)不僅需要新型飛行器的設(shè)計、制造與使用，還依賴于基礎(chǔ)建設(shè)、機群管理、運營模式、適航管理、政策引導(dǎo)等眾多領(lǐng)域的創(chuàng)新與突破，是非常復(fù)雜的體系問題。美歐近年來都在AAM體系研究方面開展了大量以國家為主導(dǎo)的項目，引導(dǎo)優(yōu)秀企業(yè)廣泛參與，為AAM體系建設(shè)打下了扎實的基礎(chǔ)。

美國在體系仿真運行、國家政策引導(dǎo)等方面占優(yōu)

NASA下設(shè)5個任務(wù)理事會，其中航空科研任務(wù)理事會（ARMD）承擔(dān)了NASA在AAM體系建設(shè)方面的主要探索研究任務(wù)。當(dāng)前ARMD設(shè)立4大任務(wù)包，正開展約17個項目，其中約6個項目與AAM體系建設(shè)直接相關(guān)，圍繞AAM體系建設(shè)與運行中可能遇到的問題開展全面研究。

NASA ARMD截止2022年10月正在開展的任務(wù)體系。

其中航空系統(tǒng)整合（ISAP）項目包下的AAM項目圍繞AAM體系運行管理，又分為3個子項目，分別是自動駕駛飛行與緊急情況管理（AFCM）、高密度垂起平臺（HDV）以及AAM國家競賽。AAMNC項目中，NASA提供具有研究價值的仿真環(huán)境，號召不同領(lǐng)域企業(yè)聯(lián)合在其中提出并驗證AAM解決方案，模擬AAM體系運行，并進行企業(yè)間的數(shù)據(jù)交換分享。當(dāng)前已有超過40家企業(yè)通過與NASA簽署合同參與到AAMNC項目中，其中以美國企業(yè)為主，喬比、維斯克、伊萊卡、貝爾（德事?。┑華AM飛機研制企業(yè)均在其中。

NASA的AAMNC項目的部分研究成果。

除NASA外，美國各主要相關(guān)企業(yè)也基本都已開展AAM體系研究，例如波音和維斯克公司于2022年9月聯(lián)合發(fā)布《無人UAM運行概念》，維斯克公司于2022年7月單獨發(fā)布《智慧AAM——通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的建模仿真部署負(fù)責(zé)人的AAM》白皮書。相比于歐洲，美國在AAM體系運營方面開展了更多仿真研究，在飛機自主飛行、機群管理、航跡控制于優(yōu)化等方面發(fā)布了更多成果。

在政策引導(dǎo)方面，美國相比于歐洲表現(xiàn)出了更強力的國家領(lǐng)導(dǎo)力度。2022年10月，拜登總統(tǒng)簽署《AAM協(xié)調(diào)與領(lǐng)導(dǎo)》法案并于近期通過眾議院。法案強調(diào)美國要在AAM行業(yè)占據(jù)世界領(lǐng)導(dǎo)地位，同時要求美國交通部建立和協(xié)調(diào)跨機構(gòu)運行的AAM工作組、規(guī)劃和部署AAM體系建設(shè)的各種相關(guān)工作。

除該法案外，2022年5月，美國政府問責(zé)署（GAO）還發(fā)布了面向美國國會的報告《變革性航空業(yè)——AAM重大問題》，系統(tǒng)性梳理了美國當(dāng)前AAM行業(yè)的各主要企業(yè)發(fā)展情況、角色和面臨問題，同時還指出了當(dāng)前FAA適航管理系統(tǒng)存在的不足。就在同月，F(xiàn)AA改變了對eVTOL飛機的認(rèn)證路徑，將原本采用的針對小型飛機的23號文件替換為針對有動力升力飛行器的21.17(b)文件。美國政府層面針對AAM行業(yè)發(fā)展不斷做出的統(tǒng)一、協(xié)調(diào)、積極的政策探索，將會使得美國在新興的AAM世界產(chǎn)業(yè)中占據(jù)主動權(quán)。

歐洲在體系試點運行、社會接納引導(dǎo)、適航管理創(chuàng)新等方面領(lǐng)先

相比于美國在仿真、政策方面的優(yōu)勢，歐洲表現(xiàn)得更注重實踐、民意和適航規(guī)范。近年來，歐洲在多個重要城市落地實施了大量AAM試點運營活動。

2021年7月，沃瓏與物流公司DB Schenker簽署合作協(xié)議，共同研究Volodrone物流無人機的運行場景和運營模式。僅約一年后，2021年9月，沃瓏在德國漢堡市世界ITS展覽上進行了運行場景演示，在大量市民的圍觀下，直接演示了飛機的裝卸貨物、載貨飛行等過程。

德國沃瓏公司2021年9月在漢堡市進行的無人機物流演示。

2022年4月至5月，英國考文垂市政府聯(lián)合UAP公司、斯帕諾公司，在考文垂市舉辦世界首個eVTOL飛機空港試運營體驗活動“Air One”，活動直接在城市內(nèi)搭建了UAP公司的垂直起降機場、并停放一架斯帕諾S-A1型eVTOL飛機?；顒用嫦蛉魏稳耸燮?，累計數(shù)千名市民目睹了該飛機在起降設(shè)施附近的運行演示?；顒咏Y(jié)束后，該垂直起降機場被繼續(xù)保留和維護，或?qū)⒊蔀槲磥碛鳤AM體系的首個實用化的空中出租車站點。

2022年4月，英國考文垂市空中出租車站試運營活動Air One，活動整體場面（左）、飛機運行動態(tài)展示區(qū)（右上）和飛機靜態(tài)展示區(qū)（右下）。

法國政府機構(gòu)CPR攜手機場運營商ADP和城市交通運營商RATP，在巴黎政府的支持下開展巴黎城市空運項目，計劃在2024年巴黎奧運會開幕之際實現(xiàn)城市空運商業(yè)試運營，并于2021年面向世界征詢運營方案意見。2022年初，活動策劃方已在來自25個國家的150個方案中選出30個，開始進一步細(xì)化和落實方案。2022年11月，CPR運營的蓬圖瓦茲機場（POX）啟用歐洲首個AAM垂直起降航站樓，開始在機場內(nèi)進行以沃瓏Volocity為主要機型的飛機運行測試。此次測試選用真實機場，可對飛機-地面車輛整合管理調(diào)度、飛機在機場的地面移動和充電、乘客登機前安檢和人流管理等一系列問題進行最直接、準(zhǔn)確的研究和演示驗證，極大保證了2024年巴黎奧運會期間法國AAM試點線路的運行。

美國雖然也形成了洛杉磯城市出行實驗室（UML）、長灘經(jīng)濟組織（LBEP）等地方性政企聯(lián)合組織，宣布推動AAM體系在當(dāng)?shù)氐慕ㄔO(shè)，但相比于歐洲，其開展的體系試運營活動較為滯后、力度較小、與城市實際設(shè)施的結(jié)合程度也顯著不足。例如，UML在洛杉磯市華納中心打造了一片先進交通技術(shù)試運營區(qū)域，但實際運行以智能機器人、物流無人車為主，eVTOL飛機則仍停留于政策討論中。

此外，歐洲格外重視民眾對AAM的認(rèn)知和接納程度，以EASA為代表、包括歐洲各國政府在內(nèi)的組織機構(gòu)，持續(xù)不斷發(fā)布高質(zhì)量、通俗易懂的AAM文字和音視頻資料，同時多次大規(guī)模發(fā)放調(diào)查問卷，了解民眾對AAM發(fā)展的擔(dān)憂及理由、針對性地制定戰(zhàn)略文件和發(fā)展路線圖，引導(dǎo)歐洲各AAM企業(yè)打造民眾滿意、信任和期待的AAM體系。

英國民航局（CAA）設(shè)立創(chuàng)新港（IH），發(fā)起“未來AAM管理沙盒”項目，該項目聯(lián)合AAM飛機研制企業(yè)垂直、沃瓏、EVE公司，希思羅機場和倫敦機場，英國交通部等，于2021年至2022年密集發(fā)布大量研究報告，如《城市空中交通空域整合關(guān)鍵因素》報告等，以及科普文件，如《讓我們飛翔穿過城市——為何選擇城市空中交通》。這些文件詳細(xì)論證了在現(xiàn)有城市交通系統(tǒng)基礎(chǔ)上融合加入AAM系統(tǒng)的可行性和措施，并向民眾深入淺出地進行科普。為英國建設(shè)AAM進行了先期探索，打下社會民意基礎(chǔ)。法國、德國、意大利等國家的民航局也均在近1～2年內(nèi)發(fā)布各國AAM實施路線圖。

在適航政策方面，EASA不僅積極向前探索，而且內(nèi)容詳實、具有針對性。EASA于2019年7月發(fā)布《垂直起降飛行器特殊條款適航條例》（SC-VTOL），是世界首份垂直起降飛行器適航條例，至今仍是世界各國民航局（包括美國FAA在內(nèi)）的重要參考對象；2022年3月發(fā)布《垂直起降飛行器機場技術(shù)設(shè)計規(guī)范》，是世界首份垂直起降飛行器機場設(shè)計指南，規(guī)范了垂直起降機場上方漏斗形“無障礙空間”的概念及其尺寸、形狀等，為歐美各eVTOL飛機研制和運營企業(yè)豐富了參考標(biāo)準(zhǔn)和適航依據(jù)。

結(jié)束語

隨著AAM的快速發(fā)展，美歐已在實現(xiàn)AAM的道路上展開了緊張激烈的競爭，并呈現(xiàn)出以下差異：

在AAM飛行器產(chǎn)品研發(fā)和商業(yè)化方面：雖然美歐各主要國家都已經(jīng)歷長期技術(shù)探索和攻關(guān)，涌現(xiàn)出大量世界頭部企業(yè)，但美國企業(yè)不僅在企業(yè)數(shù)量、飛機品類豐富程度方面占據(jù)競爭優(yōu)勢，而且通過活躍的市場運作，從世界范圍內(nèi)吸收企業(yè)、人才和技術(shù)資源；美國軍方主導(dǎo)的項目產(chǎn)生了大量垂直起降飛機設(shè)計的相關(guān)技術(shù)，正加快向民用AAM市場轉(zhuǎn)化，催生出伊萊卡、歐沃愛等一批具備技術(shù)優(yōu)勢的頭部AAM飛機企業(yè)。

在AAM體系建設(shè)和政策創(chuàng)新方面：美歐具備不同的競爭優(yōu)勢。美國在AAM體系的仿真運行和國家政策引導(dǎo)方面占據(jù)優(yōu)勢，NASA開展大量AAM體系研究和仿真項目極大推動了eVTOL飛機的無人駕駛、交通管理、空域融合等技術(shù)研究；同時，美國政府積極發(fā)布系列政府報告，甚至通過國會法案，指導(dǎo)美國AAM行業(yè)發(fā)展，具有強烈的占據(jù)世界AAM領(lǐng)導(dǎo)地位的意愿。歐洲則更擅長將AAM體系直接放入真實城市中進行試點運行，已在英國考文垂、法國巴黎等多地開展eVTOL飛機的實際演示運行；同時，以英國為代表的歐洲主要國家高度注重民眾對AAM的接納程度和質(zhì)疑，進行大量高質(zhì)量科普教育活動，配合EASA在AAM適航政策方面的領(lǐng)先創(chuàng)新，致力于打造民眾信任和認(rèn)可的AAM體系。

（王翔宇，中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心）

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