产业智库 | 飞行汽车产业全景、发展预测

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产业认知

飞行汽车是汽车和飞机的结合体而又有别于这两种交通工具，是一种新型的交通载具。是指面向智慧立体交通、具有飞行功能的汽车，是电动化、智能化、立体化的陆空两栖汽车。

根据动力形式的不同，飞行汽车可以分为电动驱动型和燃料驱动型，例如2014年Aeromobil公司研发的Aeromobil 2.5、2015年Klein vision公司研发的AirCar V5以及2017年Moller公司研发的Moller skycar M400等动力形式采用燃油发动机，而Terrafugia公司的产品TF-2A、Kitty Hawk公司的飞行汽车Heaviside等动力形式采用电驱动系统。根据结构形态，又可分为固定翼构型、多旋翼构型、分体式构型等不同类型。固定翼构型的飞行汽车，如KleinVision公司设计的智能飞行汽车，通常配备可折叠的固定翼，以便在公路上行驶。多旋翼构型的飞行汽车，如荷兰PAL-V Liberty飞行汽车，转子桅杆在驾驶模态时自动折叠。分体式构型，通常是在汽车上配载可分离的小型航空器，如小鹏汇天2024年发布的“陆地航母”分体式飞行汽车。

飞行汽车需求客观存在，但技术上的可行性有待验证，同时推广上也面临着现行交通制度和民航法规的制约，目前尚处于产业概念的验证阶段，离真正的商业化尚有较长的路要走。

表1 国家层面及上海层面关于飞行汽车相关文件

产业全景

CGT行业市场增长预测

（一）上下游产业链



图1  飞行汽车上下游产业链

上游：原材料及关键零组件。飞行汽车制造所需关键原材料、零部件等。其中，关键原材料包括碳纤维复合材料、钛合金、铝合金等，这些材料用于打造飞行汽车的机身、机翼和底盘，以保证其在空中和地面的双重模式下具备足够的强度和轻量化特性；零部件包括用于燃油驱动的发动机、燃油系统、排气装置，用于电动驱动的电动机、电池组和充电系统以及传感器、芯片、底盘、机体等。

中游：系统集成和整机制造。中游是飞行汽车产业链核心，目前市场上的相关企业主要集中在这一环节，负责飞行汽车系统的设计、研发，整机的测试和生产。中游的技术研发涉及多领域，如空气动力学、材料科学、机械工程和电子控制系统等，主要包括动力系统、飞控系统、导航系统、通信系统，智能控制系统等；整机制造涵盖固定翼和多旋翼的陆空两用飞行汽车。

下游：后服务市场及场景运营。随着飞行汽车技术的不断成熟，会形成融资租赁、定期维护、充电补能等后服务市场。同时，城市空中交通、紧急救援、物流配送、医疗运输、旅游观光和高端出行等运营场景将不断成熟。其中，城市空中交通市场或将是飞行汽车最重要的应用领域，通过将部分地面交通转移到空中，能够有效缓解城市交通拥堵问题。

（二）飞行汽车与eVTOL对比

飞行汽车具备地面行驶和空中飞行双重模式，而eVTOL则专注于垂直起降飞行。飞行汽车英文名为“flying car”，设计更偏向地面行驶，类似于陆空两用交通工具；而eVTOL全称为“electric vertical takeoff and landing”，其核心在于垂直起降功能，专为空中飞行设计。

飞行汽车设计更复杂，涵盖机械和动力传动问题，而eVTOL则以电气化技术为主。eVTOL的技术基础包括集成电路、半导体、飞行控制、软件、电控、电机和锂电池等，特别是动力传动和结构强度。飞行汽车需要解决动力系统的双重输出问题，即如何在地面和空中两种模式下有效传递动力。此外，机翼的折叠和存放也是重要的设计挑战，需要确保在地面行驶时不影响车辆的尺寸和操控性，同时在空中飞行时提供足够的升力和稳定性。虽然现代飞行汽车也可以采用电驱动力和自动飞行控制，但其技术发展路径主要基于传统机械设计，与eVTOL的电气化路径存在本质差异。

飞行汽车的应用场景侧重于门到门的快速出行，而eVTOL主要用于城市空中交通。飞行汽车设想的典型应用是从家中出发，以车辆状态到达机场，转换为飞机状态飞往目的地，再以车辆状态到达最终目的地。如果具备垂直起降功能，其便利性更高。eVTOL的主要应用场景则是城市空中交通，旨在通过提供空中交通服务，缓解城市地面交通的拥堵。

（三）商业化落地挑战

总体而言，目前飞行汽车产业仍处于发展的早期阶段，处在原型验证和小规模试生产的阶段。尽管已有多个飞行汽车原型实现了成功试飞，但大规模商业化应用还有诸多挑战亟待突破，主要包括三点：

性能：飞行汽车面临基本动力学性能矛盾、起飞降落需要平直滑道、受天气影响严重等问题。为了适应空气动力学，飞行汽车需要流线型机身以减少飞行阻力，尤其是底盘部分。然而，汽车形态要求底盘厚重且平坦，以保证路面行驶的稳定性和适应性，这与飞行时低阻力的需求相矛盾。此外，飞行汽车起飞和降落需要数百米长的平整跑道，这限制了其用途。飞行汽车的性能还会受到天气影响，例如季节变化导致的空气密度变化会显著影响飞行性能。

成本：飞行汽车高昂的材料成本和研发生产成本难以被市场普及。飞行汽车机身使用碳纤维复合材料和钛合金制成，以保证升力平衡重力，并尽量减轻机身重量。AeroMobil采用碳纤维复合材料使整车重量仅为450公斤，约为普通汽车的一半。此外，飞行汽车不仅需要道路行驶的电子设备，还需配备飞行所需的电子设备及安全降落伞。其动力系统复杂，如AeroMobil自主研发的Rotax 912引擎，同时驱动螺旋桨和汽车前轮。高昂的研发和生产成本使飞行汽车价格难以被普通消费者接受。

监管：飞行汽车的上路与飞行需要通过各国监管部门的审批。虽然AeroMobil获得了斯洛伐克民用航空管理局的授权，Transition在美国获得了国家公路交通安全管理局的免税许可，Liberty通过了美国和欧洲的道路及航空安全规定，但国际上众多国家对飞行器和车辆有严格的安全管理规则。各国对飞行汽车使用空域的规定尚未明确，法规审批将显著影响飞行汽车的量产。中国私人驾机飞行必须向军民航空管理部门申请飞行区域和计划，并需获得批准，跨省飞行还需向两省军管部门提出申请，否则将面临处罚。

产业预测

（一）场景落地的三个阶段

载物测试与验证阶段（2024-2030）。受制于技术和基础设施的不完善，实现飞行汽车载物阶段大约需要5年，物流类的载物配送成为首要的示范方向。采用垂直起降方式，飞行汽车起点和终点占地小、成本低，配送效率比传统配送高，提升了消费者购物的便利性，且活动范围主要在城郊和城市中心，或者是交通不便利的偏远山区，不管是城市中心还是偏远山区都能享受飞行汽车的便利性，对居民的影响较小，是一种社会接受度较高的应用场景。

陆空一体化多场景试点阶段（2031-2035）。在这个阶段，飞行汽车拥有强大的电力系统，可以在陆地和空中正常使用，从而实现陆空两栖，但是该阶段的发展主要受到非技术性因素影响，如管理水平、基础设施、社会接受程度、安全水平和市场需求等。因此，这一阶段需要更长的时间来实现，可能需要15年或更长时间。要实现立体智慧交通，需要解决低空路线规划和相关配套措施，能与地面智慧城市的智慧交通对接问题。未来，随着动力电池的性能优化、车身结构轻量化、动力传递效率提高，飞行汽车续航里程将不断提升，有望在城市与城市之间实现公交化运营。垂直起降形式的电动飞行汽车与智慧城市的智慧交通系统结合，将实现立体交通早期落地的目标。

面向商业化载人阶段（2036-）。载人需要考虑更多技术和非技术类的要求，大约需要10～15年。在载物阶段的基础上，开始载人阶段试运行，采用的仍然是垂直起降的电动飞行汽车。载人eVTOL成为低空智能出行的运载工具，出于舒适性的考虑，此时的飞行汽车可能会采取分体式的形式，即智能驾驶底盘和智能座舱相结合的方式，这种方式能为未来一体化飞行汽车提供技术基础。可以从医疗救治、警用和搜救等急救使用场景开始，然后再慢慢扩展为城市中点对点的固定航班运行，空中的士将会有效解决大城市早晚高峰造成的道路拥堵。

（二）技术创新方向

动力技术和机电设计。动力系统是飞行汽车的核心技术之一，其功率密度和效率决定了车辆的承载能力和续航能力。当前，动力系统主要分为燃油驱动和电驱动两种形式。电动驱动系统具有高效、低噪音、环保等优点，但其能量密度和续航能力受到电池技术的限制。目前研究旨在提高电池循环寿命和比功率，但即使未来锂电池达到1000Wh/kg（假设值），300kg的电池重量也难以满足飞行汽车的航时需要。此外，飞行汽车的机电设计需要解决陆空两种模式下的兼容性问题。机电系统不仅需要支持飞行模式下的稳定控制和动力输出，还需满足地面行驶时的安全性和舒适性。因此，飞行汽车的设计整合了来自材料学、动力学、机械学和计算机科学等多学科知识。现有飞行汽车多通过去除底盘来延长航程和降低能耗。虽在一定程度上延长了飞行汽车的航程，但大幅度削弱了飞行汽车的地面驾驶功能。因此，在不影响地面驾驶功能的前提下实现底盘轻量化，是一大技术难点。

多模态切换技术。多模态切换技术是实现飞行汽车陆空兼容性的关键。飞行汽车需要在空中飞行和地面驾驶之间灵活转换，这要求车辆具备高效的模态切换能力。目前，多数飞行汽车通过跑道进行助跑与缓冲，折叠机翼实现从飞行模式到地面模式的转换。例如，Aeromobil与KleinVision公司设计的飞行汽车通过固定翼向后折叠实现模态切换，而Terrafugia公司的智能飞行汽车则通过向两侧折叠机翼达到相同目的。近年来垂直起降技术在飞行汽车中也有应用，如空客公司研制出的“Pop.Up”飞行汽车，结合地面小型双座车辆的灵活性与垂直起落飞行器（VTOL）的自由性和速度，实现固定翼垂直起降功能。除了受飞行汽车系统构型影响外，模态切换任务还可以通过感知、决策与规划、智能控制等智能化技术提高其安全性与效率，保证驾驶的安全。

模块复用技术。模块复用技术是飞行汽车技术融合的另一创新方向。大部分飞行系统的动力系统为双驱动系统，采用两套独立的动力装置。车辆飞行阶段的驱动力由螺旋桨提供，地面行驶时电机驱动车轮，这种方式能够缩短起飞阶段的距离，提升飞行汽车的动能效率。但是这种设计提高了其动力复杂性和制造成本，行驶稳定性较差，一定程度上限制了车辆的载荷及速度等关键性能。实现模块复用则能降低车辆结构和航电系统的复杂度，简化操作难度，同时执行器（即飞行汽车的车轮、螺旋桨等末端动力系统执行器）共用也是为飞行汽车带来高效运动、结构轻量化、高可靠性等优势的关键，通过形变智能技术，飞行汽车能够高效、智能地进行构型变形，突破飞行器与汽车融合的限制，提升整体性能。

（三）市场潜力预测

结合摩根士丹利研究等数据，预计2030年全球飞行汽车规模达到964.60亿美元，2040年达6409.19亿美元，2030-2040年复合增长率为21%。其中中国市场2030年可达500.24亿美元，2040年飞行汽车市场规模将达到2393.31亿美元，2030-2040年复合增速为17%。飞行汽车作为面向城市空中交通和未来出行的新型交通工具，或将成为航空和汽车产业跨界融合的重要方向。



图2  2030-2040年全球及中国飞行汽车市场潜力预测

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