升力巡航型飞行器是将升力与巡航功能分离,用多组升力旋翼满足垂直起降需求、独立固定机翼与推进系统提供巡航动力的一类电动垂直起降飞行器技术,是平衡技术风险与性能的商业化优选方案。
升力巡航构型突围:为什么它成为当前eVTOL商业化落地的最优选型?
2025年4月的上海国际车展上,峰飞航空一架2吨级电动垂直起降(eVTOL)航空器的亮相,让不少观展者第一次直观感受到低空出行离日常并不遥远。这架搭载宁德时代动力电池的飞行器,采用的正是如今行业落地进度最快的构型方案——升力巡航复合翼,也就是业内常说的升力巡航型飞行器。
在eVTOL领域,多旋翼、倾转旋翼、升力巡航是目前全球玩家探索的三大主流技术路线。诞生时间并不算早的升力巡航构型,为何能在短短数年内走到商业化落地的第一梯队?它究竟凭借什么平衡了技术风险与应用需求,成为当前低空经济赛道中商业化潜力最高的技术方案?
打开任意一份eVTOL企业的融资路演材料,三大构型的优缺点对比永远是绕不开的核心内容。作为起步最早的技术路线,多旋翼eVTOL的优势足够清晰:结构简单、技术成熟、研发周期短,已经有不少产品完成了试点飞行,但它的短板也直接限制了应用场景——依靠多个旋翼同时提供升力和推进力,飞行阻力大、能耗高,目前公开的主流产品巡航速度大多不超过130公里/小时,航程很难突破200公里,只能满足近距城市内点对点的短途出行,对于城际出行、中远程物流这类更广阔的市场来说,能力边界太过明显。
而被不少行业人士视为“终极方案”的倾转旋翼构型,性能参数足够亮眼:它可以通过旋翼倾转实现垂直起降和水平巡航的切换,只需要一套动力系统就能完成两种工况,整体气动效率更高,理论上可以实现更快的巡航速度和更远的航程。但硬币的另一面是,倾转过程中的动力学控制极其复杂,动力系统的结构可靠性要求极高,研发和适航验证的周期都远长于其他路线,直到目前全球都没有成熟的倾转旋翼eVTOL拿到适航证,距离商业化落地还有较长的路要走。
夹在两者之间的升力巡航构型,恰恰走出了一条中间路线,用复合设计平衡了性能和风险。升力巡航的核心逻辑很简单:把升力和巡航的功能分开,专门设置多组升力旋翼满足垂直起降需求,再由独立的固定机翼和推进系统提供水平巡航的升力与动力——既保留了多旋翼垂直起降不需要专用跑道的优势,又利用固定翼的气动效率降低了巡航阶段的能耗,同时避开了倾转旋翼复杂的动力倾转机构设计,技术风险和研发成本都得到了有效控制。
峰飞航空这款已经公开亮相的2吨级升力巡航eVTOL,就是这种平衡逻辑的典型样本。根据峰飞航空高级副总裁谢嘉公开披露的数据,这款产品的巡航速度可以达到200公里/小时,货运版本最大商载400公斤,载人版本可以搭载5名乘客,在载荷和航程之间实现了现阶段最贴合市场需求的平衡。对比来看,多旋翼产品普遍只能搭载2-3人,巡航速度多在100-150公里/小时区间,升力巡航的性能优势一目了然;而和倾转旋翼产品相比,它的研发进度已经领先了2-3年,更早具备了商业化试点的条件。
这种性能落地平衡的特性,刚好契合了当前低空经济商业化初期的场景需求。今年5月1日,亿航智能的EH216多旋翼飞行器已经在国内多个景点开启了观光游览的商业化试点,证明了低空出行的市场需求真实存在,但短途观光终究只是一个规模有限的细分市场。要真正撑起千亿级的低空经济,必须覆盖都市圈城际出行、城市通勤、机场接驳、中远程低空物流这些更高频次、更大体量的应用场景,而这些场景对速度、载荷、航程的要求,刚好是升力巡航构型可以满足的。
以上海到苏州的都市圈城际出行为例,地面驾车通行距离约100公里,加上高峰期拥堵,通行时间普遍在1.5-2小时之间。如果乘坐升力巡航eVTOL,以200公里/小时的巡航速度计算,飞行时间只需要30分钟左右,刚好可以发挥低空交通的速度优势,同时5人的载客量也可以满足家庭出行、商务出行的客流需求,单位客流的运营成本比小载客量产品更低,更容易被市场接受。在物流场景,400公斤的商载也可以满足城际生鲜运输、高端零部件配送、应急物资投送的需求,比多旋翼产品100-200公斤的商载实用性强很多。
产业配套的成熟度,也在推动升力巡航构型加速落地。这次峰飞航空在上海车展展示的产品,直接搭载了宁德时代的量产动力电池,而升力巡航较低的能耗特性,刚好适配当前动力电池的能量密度水平。根据行业测算,在相同航程和载荷要求下,升力巡航构型对动力电池能量密度的要求,比纯多旋翼低15%-20%,不需要等待下一代电池技术突破,用当前成熟的量产产品就可以实现设计指标,这大大缩短了产品的落地周期。
当然,升力巡航构型也并非没有缺点。相比倾转旋翼,它需要安装额外的升力旋翼和机翼,在水平巡航阶段,不提供动力的升力旋翼会产生额外的气动阻力,一定程度上会降低整体气动效率。但对于商业化初期的市场来说,这个缺点是完全可以接受的:目前国内低空开放还处于逐步推进的阶段,初期运营的航线航程大多在100-300公里之间,升力巡航的阻力增加带来的航程损失,完全可以通过当前的电池技术弥补,而更早落地带来的市场先发优势,远远超过了气动效率上的一点点损失。
从行业目前的进展来看,升力巡航已经成为了国内eVTOL领域落地进度最快的构型路线。不止峰飞航空,国内不少头部eVTOL企业都推出了自己的升力巡航产品,从2023年开始就陆续启动了试点运行,部分货运产品已经开始了常态化的物流配送测试,预计在2026-2027年就有望拿到适航证,开启小规模商业化运营,而倾转旋翼产品普遍的预计适航时间都在2030年前后,时间差已经拉开。
站在低空经济产业发展的当前节点来看,升力巡航构型的突围,本质上是技术路线选择适配产业发展阶段的必然结果。在产业发展初期,市场需要的不是理论上性能最优的方案,而是能够尽快落地、能够用现有技术满足核心需求、能够快速开启商业化验证的方案。升力巡航恰恰踩中了这个节点,用平衡的设计换来了落地速度,让飞行汽车从概念真正走到了应用的门口。
未来随着低空航线网络的完善、动力电池技术的突破,倾转旋翼或许会成为更主流的选择,但至少在接下来的5-10年,升力巡航型飞行器会是推动低空经济从政策试点走向大众日常的核心动力——2025年的车展亮相已经完成了预热,2025年五一的多旋翼观光试点已经唤醒了市场需求,接下来,我们很快就能在长三角、珠三角的都市圈上空,看到越来越多升力巡航eVTOL的身影。
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最后更新:2024-12-01
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