燃油车用22年跨越马车时代,飞行汽车破茧还需多久?

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从卡尔奔驰1886年发明第一辆四轮汽车到亨利福特1908年量产福特T型车，人类用22年就让马车退出历史舞台。可如今不断增加的汽车保有量也让大都市变得越来越拥堵,中国十大主要城市的出行效率指数仅为50%——这意味着,城市居民每年要在拥堵中虚耗85个小时,相当于整整3.5天的时光。在'首堵'北京,这个数字更是突破了100小时大关。当地面交通已成为城市人挥之不去的心头痛,我们不禁将目光投向头顶那片未经开发的'第三维度'。飞行汽车的破茧之路，究竟还需要多久？

中国十大城市用车出行效率及拥堵时间

来源：罗兰贝格管理咨询公司《移动互联时代的城市出行》

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飞行汽车：臆想还是现实？



飞行汽车的基本定义

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何为飞行汽车

究竟什么是飞行汽车呢？狭义的飞行汽车概念是指飞机和汽车的结合体，一种主要在低空飞行的陆空两用交通工具；广义上的飞行汽车包括两大类，eVTOL（electric Vertical Take-off and Landing，电动垂直起降飞行器）和 陆空两用类。

其中，eVTOL仅具备飞行功能，这是目前飞行汽车研发的主流方向。目前全球有200多家企业在此领域布局。eVTOL与直升机的主要区别在于其为纯电动驱动，eVTOL与无人机的区别在于其主要以载人为主。



广汽集团GOVY AirJet（eVTOL）

陆空两栖类飞行汽车则兼顾空中飞行和陆地行驶。从车身结构上可分为陆空一体式和分体式。目前研发此类飞行汽车的企业很少，尤其是一体式结构飞行汽车的技术难度高，中短期难以实现；对于分体式飞行汽车，当前小鹏汽车和广汽已经推出相关产品。



小鹏汇天分体式飞行汽车



小鹏汇天一体式飞行汽车

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技术实锤

在2024年的最后一个月，小鹏"陆地航母"飞行器划过上海陆家嘴的天际线，在东方明珠塔前完成了一系列高难度飞行动作。这次试飞选址颇具象征意义——被誉为"浦东户外机库"的东方滨江大酒店草坪，见证了飞行汽车首次穿行于上海三大地标建筑（上海环球金融中心、金茂大厦和上海中心大厦）之间。



小鹏"陆地航母"飞行器试飞表现

而在飞行汽车领域的另一个里程碑早已树立：美国Joby Aviation的eVTOL原型机在2022年1月便获得了FAA特许适航证和美国空军适航批准。这款飞行器在研发阶段就展示了惊人的实力——单架原型机累计飞行里程超8500公里，创下了248.8公里的全球eVTOL单次飞行距离纪录。



Joby S4飞行器试飞表现

从试飞表现看，飞行汽车已不再是科幻电影中的想象，而是实实在在可以翱翔于城市上空的"空中坐骑"。人们正在用一个个技术突破，将这个梦想变为现实。

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商业试水

在试飞顺利的同时，飞行汽车正在加速驶入商业化轨道。小鹏汇天宣布其"陆地航母"将以不超过200万元的售价开启预售，并计划在2026年第一季度交付首批产品。同一时间节点，被誉为"未来城市实验场"的迪拜也将推出全球首个商用飞行出租车服务。



亿航智能EH216-S的官方售价

在国内，亿航智能的EH216-S已在上海龙华机场开启观光航线试运营，为未来的城市空中出租车服务进行全方位探索。市场前景同样令人振奋：摩根士丹利将2040年行业规模预期为1万亿美元。罗兰贝格更预测，到2025年全球将有3000架飞行汽车投入商用，到2050年这一数字将攀升至9.8万架。资本市场和企业的积极布局表明，飞行汽车已经从单纯的技术突破，开始向可持续的商业模式转变。

然而，当我们为飞行汽车的发展成果欢欣鼓舞时，也不得不直面一个现实：从技术验证到大规模商用，飞行汽车还面临着三道难以轻易跨越的门槛。这些挑战不仅考验着企业的创新能力，更关乎这项革命性技术能否真正融入我们的日常生活。

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难以跨越的「三重门槛」

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技术制约

飞行汽车要实现规模化商用，首先要跨越三大核心技术难关：

（1）电池系统之困

续航里程瓶颈：2023年工信部联合多部门发布的《绿色航空制造业发展纲要》为航空级电池定下了明确目标——能量密度（即每公斤电池能储存的电量）需达到400Wh/kg并实现量产，未来还要冲击500Wh/kg。然而，当前最先进的动力电池，如被誉为"超级电池"的宁德时代麒麟电池，能量密度也仅为255Wh/kg，与目标相差近40%。这意味着，当前的飞行汽车只能带着"超重"的电池上天，或者接受短得多的飞行距离。

电池寿命难题：在1C充放电速率下（即充满电需要1小时），当前电池的寿命约为1,500次循环。但飞行汽车需要更快的充放电速度，在5C速率下（12分钟充满），寿命会缩短至约1,000次。这意味着即使飞行汽车每天只飞行三次、充电三次，电池也需要一年更换一次。这种高频率的更换会给运营带来巨大成本压力。

安全性挑战：欧阳明高院士指出，目前电动汽车的自燃率已经降到了万分之0.44，但这远不能满足飞行安全需求。美国联邦航空局（FAA）要求商用飞行汽车的故障率需达到10^-8，欧洲航空安全局（EASA）更是要求达到10^-9。小鹏汇天为此专门采用了相变隔热材料来阻断电池组起火蔓延，确保故障电池有更长的安全缓冲期，但这又进一步推高了成本。



eVTOL电池与电动汽车电池性能差异

数据来源：中投产业研究院

（2）电机系统的两难

多电机带来的重量困扰：为确保单个电机故障不会导致坠机，主流飞行汽车都采用了多电机设计。如Joby S4就配备了6个主旋翼和4个备用电机。但这种冗余设计导致整机重量增加20%-30%。即使是国内领先的沃飞长空AE200，其27kg级电机已达到3.7kW/kg的功率密度（相当于一个普通成年人重量的电机能提供一辆小轿车的动力），但多电机叠加后，整体推重比仍低于传统直升机。

起飞时的强劲动力需求：飞行汽车在起飞阶段需要爆发超强扭矩。英国罗尔斯罗伊斯公司的EPU飞行电机扭矩达1300牛米，是广汽埃安"夸克"电机（320牛米）的四倍多。为达到这一性能，只能选用稀土永磁同步电机，其成本占整个推进系统的40%以上。



Rolls-Royce的新型电动涡轮引擎

（3）飞控系统的挑战

复杂环境适应难题：飞行汽车在城市空域飞行必须应对楼群间的风切变等复杂气流。2024年广州的一次试飞就暴露了这一问题——某型号飞行器因无法应对突发强风而触发安全机制紧急降落，显示出当前飞控系统在处理多重环境干扰时的不足。

安全距离感知不足：当飞行汽车以200公里/小时的巡航速度飞行时，现有毫米波雷达仅能探测500米内的障碍物，这意味着系统只有9秒的反应时间。虽然已有车规级激光雷达问世，但它们还无法满足航空级抗振动标准，无法应用于飞行汽车。



eVTOL面临的复杂的气动干扰

这些技术难关的存在，让飞行汽车的大规模商用之路仍充满挑战。每一项技术突破都需要整个行业的持续创新与巨额投入，这也解释了为什么即便我们已经看到了飞行汽车的雏形，距离其真正走入寻常百姓家可能还需要相当长的时间。

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法规迷宫

飞行汽车要进入市场，必须跨过严格的三重适航认证关卡。在国内，由于缺乏对eVTOL的明确定义，监管更显复杂：无人驾驶部分依据无人机法规，有人驾驶部分则按"一事一议"模式进行特殊类别航空器审定。

首先是型号合格证（TC），这是证明产品设计安全可靠的第一关。以亿航智能EH216-S为例，企业需完成500多个科目的摸底试验、4万余次调试飞行，以及65个大项、450多个科目的验证试验，才最终取得认证。这个过程通常需要3-5年时间。

其次是生产许可证（PC），要求企业建立严格的质量控制体系。从原材料、供应链到生产环节、售后维护，每个细节都必须可追溯、可控制。最后，每架出厂的飞行器还需获得单机适航证（AC），确保其完全符合设计标准和质量要求。

这些审定涵盖结构强度、系统集成、电气设备、燃油系统、消防保护等多个方面，每一项都不容马虎。与传统航空器相比，eVTOL在技术架构、产品构型和运行模式上都存在巨大差异，这使得审定过程更加谨慎和复杂。



沃兰特型号合格证获受理

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社会接受度

飞行汽车的普及不仅是技术突破的问题，更需要跨越深层的社会心理障碍。欧洲航空安全局（EASA）与麦肯锡2021年的联合调研揭示了公众的核心担忧：当起降设施靠近住所时，48%的受访者担心噪音问题，41%的人对安全性表示忧虑。

噪音控制已成为eVTOL规模化应用的关键门槛。业内普遍认为，飞行汽车必须做到显著低于传统直升机的噪音水平，并能够自然融入城市背景音中。正如上海时的科技CMO蒋俊接受财新周刊记者采访时所说："只有不扰民，eVTOL才能规模化应用。"

除了对噪音的担忧外，公众对飞行汽车的机械可靠性、维护标准也存在质疑。万一发生故障，城市中的高楼大厦会让应急迫降变得极其危险。此外，黑客入侵、恶意操控等网络安全风险也让人忧心忡忡。

另外在生态环境方面，飞行汽车的大规模商业化将会进一步压缩鸟类的生存空间，甚至导致鸟类在城市中逐渐绝迹。同时飞行汽车的高昂成本可能加剧交通资源分配的不平等。如果只有富人才能负担"空中特权"，将会进一步损害飞行汽车的大众化前景。

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未来落地猜想

尽管飞行汽车面临着技术、法规和社会认知等多重挑战，但这并不意味着其发展前景黯淡。恰恰相反，这些"三重门槛"正在倒逼整个行业不断创新和突破。电池技术在能量密度和安全性方面持续进步，适航认证体系逐步完善，社会对新型出行方式的接受度也在逐步提升。特别是近年来，国家层面对低空经济的重视和地方政府的积极布局，为飞行汽车的商业化发展注入了新的动力。

那么，飞行汽车究竟何时才能真正走进我们的生活？基于当前的发展态势和政策导向，我们可以对其未来落地路径做出以下预测：

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2025-2030年内：特定场景试运营

在未来五年内，eVTOL将主要在特定的低空经济场景中进行试点运营。例如，在低空文旅、城市短途接驳、医疗救援等领域，eVTOL将借助特定空域的划定，实现小规模商业化运营。部分核心城市的低空起降设施将陆续建设完成，以支撑日常飞行需求。

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2035-2040年：商业化推广阶段

进入10至15年后，eVTOL行业预计将进入规模化推广阶段。受益于电池和电机成本的进一步降低，eVTOL的运营成本将显著下降，从而推动商业化应用扩展至更广泛的载人空中交通和物流配送领域。届时，基础设施建设将从核心城市扩展至主要都市圈，政府在空域管理方面的开放程度也会提高，eVTOL的航线将由试点扩展至城市间短途通勤。此外，市场竞争将趋于白热化，行业将经历类似新能源汽车产业的洗牌，最终形成区域性头部企业。

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2045年后：大规模普及

在20年后，eVTOL有望成为城市交通网络的重要组成部分，形成多层次、分工明确的立体交通体系。技术层面上，飞行器的安全性、续航能力和智能化水平将大幅提升，支持更长距离的跨城飞行。政策方面，政府的监管框架将趋于成熟，空域管理体系更加完善，进一步推动eVTOL的日常化应用。随着行业发展趋于成熟，eVTOL的运营模式将逐渐从政府和资本扶持阶段过渡到市场自驱动，最终形成可持续的商业生态。

参考资料

[1] 中投顾问观点| eVTOL与电动汽车的关键性能、核心结构对比分析 —— 搜狐网

(https://www.sohu.com/a/786497011_255580)

[2] 罗尔斯-罗伊斯介绍为eVTOL开发的新型电动涡轮增程器 —— cnBeta

(https://www.cnbeta.com.tw/articles/tech/1292429.htm)

[3] 欧洲航空安全局提示 噪音影响大众对飞行汽车接受程度 —— 财新

(https://m.caixin.com/m/2021-05-21/101715872.html)

[4] 打个“飞的”——2025年中国飞行汽车/eVTOL发展前景研究报告 —— 艾瑞咨询

(https://www.iresearch.com.cn/Detail/report?id=4681&isfree=0)

[5] 亿航智能EH216-S无人驾驶eVTOL上海首飞，世界级中心城市将迎来空中出租车新出行 —— 亿航智能

(https://www.ehang.com/cn/news/1179.html)

[6] 新时代低空经济的载体-eVTOL技术要点：分布式推进系统，电机，构型 —— 腾讯网

(https://news.qq.com/rain/a/20240814A04HR900)

[7] 迪拜即将启动空中出租车项目 助力智慧交通发展 —— 阿联酋通讯社

(https://www.wam.ae/article/b58zqnq)

[8] Joby的eVTOL原型机已获FAA特许适航证及美国空军适航批准 —— 航空产业网

(https://www.chinaerospace.com/article/show/bb113521a0d7cbd19d3dee3eb4323c4a)

[9] 小鹏汇天飞行汽车亮相北美CES，“陆地航母”四季度开启预订  —— 小鹏汽车

(https://www.xiaopeng.com/news/company_news/5241.html)

结语

难道正如本文所说，20年后飞行汽车就能步入千家万户吗？或许未必。但我们更该思考的，不是让飞行汽车在无序竞争中“野蛮生长”，而是如何在安全、法规与社会共识的合力下，让它真正成为未来主流的出行方式。飞行汽车的“破茧”绝非只依赖资本投入与技术突破，更需要一次深刻的法规重塑与观念升级。一个世纪前，人类用22年让汽车替代了骏马；而当下的我们，也正在迈向另一个全新时代。

作者介绍

吴宜涵

  吴宜涵，硕士研究生，本科毕业于上海科技大学电子信息工程专业，2023年加入上海科技大学电力电子与再生能源实验室。目前主要研究方向是超高升压比变换器和车顶光伏供电。

图片| 吴宜涵

文字| 吴宜涵

排版| 诸葛英健