据估计，到 2035 年，全球将有多达 25,000 架eVTOL（电动垂直起降）飞机投入使用。这一数字占当今全球民用直升机机队的 60% 以上。这些飞机将在改变城市空中交通、减少城市拥堵和提供可持续的短途运输解决方案方面发挥关键作用。一旦OEM（原始设备制造商）获得认证，并且该行业开始增加产量，仍将存在许多制约因素需要解决，从空中交通管制和飞行员可用性到垂直起降机场网络的部署。
下面，我们将探讨这些关键挑战以及可能在未来几年推动 eVTOL 行业增长的机遇。
认证障碍和安全要求
eVTOL 飞机的认证仍然是制造商面临的最大挑战之一。与传统固定翼飞机不同，eVTOL 引入了新的复杂技术，例如分布式电力推进、复杂的自主系统和尖端的安全功能。美国联邦航空管理局 (FAA)和欧洲航空安全局 (EASA)等监管机构正在努力调整现有法规，以确保这些新型飞行器满足严格的安全要求。
认证过程非常严格，因为必须确保 eVTOL 飞机符合最高安全标准，才能载客。为了获得认证，制造商必须证明其在各种运行条件下的可靠性，就像早期的直升机和商用喷气式飞机必须证明其适航性一样。
因此，制造商在冗余和安全关键系统方面投入了大量资金，以提高对可能出现故障的恢复能力。即便如此，获得类型认证仍是一个繁琐的过程，可能需要数年时间，从而减慢了量产的时间表。
基础设施开发和垂直起降机场
另一个制约 eVTOL 市场扩张的重要因素是缺乏基础设施，特别是垂直起降机场。垂直起降机场对于 eVTOL 服务的有效运营至关重要。这些设施不仅仅是着陆台；它们需要提供充电功能、维护设施、乘客处理以及安全的起飞和着陆路线。现有的机场、直升机场和城市屋顶可以改造成垂直起降机场，但需要对基础设施进行大量投资。
成功实施垂直起降机场还需要市政当局、私人投资者和地方政府之间的合作，以确保它们位于能够带来最大效益的地方。洛杉矶和新加坡等一些大城市已经开始建设此类基础设施，这些城市正在积极规划部署垂直起降机场的城市空中交通网络。
空中交通管理和监管挑战
当前的空中交通管理(ATM) 系统是为传统飞机设计的，不适用于数千架在低空飞行的小型电动飞机。eVTOL 交通密度的增加，尤其是在城市环境中和周边地区，将对现有的空中交通管制员构成重大挑战。
为了应对日益增加的空中交通的复杂性，需要采用新技术，包括无人机系统交通管理 (UTM)系统。这些系统由 NASA 和其他机构开发，将有助于将 eVTOL 安全地整合到空域中。它们依靠先进的算法、实时数据共享和机器学习来预测和管理飞行路径、缓解拥堵并避免碰撞。
成功将 eVTOL 融入城市空域还需要对当前的 ATM 法规进行重大更新，这意味着需要与世界各地的监管机构进行持续协调。
飞行员可用性和自主技术
扩大 eVTOL 运营规模的另一个主要挑战是缺乏训练有素的飞行员。与传统飞机不同，eVTOL 可能需要一套不同的驾驶技能，尤其是那些依赖半自动或自动技术的机型。当前的商业飞行员培训计划不足以满足这一未来需求。
但从长远来看，预计许多 eVTOL 飞机将实现完全自动驾驶，从而减少或消除对机上飞行员的需求。Joby Aviation和Volocopter等多家制造商已开始开发自动驾驶功能，一旦安全性得到证实，这将进一步加速采用。与此同时，合格飞行员的可用性仍将是一个瓶颈，可能会限制该行业的初期增长。
扩大生产和供应链挑战
扩大生产以满足不断增长的需求是 eVTOL 制造商面临的另一个关键障碍。eVTOL 飞机使用的许多部件都是尚未大规模生产的尖端技术。例如，电池技术是 eVTOL 性能的最关键方面之一。这些飞机需要高能量密度电池，能够支持频繁起飞和降落，并且充电时间短。锂离子电池和新兴的固态电池仍在不断发展，它们的工业规模可用性对于 eVTOL 行业的发展至关重要。
另一个重大挑战在于复合材料的供应链。eVTOL 需要轻量化，其结构通常依赖于先进的复合材料来最大限度地减轻重量，同时最大限度地提高强度。这些材料的成本可能很高，而且难以按批量生产所需的规模生产。
因此，制造商正在寻求创新方法来简化生产并确保可靠的材料来源。
经济可行性和市场接受度
尽管潜在客户的需求强劲，但由于开发、认证和生产这些飞机的成本高昂，eVTOL 市场可能在 2030 年之前仍会受到限制。eVTOL 服务的价格需要与现有的城市交通方式具有竞争力，以确保广泛采用。规模经济将在降低成本方面发挥关键作用，但在此之前，最初的 eVTOL 服务可能被视为奢侈品，针对高收入人群或医疗运输等特殊用途。
公众接受度也是 eVTOL 扩张的关键要素。需要解决噪音、感知安全性和环境问题等问题才能获得广泛支持。电力推进技术有望比传统直升机运行更安静，但在人口密集的城市地区，噪音仍将是一个问题。Lilium 和 Joby 等公司正在投资降噪技术，以改善公众认知并促进市场接受度。
结论
虽然 eVTOL 行业潜力巨大，但在这些飞机成为主流交通工具之前，必须克服重大挑战。认证障碍、基础设施开发、空中交通管理、飞行员可用性和生产规模都是决定该行业在需求开始增长后扩张速度的关键因素。尽管面临这些挑战，城市空中交通的前景仍继续推动创新，主要参与者投资技术和合作伙伴关系，这可能会在 2035 年之前引发我们对城市交通的看法的革命。
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