芯耀
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一、混動eVTOL是什么？
eVTOL，即電動垂直起降飛行器（Electric Vertical Takeoff and Landing），是一種能夠利用電力垂直懸停、起飛和降落的航空器。它的出現(xiàn)，得益于電力推進(jìn)（電機(jī)、動力電池、飛控等）和復(fù)合材料的重大進(jìn)步，以及城市空中交通對新型飛行器的新興需求。而混動 eVTOL，則是在 eVTOL 的基礎(chǔ)上，引入了混合動力系統(tǒng)，結(jié)合了傳統(tǒng)燃油發(fā)動機(jī)與電動機(jī)的優(yōu)勢 ，為飛行器提供更持久的動力支持。
與純電 eVTOL 相比，混動 eVTOL 最大的區(qū)別在于動力來源。純電 eVTOL 完全依靠電池儲存的電能來驅(qū)動電機(jī)，實現(xiàn)飛行。這種動力方式雖然清潔、安靜，但受到電池能量密度和續(xù)航里程的限制。以目前的電池技術(shù)，純電 eVTOL 的續(xù)航里程大多在 200 公里以內(nèi)，很難滿足中長距離的出行需求。而且，充電時間較長，也限制了其使用效率。
而混動 eVTOL 則不同，它采用了燃油發(fā)動機(jī)與電動機(jī)相結(jié)合的動力系統(tǒng)。在飛行過程中，根據(jù)不同的飛行階段和需求，靈活切換動力模式。在垂直起降階段，主要依靠電動機(jī)提供動力，因為電動機(jī)具有響應(yīng)速度快、扭矩大的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)的控制，確保飛行器平穩(wěn)起降。而在巡航階段，燃油發(fā)動機(jī)開始工作，為飛行器提供持續(xù)的動力。燃油發(fā)動機(jī)的能量密度高，能夠讓飛行器在較長時間內(nèi)保持穩(wěn)定的飛行速度，大大增加了續(xù)航里程。同時，燃油發(fā)動機(jī)還可以為電池充電，實現(xiàn)能量的回收和再利用，進(jìn)一步提高了能源利用效率。
簡單來說，混動 eVTOL 就像是一輛插電式混合動力汽車，既有電池提供的電力驅(qū)動，又有燃油發(fā)動機(jī)作為后備支持。這種設(shè)計不僅解決了純電 eVTOL 續(xù)航里程短的問題，還提高了飛行器的可靠性和實用性。想象一下，你要乘坐混動 eVTOL 從城市的一端到另一端，甚至前往臨近城市。在起飛和降落時，飛行器依靠電力安靜、平穩(wěn)地升降，不會產(chǎn)生太大的噪音，對周圍環(huán)境的影響較小。而在飛行途中，燃油發(fā)動機(jī)啟動，為飛行器提供強(qiáng)大的動力，讓你快速、舒適地到達(dá)目的地。即使在飛行過程中遇到電池電量不足的情況，燃油發(fā)動機(jī)也能繼續(xù)工作，確保飛行安全。
二、混動 eVTOL 設(shè)計亮點(diǎn)
（一）構(gòu)型設(shè)計
混動 eVTOL 的構(gòu)型設(shè)計是實現(xiàn)其高效飛行的關(guān)鍵，常見的構(gòu)型有傾轉(zhuǎn)旋翼、傾轉(zhuǎn)涵道翼等 ，每種構(gòu)型都有其獨(dú)特的優(yōu)勢和適用場景。
傾轉(zhuǎn)旋翼構(gòu)型是目前應(yīng)用較為廣泛的一種設(shè)計，它融合了直升機(jī)和固定翼飛機(jī)的特點(diǎn)。在垂直起降階段，旋翼處于垂直狀態(tài)，如同直升機(jī)一般，依靠旋翼產(chǎn)生的升力實現(xiàn)垂直起飛和降落，這種方式能夠在狹小的空間內(nèi)完成起降操作，非常適合城市環(huán)境。而在巡航階段，旋翼則傾轉(zhuǎn)至水平位置，轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭ㄒ盹w機(jī)的推進(jìn)方式，利用機(jī)翼產(chǎn)生升力，旋翼提供向前的推力，從而大大提高飛行速度和效率，增加航程。例如，Joby S4 就是一款采用傾轉(zhuǎn)旋翼構(gòu)型的混動 eVTOL，它擁有 6 個傾轉(zhuǎn)旋翼，在布局位置、動力和控制裕度、安全性、效率以及噪聲等多方面表現(xiàn)出色，預(yù)計將于 2025 年獲得美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）的適航認(rèn)證。
傾轉(zhuǎn)涵道翼構(gòu)型則是在傾轉(zhuǎn)旋翼的基礎(chǔ)上，將旋翼置于涵道內(nèi)部。涵道的存在可以對氣流進(jìn)行約束，提高旋翼的效率，同時降低噪音，對地面人員和乘員的保護(hù)性更好，視覺美感及乘坐心情也會比較好 。以天翎科 INFLYNC L600 Pioneer 為例，它采用混動增程全傾轉(zhuǎn)涵道翼構(gòu)型設(shè)計，設(shè)有 20 個涵道風(fēng)扇，有效實現(xiàn)了垂直起降及高速巡航。2024 年 5 月 17 日，天翎科成功驗證了傾轉(zhuǎn)涵道翼 eVTOL 由垂直起飛到巡航平飛的姿態(tài)轉(zhuǎn)換過渡飛行，成為國內(nèi)首家、全球第二完成此類過渡飛行的企業(yè)。
（二）動力系統(tǒng)設(shè)計
動力系統(tǒng)是混動 eVTOL 的核心，燃油發(fā)動機(jī)與電動機(jī)的協(xié)同工作是其關(guān)鍵所在。在不同的飛行階段，兩者需要精確配合，以實現(xiàn)最佳的飛行性能。
在垂直起降階段，電動機(jī)憑借其快速響應(yīng)和高扭矩輸出的特性，能夠迅速提供足夠的升力，確保飛行器平穩(wěn)起降。此時，燃油發(fā)動機(jī)可能處于待機(jī)狀態(tài)或者輔助供電狀態(tài)，為電池充電，以補(bǔ)充電能消耗。而當(dāng)進(jìn)入巡航階段，飛行需要持續(xù)穩(wěn)定的動力輸出，燃油發(fā)動機(jī)的優(yōu)勢便凸顯出來。燃油發(fā)動機(jī)具有較高的能量密度，能夠為飛行器提供長時間的動力支持，使飛行器保持較高的巡航速度。同時，燃油發(fā)動機(jī)還可以帶動發(fā)電機(jī)工作，為電動機(jī)供電，并為電池充電，實現(xiàn)能量的循環(huán)利用。
以追夢空天 DF600 “驚鴻” 為例，它采用油電混合動力系統(tǒng)，結(jié)合了燃油發(fā)動機(jī)和電動機(jī)的優(yōu)勢，提供更高的效率和更長的航程。該機(jī)型滿載航程可達(dá) 1000 公里，最大平飛速度可達(dá) 320 公里 / 小時，最大航時達(dá) 8 小時。在飛行過程中，通過智能控制系統(tǒng)，根據(jù)飛行狀態(tài)和需求，靈活切換燃油發(fā)動機(jī)和電動機(jī)的工作模式，實現(xiàn)了高效的飛行性能。
再看 Joby S4 的氫電版，采用氫燃料電池與電動機(jī)的混合動力系統(tǒng)。氫燃料電池在飛行過程中為電動機(jī)提供動力，僅產(chǎn)生水蒸氣，實現(xiàn)零排放。2024 年 6 月，Joby 的氫電版 S4 eVTOL 驗證機(jī)完成了 523 英里（約 841 公里）的不間斷飛行，驗證了氫動力在飛機(jī)上的應(yīng)用潛力 。這種創(chuàng)新的動力系統(tǒng)設(shè)計，不僅提高了續(xù)航能力，還更加環(huán)保，符合未來航空發(fā)展的趨勢。
（三）輕量化設(shè)計
對于混動 eVTOL 來說，輕量化設(shè)計至關(guān)重要。減輕飛行器的重量，可以降低能耗，提高飛行效率，增加航程和載重能力。為了實現(xiàn)輕量化，混動 eVTOL 在材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計上都下足了功夫。
在材料方面，大量采用新型材料，如碳纖維復(fù)合材料等。碳纖維復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、低密度的特點(diǎn)，其強(qiáng)度比傳統(tǒng)的金屬材料高很多，而重量卻只有金屬材料的幾分之一。以全球首款飛碟狀 eVTOL 為例，它由深圳智航無人機(jī)有限公司成功研發(fā)，采用碳纖維等新型復(fù)合材料建造，不僅具備高科技質(zhì)感，同時也顯示出輕量化與強(qiáng)度的完美結(jié)合。這種材料的應(yīng)用，使得飛行器在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和安全性的前提下，大大減輕了自身重量。
除了材料創(chuàng)新，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計也是實現(xiàn)輕量化的重要手段。通過先進(jìn)的設(shè)計方法和工具，對飛行器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計，去除不必要的結(jié)構(gòu)部件，優(yōu)化結(jié)構(gòu)形狀和布局，使結(jié)構(gòu)更加合理，受力更加均勻 。例如，采用拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)，根據(jù)飛行器的受力情況，在計算機(jī)中對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，找到最優(yōu)的材料分布方案，從而在不影響性能的前提下，最大限度地減輕結(jié)構(gòu)重量。
三、混動 eVTOL 技術(shù)要點(diǎn)剖析
（一）能量管理技術(shù)
能量管理技術(shù)是混動 eVTOL 的關(guān)鍵技術(shù)之一，它就像是飛行器的 “智能管家”，負(fù)責(zé)實現(xiàn)燃油與電能的高效轉(zhuǎn)換和分配，確保飛行器在不同飛行階段都能獲得最佳的動力支持。
在混動 eVTOL 中，能量管理系統(tǒng)通過復(fù)雜的算法和控制策略，實時監(jiān)測飛行器的飛行狀態(tài)、動力需求以及能源儲備情況 。以飛行階段為例，在垂直起降階段，由于需要較大的瞬間功率來克服重力實現(xiàn)垂直上升和穩(wěn)定懸停，此時能量管理系統(tǒng)會優(yōu)先調(diào)用電池的電能驅(qū)動電動機(jī)工作。因為電動機(jī)具有響應(yīng)速度快、扭矩大的特點(diǎn)，能夠快速提供所需的動力，確保起降過程的平穩(wěn)和安全。而當(dāng)飛行器進(jìn)入巡航階段，飛行需求變?yōu)槌掷m(xù)穩(wěn)定的動力輸出以維持一定的飛行速度和高度，此時能量管理系統(tǒng)會根據(jù)燃油和電能的剩余量以及飛行的經(jīng)濟(jì)性等因素，合理分配燃油發(fā)動機(jī)和電動機(jī)的工作比例。如果燃油充足且電池電量較低，系統(tǒng)會更多地依靠燃油發(fā)動機(jī)提供動力，同時利用燃油發(fā)動機(jī)的余熱或多余功率為電池充電，實現(xiàn)能量的回收和再利用。
能量回收系統(tǒng)是能量管理技術(shù)的重要組成部分，它在混動 eVTOL 中發(fā)揮著不可或缺的作用。當(dāng)飛行器減速或下降時，電機(jī)由驅(qū)動狀態(tài)轉(zhuǎn)換為發(fā)電狀態(tài)，將飛行器的動能轉(zhuǎn)化為電能并儲存回電池中 。這一過程就像是給電池 “充電”，不僅減少了能量的浪費(fèi)，還提高了能源利用效率，增加了飛行器的續(xù)航里程。例如，在城市空中交通中，飛行器可能需要頻繁地進(jìn)行起降和飛行狀態(tài)的調(diào)整，能量回收系統(tǒng)可以在每次減速或下降過程中回收能量，為后續(xù)的飛行提供更多的電能支持。
（二）熱管理技術(shù)
混動 eVTOL 在運(yùn)行過程中，動力系統(tǒng)會產(chǎn)生大量的熱量。以燃油發(fā)動機(jī)為例，其燃燒過程會釋放出大量的熱能，而電動機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時也會因電阻等因素產(chǎn)生熱量。如果這些熱量不能及時有效地散發(fā)出去，將會對動力系統(tǒng)的性能和可靠性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。高溫可能導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)部的永磁體退磁，降低電機(jī)的效率和輸出功率；還可能使電子元件的性能下降，甚至損壞，影響整個飛行器的飛行安全。
為了解決這一問題，混動 eVTOL 采用了多種熱管理技術(shù)，其中液冷和風(fēng)冷是較為常見的方式 。液冷技術(shù)是利用冷卻液在封閉的循環(huán)管路中流動，吸收動力系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量，然后通過散熱器將熱量散發(fā)到外界空氣中。冷卻液通常具有較高的比熱容，能夠有效地吸收和傳遞熱量，從而實現(xiàn)對動力系統(tǒng)的高效冷卻。例如，一些混動 eVTOL 在電機(jī)和發(fā)動機(jī)等關(guān)鍵部件周圍布置了細(xì)密的冷卻液管道，冷卻液在管道中循環(huán)流動，及時帶走部件產(chǎn)生的熱量，確保它們在適宜的溫度范圍內(nèi)工作。
風(fēng)冷技術(shù)則是利用空氣的流動來帶走熱量 。在混動 eVTOL 中，通常會設(shè)計專門的風(fēng)道，使外界空氣能夠流經(jīng)發(fā)熱部件，通過空氣與部件表面的熱交換來實現(xiàn)散熱。為了增強(qiáng)風(fēng)冷效果，還會采用風(fēng)扇等輔助設(shè)備來加速空氣流動。比如，在電機(jī)外殼上設(shè)計散熱鰭片，增加散熱面積，同時利用風(fēng)扇將空氣吹向散熱鰭片，提高散熱效率。這種方式結(jié)構(gòu)相對簡單、成本較低，但散熱效果相對液冷技術(shù)來說較弱，一般適用于發(fā)熱量較小的部件或作為液冷技術(shù)的輔助手段。
（三）飛行控制技術(shù)
混動 eVTOL 的飛行控制具有極高的復(fù)雜性和重要性，它就像是飛行器的 “神經(jīng)中樞”，負(fù)責(zé)確保飛行器在各種飛行條件下都能穩(wěn)定飛行和精確操控 。與傳統(tǒng)飛機(jī)相比，混動 eVTOL 具有多種飛行模式，如垂直起降、懸停、過渡飛行和巡航飛行等，每種飛行模式下飛行器的氣動力特性、動力系統(tǒng)工作狀態(tài)以及飛行姿態(tài)都有很大的不同，這就要求飛行控制系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確地適應(yīng)這些變化，實現(xiàn)不同飛行模式之間的平穩(wěn)切換。
先進(jìn)的飛控系統(tǒng)是實現(xiàn)混動 eVTOL 穩(wěn)定飛行和精確操控的關(guān)鍵 。這些飛控系統(tǒng)通常采用了先進(jìn)的傳感器技術(shù)、控制算法和計算機(jī)技術(shù)，能夠?qū)崟r采集飛行器的各種狀態(tài)信息，如姿態(tài)、速度、位置等，并根據(jù)預(yù)設(shè)的飛行軌跡和控制指令，對飛行器的舵面、動力系統(tǒng)等進(jìn)行精確控制。以傳感器為例，飛控系統(tǒng)中通常會配備慣性測量單元（IMU）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、氣壓高度計等多種傳感器，它們協(xié)同工作，為飛控系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的飛行數(shù)據(jù)。IMU 可以測量飛行器的加速度和角速度，幫助飛控系統(tǒng)實時了解飛行器的姿態(tài)變化；GPS 則提供飛行器的位置信息，確保飛行器能夠按照預(yù)定的航線飛行；氣壓高度計用于測量飛行器的高度，為飛行控制提供重要的參考數(shù)據(jù)。
在控制算法方面，先進(jìn)的飛控系統(tǒng)采用了自適應(yīng)控制、智能控制等先進(jìn)技術(shù) 。自適應(yīng)控制算法能夠根據(jù)飛行器的實時狀態(tài)和飛行環(huán)境的變化，自動調(diào)整控制參數(shù)，使飛行器始終保持在最佳的飛行狀態(tài)。例如，當(dāng)飛行器遇到氣流擾動時，自適應(yīng)控制算法可以及時調(diào)整舵面的角度和動力系統(tǒng)的輸出，以抵消氣流的影響，保持飛行器的穩(wěn)定飛行。智能控制算法則借鑒了人工智能的思想，使飛控系統(tǒng)能夠?qū)W習(xí)和適應(yīng)不同的飛行場景和任務(wù)需求。比如，一些飛控系統(tǒng)采用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，通過對大量飛行數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，能夠快速準(zhǔn)確地識別飛行狀態(tài)和故障模式，并做出相應(yīng)的控制決策，提高了飛行器的自主飛行能力和應(yīng)對突發(fā)情況的能力。
四、混動 eVTOL 的優(yōu)勢與應(yīng)用場景
（一）優(yōu)勢盡顯
混動 eVTOL 之所以備受關(guān)注，是因為它具有一系列顯著的優(yōu)勢，使其在未來的空中出行領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。
續(xù)航里程長是混動 eVTOL 的一大突出優(yōu)勢。正如前文所提到的，純電 eVTOL 受限于電池能量密度，續(xù)航里程大多在 200 公里以內(nèi)，這嚴(yán)重限制了其應(yīng)用范圍 。而混動 eVTOL 通過引入燃油發(fā)動機(jī)，有效解決了這一問題。燃油發(fā)動機(jī)的能量密度遠(yuǎn)高于電池，能夠為飛行器提供更持久的動力支持，大大增加了續(xù)航里程。以追夢空天 DF600 “驚鴻” 為例，它采用油電混合動力系統(tǒng)，滿載航程可達(dá) 1000 公里 ，這使得它能夠輕松應(yīng)對中長距離的飛行任務(wù)，無論是城際間的物流運(yùn)輸，還是跨區(qū)域的應(yīng)急救援，都能勝任。
載重能力提升也是混動 eVTOL 的重要優(yōu)勢之一 。在純電 eVTOL 中，由于電池重量較大，占據(jù)了飛行器的一部分載重空間，導(dǎo)致其載重能力相對有限。而混動 eVTOL 在飛行過程中，燃油發(fā)動機(jī)可以為電池充電，減少了對電池儲能的依賴，從而可以釋放更多的載重空間 。藍(lán)霄航空 LX-1 具備增程式動力系統(tǒng)，通過燃油發(fā)電補(bǔ)充電能，解決了純電動 eVTOL 在航程和載重上的限制，最大載重接近 1 噸 ，能夠滿足物流運(yùn)輸?shù)葘d重要求較高的應(yīng)用場景。
在燃油發(fā)動機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行下，混動 eVTOL 可以保持良好的經(jīng)濟(jì)性和排放指標(biāo) 。與傳統(tǒng)燃油飛機(jī)相比，混動 eVTOL 在垂直起降和低速飛行階段主要依靠電動機(jī)，減少了燃油發(fā)動機(jī)的使用時間，從而降低了燃油消耗和尾氣排放 。在巡航階段，燃油發(fā)動機(jī)可以在高效工況下運(yùn)行，進(jìn)一步提高能源利用效率。一些混動 eVTOL 采用了先進(jìn)的燃燒技術(shù)和能量管理系統(tǒng)，使其燃油消耗比傳統(tǒng)飛機(jī)降低了 20% - 30%，同時減少了氮氧化物等污染物的排放，更加環(huán)保。
（二）應(yīng)用領(lǐng)域
混動 eVTOL 的獨(dú)特優(yōu)勢，使其在多個領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景，正在逐步改變我們的生活和工作方式。
在物流運(yùn)輸領(lǐng)域，混動 eVTOL 可以實現(xiàn)快速、高效的貨物運(yùn)輸 。隨著電商行業(yè)的飛速發(fā)展，人們對物流配送的時效性要求越來越高。傳統(tǒng)的地面物流運(yùn)輸方式在面對長距離、交通擁堵等情況時，往往難以滿足需求。而混動 eVTOL 可以直接從發(fā)貨地垂直起飛，避開地面交通擁堵，快速將貨物送達(dá)目的地 。它還可以在一些地形復(fù)雜、交通不便的地區(qū)，如山區(qū)、海島等，實現(xiàn)貨物的精準(zhǔn)投遞。Elroy Air 的 Chaparral C1 是一款專注于物流運(yùn)輸?shù)幕靹?eVTOL，它能夠自主完成貨物的裝卸和運(yùn)輸，有效提高了物流效率，降低了運(yùn)輸成本 。
應(yīng)急救援是混動 eVTOL 的重要應(yīng)用場景之一 。在自然災(zāi)害、突發(fā)事件等緊急情況下，時間就是生命?；靹?eVTOL 可以快速響應(yīng)，迅速抵達(dá)救援現(xiàn)場，為被困人員提供及時的援助 。它可以在狹窄的空間內(nèi)垂直起降，方便在城市廢墟、山區(qū)等復(fù)雜地形中開展救援工作。同時，混動 eVTOL 的長續(xù)航能力和大載重能力，使其能夠攜帶更多的救援物資和設(shè)備，如醫(yī)療用品、食品、救援工具等，為救援工作提供有力支持 。在地震、洪水等災(zāi)害發(fā)生時，混動 eVTOL 可以快速將救援人員和物資運(yùn)送到受災(zāi)地區(qū)，大大提高救援效率。
旅游觀光領(lǐng)域，混動 eVTOL 為游客帶來了全新的旅游體驗 。乘坐混動 eVTOL，游客可以從空中俯瞰美麗的自然風(fēng)光、城市景觀，感受不一樣的視覺沖擊 。與傳統(tǒng)的觀光直升機(jī)相比，混動 eVTOL 噪音更小、更環(huán)保，不會對景區(qū)環(huán)境造成太大影響。一些旅游景區(qū)已經(jīng)開始嘗試引入混動 eVTOL，推出空中觀光項目，受到了游客的廣泛歡迎 。在桂林山水、張家界等著名景區(qū)，游客可以乘坐混動 eVTOL，從空中欣賞奇峰異石、綠水青山，領(lǐng)略大自然的鬼斧神工。
在城市通勤方面，混動 eVTOL 有望成為緩解城市交通擁堵的利器 。隨著城市人口的不斷增加，交通擁堵問題日益嚴(yán)重。混動 eVTOL 可以在城市中垂直起降，無需依賴跑道，能夠快速穿越城市，大大縮短通勤時間 。想象一下，在未來的城市中，你可以在家門口的小型起降點(diǎn)乘坐混動 eVTOL，幾分鐘內(nèi)就可以到達(dá)工作地點(diǎn)，避開了地面的擁堵車流，讓通勤變得更加高效、便捷 。Joby S4 預(yù)計將于 2025 年獲得美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）的適航認(rèn)證，未來有望在城市通勤領(lǐng)域發(fā)揮重要作用 。
五、發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)
近年來，混動 eVTOL 在全球范圍內(nèi)掀起了研發(fā)熱潮，眾多企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)紛紛投身其中，取得了一系列令人矚目的進(jìn)展 。美國作為航空技術(shù)的強(qiáng)國，在混動 eVTOL 領(lǐng)域也處于領(lǐng)先地位。Joby 公司的氫電版 S4 eVTOL 驗證機(jī)在 2024 年 6 月完成了 523 英里（約 841 公里）的不間斷飛行，展示了氫動力在 eVTOL 上的巨大潛力 。Elroy Air 的 Chaparral C1 貨運(yùn)無人機(jī)也在 2023 年底成功首飛，這款采用混合動力系統(tǒng)的無人機(jī)，航程可達(dá) 300 英里（約 483 公里），有效負(fù)載 300 磅（136 公斤） ，為物流運(yùn)輸領(lǐng)域帶來了新的解決方案。
在國內(nèi)，混動 eVTOL 的研發(fā)也在緊鑼密鼓地進(jìn)行中 。追夢空天科技的噸級混動傾轉(zhuǎn) eVTOL DF600 “驚鴻” 已圓滿完成第一階段試飛，進(jìn)度居于國內(nèi)首位，是繼美國 JOBY 公司后全球第二家進(jìn)入試飛階段的混動傾轉(zhuǎn) eVTOL 企業(yè) 。該產(chǎn)品設(shè)計巡航里程 1000KM，填補(bǔ)了國內(nèi)型譜空白，預(yù)計于 2025 年批量生產(chǎn)交付 。牧羽天航空科技也成功完成了國內(nèi)首次 1.3 噸級油電混動 eVTOL 無人機(jī)飛行測試 ，展示了我國在該領(lǐng)域的技術(shù)實力。
盡管混動 eVTOL 取得了一定的進(jìn)展，但要實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，仍面臨著諸多挑戰(zhàn) 。技術(shù)瓶頸是首要問題，雖然混動技術(shù)在一定程度上解決了續(xù)航里程的問題，但電池能量密度、電機(jī)效率、熱管理等方面仍有待進(jìn)一步提高 。目前，電池單體電芯的能量密度最高水平在 300 Wh/kg 左右，難以滿足 eVTOL 獨(dú)特的任務(wù)剖面以及苛刻的運(yùn)行環(huán)境的要求 。電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的熱量如何更有效地散發(fā)，也是需要攻克的難題。
適航認(rèn)證也是混動 eVTOL 商業(yè)化道路上的一大障礙 。作為載人航空器，eVTOL 必須經(jīng)過民航局的嚴(yán)格認(rèn)證，而這一過程不僅費(fèi)時費(fèi)力，還伴隨著高額的成本 。由于混動 eVTOL 是一種新型飛行器，目前相關(guān)的適航標(biāo)準(zhǔn)還不夠完善，這給認(rèn)證工作帶來了更大的難度。許多初創(chuàng)企業(yè)在資金和技術(shù)實力上的短缺，也使得他們在適航認(rèn)證過程中面臨著巨大的壓力 。
基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足也限制了混動 eVTOL 的發(fā)展 。垂直起降機(jī)場是城市空中運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，但目前國內(nèi)外尚未有能成熟落地的系統(tǒng)化整體解決方案 。雖然一些航空創(chuàng)新機(jī)構(gòu)提出了若干創(chuàng)新概念并開展試點(diǎn)實踐，如 Uber 的空港（Skyport）概念方案、Volocopter 與 Skyports 的 volo-port 設(shè)計方案等，但要實現(xiàn)大規(guī)模建設(shè)和運(yùn)營，還需要解決土地規(guī)劃、建設(shè)成本、運(yùn)營管理等一系列問題 。充電及維修設(shè)施的不完善，也影響了混動 eVTOL 的使用便利性和運(yùn)營效率 。
六、未來展望
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和突破，混動 eVTOL 有望在多個方面取得更大的發(fā)展 。在技術(shù)突破方面，電池能量密度的提升、電機(jī)效率的提高以及熱管理技術(shù)的優(yōu)化，將進(jìn)一步提升混動 eVTOL 的性能，使其續(xù)航里程更長、載重能力更大、運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠 。未來，我們有望看到電池能量密度達(dá)到 400 Wh/kg 甚至更高，電機(jī)效率接近 95% 以上，熱管理系統(tǒng)能夠更加精準(zhǔn)地控制動力系統(tǒng)的溫度，確保其在各種復(fù)雜環(huán)境下都能高效運(yùn)行 。
市場普及方面，隨著技術(shù)的成熟和成本的降低，混動 eVTOL 將逐漸走進(jìn)人們的生活，成為城市通勤、物流配送、旅游觀光等領(lǐng)域的重要交通工具 。在城市中，混動 eVTOL 將構(gòu)建起便捷的空中交通網(wǎng)絡(luò)，緩解地面交通擁堵，讓人們的出行更加高效。物流配送領(lǐng)域，混動 eVTOL 將實現(xiàn)貨物的快速投遞，提高物流效率，降低物流成本 。旅游觀光方面，混動 eVTOL 將為游客帶來更加獨(dú)特的旅游體驗，讓人們能夠從空中欣賞到美麗的自然風(fēng)光和城市景觀 。
混動 eVTOL 的發(fā)展還將帶動整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新與升級 。從材料科學(xué)到電子技術(shù)，從航空制造到能源管理，混動 eVTOL 的發(fā)展將推動這些領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，培育出一批具有國際競爭力的企業(yè)和產(chǎn)業(yè)集群 。它還將創(chuàng)造大量的就業(yè)機(jī)會，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新的活力 。
混動 eVTOL 作為未來空中出行的重要發(fā)展方向，具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的應(yīng)用前景 。雖然目前還面臨著一些挑戰(zhàn)，但相信在科技的不斷推動下，這些問題都將逐步得到解決 。讓我們共同期待混動 eVTOL 時代的到來，感受它為我們的生活帶來的巨大變革 。
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