前言

　　隨著科技的飛速發展，低空經濟逐漸成為全球競逐的戰略新興產業，預示著新質生產力的重要方向。eVTOL技術融合了航空、新能源、智能制造和人工智能等多個領域的先進技術，代表了未來交通出行的新趨勢。與傳統的航空器相比，eVTOL具有垂直起降、噪音低、運營成本低等顯著優勢，特別適合城市內部和城際間的短途運輸。隨著全球城市化進程的加快，交通擁堵和環境污染問題日益嚴重，eVTOL作為解決方案之一，其市場需求和應用場景不斷擴大。

　　一、適航取證

　　適航取證是eVTOL產品推向市場的必由之路。型號合格證（TC）、適航證（AC）、生產許可證（PC）構成了民用航空器適航的“三大通行證”。其中，型號合格證是檢驗飛行器設計是否滿足適航標準的關鍵，適航證則確保飛行器的安全飛行能力符合要求，而生產許可證則反映出企業的綜合管理水平。適航取證的進展在很大程度上決定了企業在競爭中的快慢身位。

　　（一）適航取證的政策背景

　　在政策層面，適航取證標準由各國民航局或相應的航空管理機構制定。以中國為例，中國民航局（CAAC）根據《中華人民共和國民用航空法》和《中華人民共和國適航管理條例》，對民用航空器的適航管理進行規定。隨著eVTOL技術的興起，各國民航機構也在逐步制定或更新相關的適航標準，以適應這一新興技術的發展。

　　（二）企業適航取證現狀

　　目前，全球范圍內有多家企業正在積極進行eVTOL的適航取證工作。以下是一些企業的適航取證現狀：

　　1、億航智能：億航智能的EH216-S型號在2023年獲得了中國民航局頒發的全球首個eVTOL型號合格證，這標志著其在適航取證方面取得了重要進展。

　　2、Joby Aviation：Joby Aviation作為美國的eVTOL制造商，已經與美國聯邦航空管理局（FAA）合作，進行了一系列飛行測試，并提交了型號合格證申請。

　　3、Lilium：德國的Lilium公司也在進行適航取證工作，其產品已經完成了多次成功的飛行測試，并與歐洲航空安全局（EASA）保持溝通。

　　4、Volocopter：德國的Volocopter公司開發的多旋翼eVTOL已經進行了多次公開飛行演示，并正在與EASA合作進行適航取證。

　　（三）適航取證的挑戰

　　適航取證是一個復雜且耗時的過程，eVTOL企業在取證過程中面臨以下挑戰：

　　1、技術驗證：需要對eVTOL的各項技術性能進行充分驗證，確保滿足適航標準。

　　2、法規適應：隨著技術的快速發展，現有的適航法規可能需要更新，企業需要適應法規的變化。

　　3、成本控制：適航取證過程中的研發、測試和認證成本高昂，企業需要有效控制成本。

　　4、時間管理：適航取證周期長，企業需要合理安排時間，確保項目進度。

　　圖表：歐美eVTOL適航相關規定

　　資料來源：中投產業研究院整理

　　我國目前尚無針對eVTOL監管專項立法，近年來涉無人機監管的相關法律依據主要為民航局頒發的規范性文件，主要包括：

　　圖表：中國eVTOL適航相關規定

　　資料來源：中投產業研究院整理

　　二、技術路線

　　eVTOL的構型選擇與企業自身資源稟賦密切相關。當前eVTOL的主流構型有垂直起降固定翼、矢量推力型、多旋翼型等，每種構型都有其獨特的技術特點和適用場景。

　　隨著技術的不斷進步和市場的逐漸成熟，eVTOL將在城市交通、物流運輸、緊急救援等領域發揮越來越重要的作用。構型的選擇將直接影響產品的市場定位和競爭力，因此，企業需要根據自身的技術實力、市場策略和長遠規劃，做出明智的構型選擇。

　　eVTOL可以根據有無機翼分為兩大類：無機翼以多旋翼為主，采用分布式推進系統，推進裝置僅提供垂直方向的升力，前向推力通過橫向（俯仰）軸上的總推力差實現；有機翼的eVTOL 根據推力提供方式又可分為旋轉推力、獨立推力和復合推力等。

　　圖表：eVTOL按照有無機翼分類

　　資料來源：中投產業研究院整理

　　基于推進動力考量eVTOL可分為三大類：矢量推進型、升力與巡航復合型以及多旋翼型，其中矢量推力可以再細分為傾轉旋翼、傾轉機翼、傾轉涵道等類型。

　　圖表：eVTOL推進動力類型

　　資料來源：中投產業研究院整理

　　根據全球現有的eVTOL，可以將其分為多旋翼構型、復合翼構型、傾轉構型、傾轉涵道風扇+完全矢量控制、隱藏式推進系統+無翼設計等5大技術路線。

　　圖表：eVTOL 5大技術路線

　　資料來源：中投產業研究院整理

　　當前，全球eVTOL的發展呈現出多樣化的技術路徑，每種路徑都有其獨特的特點和利弊：

　　多旋翼型eVTOL在安全性方面超越了傳統直升機，成為眾多新興企業的首選。然而，它們在有效載荷和航程方面存在局限，應用場景也相對固定。此外，它們在噪聲管理和地面損害控制方面還有待改進。

　　復合翼型設計受到傳統航空制造商的青睞。這類eVTOL配備了專用的水平推進螺旋槳，而非在垂直和水平飛行階段共用螺旋槳，這有助于提高巡航效率、航程和整體安全性。

　　傾轉旋翼型eVTOL的結構較為復雜，技術挑戰也更大。但它們在航程、巡航速度和載重能力上具有顯著優勢，提供了良好的有效載荷、最大起飛重量和運營經濟性，有望在商業應用中為用戶節省寶貴的出行時間。

　　傾轉涵道風扇結合完全矢量控制系統的eVTOL，在動力可靠性、噪聲控制和氣動效率方面可能實現更優的平衡。盡管涵道風扇在懸停模式下效率較高，但在巡航模式下可能會增加額外的阻力。

　　總體而言，不同的eVTOL技術路線針對不同的市場需求和應用場景，各有千秋，未來可能會看到這些技術路線并存發展，共同推動eVTOL行業的繁榮。

　　圖表：不同技術路線eVTOL對比

　　資料來源：中投產業研究院整理

　　三、動力系統

　　eVTOL的動力系統是其設計的核心，直接影響著飛行器的續航、速度和承載能力等關鍵性能。目前，eVTOL主要采用兩種動力模式：全電動和混合動力。全電動模式主要包括鋰電池、氫燃料電池和太陽能電池，而混合動力模式則是將鋰電池與其他能源相結合。提升電池的能量密度尤為關鍵，這直接決定了eVTOL的續航能力及其在市場上的競爭力。

　　在新能源航空技術的未來發展方面，2024年3月27日，中國工業和信息化部聯合其他部門發布了《通用航空裝備創新應用實施方案（2024-2030年）》，明確指出了未來七年中國通用航空的發展方向、實施策略、核心技術和應用場景。該方案強調，航空器的電動化是未來發展的主要技術路徑，需要集中精力推進電動化，并同時考慮混合動力、氫能和可持續燃料等技術路線，加速航空電推進技術的創新和升級，重點研發高效能量存儲、能量管理和減排降噪等關鍵技術。預計到2027年，以無人化、電動化、智能化為特點的新型通用航空裝備將在城市空中運輸、物流配送、應急救援等領域實現商業化應用。到2030年，將基本建立以高端化、智能化、綠色化為特征的通用航空產業發展新模型。

　　在分布式電推進技術方面，電推進系統展現出比傳統燃油推進系統更高的能效。傳統飛機通過渦輪風扇發動機將化學能轉化為動能，而電推進系統則直接利用電能驅動電機產生動能。渦輪風扇發動機的燃料利用率大約只有40%，相比之下，電推進系統的電能利用率可以超過70%，同時具備低噪音和環保排放的優勢。隨著電機、電控和電池技術的快速發展，電推進技術已經具備了實際應用的技術基礎。

　　分布式電推進系統設計更為靈活，利用電機的尺度無關特性（即一個大功率電機系統可以分解為多個小功率電機系統，而整個系統的功率密度和效率基本不變），采用多個小功率電機驅動小直徑風扇，取代超大直徑風扇推進飛機的設計，這使得能量控制更加靈活，容錯性能更佳，有效提升動力系統性能，改善燃油消耗率。電推進的尺寸無關特性還意味著推進系統可以根據飛機的具體用途靈活布置，從而提供更大的設計自由度。

　　eVTOL是分布式電推進技術的典型應用實例。例如，Joby航空公司推出的兩座S2飛機采用了16組分布式推進系統，其中12組用于垂直起降，4組用于巡航。其五座S4飛機配備了6個可傾轉旋翼，最高速度可達322公里/小時，電能消耗僅為汽車的五分之一，飛行里程可達240公里。在巡航時，分布式螺旋槳可以折疊，以減少氣動阻力，而在降落后，甚至可以利用風能進行充電。

　　四、空管系統

　　空管系統是實現eVTOL安全、高效運行的關鍵基礎設施。隨著低空空域的開放和eVTOL數量的增加，傳統的空管系統面臨著前所未有的挑戰。未來低空空域將呈現多類型、多數量飛行器全域融合運行的生態，如何實現全域態勢感知、全程“高德”式服務，低空智聯網及其高精度地圖的建設將發揮重要作用。

　　我們認為，在低空經濟產業的整體發展中，空中交通管理系統的構建極為關鍵。

　　低空經濟的生態系統包括五個主要部分：飛行器的制造、應用、飛行保障、運營維護，以及低空基礎設施的新型建設。

　　新型低空基礎設施的建設涵蓋了多個方面，包括臨時起降點和通用機場的建設、低空空域的管理系統、天地一體化的導航與通信系統、低空態勢感知系統的構建，以及充電設施的建立等。低空空域的管理系統對于國家的空域管理、飛行安全保障、航空運輸的高效有序運作以及我國空域權益的維護至關重要，它是國家戰略基礎設施的一部分，也是國土防空體系的關鍵組成。

　　自“十一五”規劃以來，國家顯著增強了對這一領域的政策支持，連續推出了“民航強國”、“四強空管”和“四型機場”等一系列建設指導方案。國內設備制造業從起步到成熟，從初期的依賴進口到逐步實現自主化，取得了顯著進步。國內企業如萊斯信息、四川九洲、成都空管公司、中航615所等在空管系統核心技術方面實現了自主可控的突破。

　　我國低空空域管理系統的建設需求預計達到百億人民幣的規模。在“十二五”期間，我國在空管系統領域的投資總額為120億元；“十三五”期間，總投資增至約250億元。從2016年到2019年，空管系統的固定資產投資規模自23億元增長至51億元，復合年增長率達到30%。在民航空中交通管理領域，國際市場上主要由歐洲和美國的幾家大型電子系統制造商占據，如法國的泰雷茲公司（Thales）、西班牙的英德拉公司（Indra）等；而國內市場則主要由萊斯信息、成都空管公司、華泰英翔、川大智勝等企業參與。目前，低空空域基礎設施的建設招標在浙江衢州、深圳、成都等地區進展迅速，單個地級市的初期建設需求大約在3000至4000萬元之間，考慮到全國約有293個地級市，整體低空空域管理系統的建設需求預計將達到百億元規模。

　　圖表：我國空管系統發展歷程

　　資料來源：中投產業研究院

　　五、商業化路徑

　　eVTOL的商業化進程預期會經歷三個主要階段：旅游觀光、工業應用和城市交通。與常規飛行器相比，eVTOL具有多項優勢，如零排放、無污染、能夠垂直起降、無需依賴傳統跑道或機場、噪音低以及運營成本較低。這些特點預示著eVTOL有潛力超越傳統交通工具的局限，補充現有的高鐵、地鐵、公交、出租車和私家車等交通方式，并有可能發展成為未來交通和運輸的主導模式。

　　具體來看，eVTOL商業化的三個階段包括：

　　1、初始階段：目前eVTOL的飛行時間和距離較短，速度也不是很快，適合用于短途的客運服務，如景區觀光和空中游覽。在這一階段，國內將開始構建低空飛行器所需的適航管理系統、態勢感知系統和起降點或機場。

　　2、發展階段：隨著電池技術的突破，eVTOL的電池能量密度和安全性將得到提高，從而顯著增加飛行器的續航能力。在這個階段，公眾對eVTOL的接受度將逐漸提高，低空基礎設施也將更加完善，eVTOL的應用將擴展到應急救援、醫療轉運、警用安防和航空物流等工業領域。

　　3、成熟階段：eVTOL的全自動飛行技術、緊急避障和降噪技術將更加成熟，飛行的可靠性將不斷提高。同時，隨著低空基礎設施的進一步成熟，空管系統和飛行保障系統將實現高度智能化、網格化和自動化。隨著生產成本的降低，"空中的士"時代可能會到來，城市交通將呈現立體分層的新格局。

　　總體而言，eVTOL的商業化之路將是逐步演進的，隨著技術進步和基礎設施的完善，它將逐步融入并最終改變我們的交通方式。

　　六、結論

　　eVTOL作為低空經濟的重要組成部分，其產業發展不僅關系到航空產業的未來，也對城市交通、環境保護等多個領域產生深遠影響。隨著技術的進步和市場的成熟，eVTOL產業有望迎來爆發式的增長，為投資者帶來豐厚的回報。同時，政府部門、研究機構和企業也應加強合作，共同推動eVTOL產業的健康發展。