本文中对比用的eVTOL是指带机翼的电动垂直起降飞行器，直升机为常规带尾桨直升机。
eVTOL 选择不过度偏向悬停的设计，因为它们在执行任务时只有一小部分时间处于这种飞行状态。悬停载荷不是衡量效率的标准，而是一种针对飞机任务意图进行优化的设计选择。直升机设计用于长距离悬停，而 eVTOL 则不是。让我们看看飞机设计中使用的效率指标，并在所有效率指标上将eVTOL 与直升机进行比较。
气动效率
在巡航速度下，升阻比 (L/D) 是气动效率的比较标准。先进的 eVTOL 在约 150 英里/小时的速度下可实现 12-15 的 L/D。相同速度下的直升机的 L/D 为 3-4，因此 eVTOL 的气动效率平均高出 3.9 倍。
发动机效率
小型涡轴发动机将燃料转化为轴功率的效率约为 28%，而 eVTOL 的效率约为 94%，因此eVTOL 的发动机效率平均高出 3.4 倍。
传动效率
常规直升机具有大型齿轮减速器和尾桨传动装置，两者合计效率约为 96%。Joby 没有传动损失（直驱），Archer 的传动损失小于 1%（带减速器）。因此，eVTOL 的传动效率平均高出 1.03 倍。
推进（转子推力）巡航效率
直升机的巡航推进效率较差，因为边缘转子会遇到前进和后退的气流，导致后退叶片内半径失速，从而导致其效率为 50-60%。eVTOL 有效地使用螺旋桨，可实现 75-85% 的巡航效率。因此，eVTOL 的推进效率平均高出 1.45 倍。
综合巡航效率
将每个巡航效率相乘可得出总的比较巡航效率，因此 eVTOL 的巡航效率为 3.9 x 3.4 x 1.03 x 1.45 = 19.8 倍。是的，直升机就是这么糟糕，这就是为什么它们需要被替换。
悬停效率
以性能系数 (即实际功率与悬停所需理想功率之比) 来衡量，直升机的 FoM 约为70%，螺旋桨 (即使直径为 6 至 10 英尺) 也能实现相同的 FoM。因此，悬停效率没有差异，悬停效率与设计师选择的桨盘载荷无关。Volocopter 选择 ~6 lbf/ft² 的盘面载荷与直升机相似，而 eVTOL 选择 10-20 lbf/ft² 。管道风扇可实现最高的 FoM >80%，但难以实现足够低的桨盘载荷 (Lilium 为 ~280 lbf/ft² )。
燃油与电池的差距
JP 燃料的能量密度约为12000 Wh/kg。
目前生产的可用 eVTOL 锂电池在所需的特定功率密度和生命周期下为 305Wh/kg。但是，由于电压下降，电池单元容量的底部 10% 无法使用，因此可用的比能降低到 275 Wh/kg。
燃料和电池能量都有PACK重量损失。JP 燃料需要燃料箱/泵/密封剂/通风口，而电池需要结构性包装以确保防止火势蔓延和通风路径。最佳 JP 燃料顶部质量损失约为 5%，而电池的最佳顶部质量损失约为 15% - 导致电池能量包装的另一个损失约为 10%。
因此，从纯能量密度角度来看，电池电动飞机的差异约为 48 倍劣势（甚至比 Bill 所说的还要糟糕）。但使用这个数字并没有考虑巨大的转换效率差异，因此用它来进行比较是没有意义的。
总结
当仅考虑发动机和传动效率来确定真正的比能差异时，这会将劣势降低到 48 / (3.4 x 1.03) = 13.7 倍差异。一旦考虑空气动力学和推进效率，那么实际任务相关能量密度的差异就是13.7 / (3.9 x 1.45) = 2.4 倍。
