蔡汝鴻

XC-142傾轉(zhuǎn)機翼貨運飛機

談電動垂直起落飛機的發(fā)展

20年前，即1997年，垂直起落飛機著名專家、現(xiàn)美國直升機學(xué)會（AHS）執(zhí)行理事邁克· 赫希伯格（Mike Hirschberg）在該學(xué)會刊物《垂直飛行》3/4月號上發(fā)表了名為“垂直與短距起落飛行頭半個世紀”的文章。該文最突出的貢獻就是將直升機的垂直起落能力與固定翼飛機的高速前飛能力相結(jié)合的飛行器進行了清楚詳細的分類。在文章選用的45種已制造和試驗的垂直與短距起落（V/STOL）飛行器中，那時只有3種被認為是成功的。它們是：英國航空航天公司的“鷂”式戰(zhàn)斗機、原蘇聯(lián)雅克夫列夫設(shè)計局的雅克-38和美國貝爾-波音聯(lián)合研制小組的V-22“魚鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼機。從那時起經(jīng)過10年，V-22“魚鷹”飛機才投入部隊使用，經(jīng)過20年才只有另一種V/STOL飛機進入服役，它就是F-35B。

1995年，邁克·赫希伯格開始參與F-35B垂直起落戰(zhàn)斗機初期計劃的“聯(lián)合打擊戰(zhàn)斗機計劃”（JSF）辦公室推進系統(tǒng)研制小組的工作。該計劃的目標是研制世界上第一種作戰(zhàn)超音速V/STOL噴氣式飛機。當時，“先進短距起飛與垂直降落”（ASTOVL）計劃已并入了JSF計劃。

比較粗短的亞音速“鷂”式戰(zhàn)斗機是在20世紀50年代末設(shè)計的，它采用單發(fā)動機推力矢量的推進系統(tǒng)。由于相對簡單，因而取得了成功。然而，20世紀80年代和90年代初進行的ASTOVL研究探索表明，對于獲得能短距起飛和垂直降落（STOVL）超音速戰(zhàn)斗/攻擊機所需的細長機體來說最有希望的方法是采用升力風扇，后來在洛克希德X-35B和現(xiàn)在的F-35B飛機上就是這樣做的。升力風扇增大STOVL和懸停飛行時的推力，并且通過前后分布推力而使發(fā)動機的位置可以偏離飛機重心。

V/STOL發(fā)展緩慢的原因

上述研制成功的V/STOL飛機動力傳輸都是采用機械傳動軸的。邁克·赫希伯格的研究指出，已研制成功的機械傳動V/STOL飛機存在一些問題。首先，垂直飛行與巡航飛行所需的推力相差很大。這意味著裝機功率要遠大于飛機巡航所需功率，或者需要采用專門用于垂直飛行的獨立推力裝置；其次，懸停時推力要在飛機重心周圍均衡分布，包括縱向和橫向；其三，要達到推力的均衡分布會帶來機械的復(fù)雜性，例如需要許多多余的獨立發(fā)動機或者多發(fā)動機之間的交聯(lián)轉(zhuǎn)動軸；還有燃油效率低，直接動力升力飛行本身就比氣動升力飛行效率低。

另外，V/STOL飛機在懸停、低速飛行、過渡飛行和巡航時必須在所有6個軸上保持控制。旋翼機上周期變距操縱的旋翼不僅能產(chǎn)生升力還能產(chǎn)生操縱力矩，而螺旋槳和噴氣發(fā)動機只能產(chǎn)生推力。因此，對于非旋翼機的V/STOL來說，低速操縱常常需要附加的操縱推進器或者各種推力矢量裝置（如使用高壓涵道燃氣），這增加了飛機的復(fù)雜性。由于V/STOL飛機的機械傳動復(fù)雜性高，其機械傳動軸、減速器或發(fā)動機的故障常常引起飛機墜毀和人員傷亡。

20世紀期間，V/STOL飛機的發(fā)動機故障率非常高，以至于20世紀60年代的貝爾飛機公司X-22四傾轉(zhuǎn)涵道驗證機為了安全采用4臺發(fā)動機和11臺減速器，裝機功率還大于所需功率的25%。德國多尼爾公司的Do31 V/STOL貨運飛機其總重與今天V-22“魚鷹”的差不多，但有效載荷和航程較小，卻采用2臺“鷂”式戰(zhàn)斗機所用的“飛馬”發(fā)動機和8臺垂直安裝的升力發(fā)動機。這樣做的目的是為了在一臺發(fā)動機出現(xiàn)故障時提高生存機會。但多臺發(fā)動機并不一定能保證安全，采用4臺發(fā)動機與4副螺旋槳的XC-142傾轉(zhuǎn)機翼貨運飛機的所有5架原型機還是都墜毀了或損壞了。

21世紀，發(fā)動機和傳動機械的可靠性較半個世紀前相比，已經(jīng)有了很大的提高。兩種最新的V/STOL飛機，F(xiàn)-35B和V-22可以采用最少量的發(fā)動機和傳動軸。盡管如此，由于關(guān)鍵飛行升力系統(tǒng)自身缺陷，V-22傾轉(zhuǎn)旋翼機從研制階段到投入使用期間一直事故。

由于機械傳動V/STOL存在上述缺陷，其發(fā)展始終非常緩慢，沒有取得突破性進展，產(chǎn)量較少，使用不廣泛。電動垂直飛行推進技術(shù)的新進展有望解決以前V/STOL設(shè)計方案中的許多問題。當電動機和儲能技術(shù)得到提高后，以前被認為過分復(fù)雜的多推力與多臺減速器的V/STOL構(gòu)型現(xiàn)在變得簡單易行了，至少在小比例模型V/STOL機的情況是這樣。

電動VTOL飛機異軍突起

在過去幾年中，出現(xiàn)了一股對用于個人飛行器、城市空中出租飛機和軍事任務(wù)的純電動和混合電動VTOL飛機感興趣的熱潮。2014年，美國直升機學(xué)會（AHS）、美國國家航空航天局（NASA）、美國航空航天學(xué)會（AIAA）以及美國汽車工程師學(xué)會（SAE）等技術(shù)學(xué)會聯(lián)合舉辦了一系列創(chuàng)新垂直起落飛行器研討會以支持這些技術(shù)和有關(guān)技術(shù)，并取得顯著效果。

電動VTOL不需要機械動力傳動裝置，允許設(shè)計者采用容易在飛機橫軸與縱軸線附近布置的簡單而無周期變距的螺旋槳，特別是由NASA“油脂之光”（Greased Lightning）項目已驗證的分布式電動螺旋槳。另外，與渦輪發(fā)動機不同，電動機轉(zhuǎn)速是連續(xù)可調(diào)的，便于在起飛和巡航之間的大轉(zhuǎn)速變化調(diào)節(jié)。這部分解決了VTOL飛機在機械傳動系統(tǒng)基礎(chǔ)上研制的致命問題：垂直與懸停飛行比機翼承載飛行所需推力大得多。

對于電動VTOL飛機感興趣的熱潮正在不斷高漲，因為與飛機電推進有關(guān)的技術(shù)也匯集起來，產(chǎn)生了非常激動人心的機遇。這對于VTOL設(shè)計者來說更是如此，因為與內(nèi)燃機和機械傳動系統(tǒng)相比，分布式電推進的動力傳輸相對靈活而且重量較輕。使用電線或其他導(dǎo)體代替?zhèn)鲃虞S和減速器向推進器傳輸動力意味著設(shè)計者可以把旋翼、螺旋槳或涵道風扇安置在機體的任何地方并且數(shù)量遠多于常規(guī)飛機。endprint

對于VTOL飛機來說，必須在任何飛行速度、懸停和任何轉(zhuǎn)換過渡的情況下能夠控制飛機。電動VTOL技術(shù)使設(shè)計者能把任何大小的推進裝置放在機體上任何位置也沒有問題，從操縱功效和氣動效率來說反而能獲得利益。這在以前是不可能的，因為會造成難以想象的交叉軸與減速器的復(fù)雜性。

NASA蘭利研究中心的馬克·摩爾（Mark Moore）計算結(jié)果表明，分布式電推進飛機的優(yōu)良升阻比與推進效率比直升機高一個數(shù)量級。由于分布式電推進采用多個小電動機和螺旋槳代替直升機笨重的減速器、傳動軸以及復(fù)雜的旋翼槳轂，消除了對直升機飛行時關(guān)鍵部件的影響并減少了使用維護費用。分布式電推進飛機不僅使用費用低而且無熱燃油發(fā)動機的噪音與燃燒污染。

馬克·摩爾把電力和航空汽油的能量當量費用進行比較后指出，電力當量費用約是航空燃油的一半。電動VTOL飛行平臺飛行效率是直升機的11.8倍，加上燃料費用僅50%，轉(zhuǎn)換成能源成本為直升機的4.2%。

考慮到發(fā)電、儲能和控制技術(shù)的進展，分布式電推進方案為垂直飛行打開了新思路設(shè)計。分布式電推進通過電線向旋翼、涵道風扇和其他升力裝置提供動力，能夠改變各種尺寸大小的垂直起落飛機的外形和性能。美國先進飛機公司（AAC）16.3千克重的“大力神”（Hercules）無人駕駛飛機系統(tǒng)（UAS），由混合動力的汽油發(fā)動機和發(fā)電機組向懸臂梁安裝的帶有螺旋槳的8臺電動機供電，用于懸停和前飛。AAC的28.1千克“油脂之光”UAS（電池供電），在其傾轉(zhuǎn)機翼和尾翼上有10副電動機驅(qū)動的螺旋槳，使飛機可由旋翼承載方式的VTOL飛行過渡到效率高的機翼承載的巡航飛行。e-Volo股份有限公司的VC200 Volocopter多旋翼直升機（電池供電）重450千克，它在格環(huán)上安裝8臺電動機和相配的旋翼螺槳，當出現(xiàn)故障時可只利用其中4臺電機與旋翼螺槳就能安全降落，該機于2015年4月由1人駕駛進行了首飛。

美國高級研究計劃局（DARPA）資助的5443千克“雷擊”（Lightning Strike）無人駕駛實驗性VTOL飛機采用渦軸發(fā)動機-發(fā)電機混合動力，驅(qū)動在傾轉(zhuǎn)機翼和鴨式前翼中的24臺涵道風扇，其飛行速度可達740.8千米/時。NASA蘭利研究中心的馬克·摩爾把創(chuàng)新的分布式電推進設(shè)計與直升機進行了比較，認為分布式電推進使設(shè)計者能把推進器布置在飛機上想要的任何位置。這就意味著能利用直接推進力進行俯仰、橫滾和偏航操縱并有精確操縱力臂，完全不需要直升機那樣復(fù)雜的周期變距操縱系統(tǒng)以及復(fù)雜的傳動系統(tǒng)，也就消除了振動。

加利福尼亞州圣克魯茲喬比飛機制造公司計劃利用參與NASA前緣異步推進技術(shù)（LEAPTech）驗證項目獲得的經(jīng)驗，在2017年飛行其S4有人駕駛VTOL飛機。LEAPTech項目在地面試驗了安裝在機翼前緣的18具電動螺旋槳，機翼安裝在行駛的卡車上。喬比公司正在設(shè)計和制造最佳化機翼、電動機和螺旋槳，準備于2018年在X-57飛機上試飛，該機在NASA“大小可變電推進技術(shù)運行研究”項目下制造。通過更換Techman P2006T飛機機翼而來的X-57飛機，使用14臺電動機驅(qū)動機翼前緣各自的螺旋槳。在X-57第一階段將試驗的無刷電動機比先前Techman P2006T飛機上Rotax內(nèi)燃機的功率重量比高許多。

S4飛機由私人出資開發(fā)，采用6具電動傾轉(zhuǎn)螺旋槳用于VTOL和機翼承載飛行。如果出現(xiàn)鳥撞擊、電氣故障或者機械故障仍然有許多剩下的螺旋槳可用。

從2015年8月以來，安柏瑞德航空大學(xué)的鷹飛研究中心和佛羅里達州代托納比奇的UAS制造商Heurobotics開發(fā)的全電動力直立式垂直起落飛機累計飛行了約35個垂直飛行小時，該機在失去動力時能像直升機一樣自轉(zhuǎn)安全著陸。

德國Lilium股份有限公司正在努力研制電動VTOL飛機，這家公司由4名年青的慕尼黑工業(yè)大學(xué)畢業(yè)生創(chuàng)立。他們于2017年4月首次成功試飛了名為Lilium Jet的雙座純電動VTOL原型機。該機起飛總重約600千克，有效載荷200千克，最高速度可達300千米/時，航程約300千米。飛行時其噪音小于一輛摩托車。在此之前，該公司已飛行了3種構(gòu)型稍有不同的小比例驗證機。

雙座Lilium Jet由36具小涵道風扇提供推進力。24具風扇裝在后機翼中，12具裝在鴨式前翼中。涵道風扇由各自的電動機驅(qū)動，風扇推力矢量可朝下或朝后。鴨式前翼通過整體轉(zhuǎn)動實現(xiàn)風扇推力轉(zhuǎn)向。而機翼中的風扇推力方向由4塊獨立的可傾轉(zhuǎn)襟翼控制，垂直飛行時朝下，水平飛行時朝后。在方案上這與極光飛行科學(xué)公司“雷擊” 飛機相似，但其差別在于它不傾轉(zhuǎn)整個機翼，而只是4塊獨立的襟翼偏轉(zhuǎn)。這樣設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠。

Lilium Jet由垂直飛行過渡到水平飛行時由電傳操縱系統(tǒng)自動控制進行。飛行員只要向前推駕駛桿，計算機就可控制各臺風扇推力大小和方向。在飛行員要求的各種速度或加速度下各臺風扇有最佳調(diào)定值，即最佳的風扇推力大小和方向。原型機起落架是玻璃纖維固定式的，生產(chǎn)型上將采用可收放式。出于安全考慮，Lilium Jet的所有關(guān)鍵系統(tǒng)都是多余度的，該機還裝有降落傘以在必要時安全降落到地面。現(xiàn)在原型機上有一名飛行員，將來會取消飛行員實現(xiàn)全自主飛行。

電推進飛行技術(shù)的潛力己招來美國硅谷億萬富豪們的投資，其中有谷歌共同創(chuàng)始人拉里·佩奇出資Zee.Aero公司和小鷹（Kitty Hawk）公司。法國空中客車公司于2016年8月宣布，已經(jīng)研制Vahana“城市空中巴士”電動VTOL飛機。同年9月末，優(yōu)步公司透露它在調(diào)查電動VTOL用于自動客運的前景。

電動VTOL的短板

電動垂直起落飛行既要求電池有高能量密度，又要求電動機具有大功率密度。鑒于汽車工業(yè)對電動汽車的大量投資，電池能量的密度已經(jīng)每年增加了2%～3%，速度驚人。而航空汽油每千克所包含的能量約是電池所含能量的100倍。盡管如此，但航空汽油的能量效率一直沒有提高，將來也提高不了多少。因此，至少在理論上來說電池能夠趕上航空汽油。目前，有一項研究正在進行，努力使電池能量密度在2045年或2050年趕上航空燃料。endprint

喬比飛機制造公司的專家指出，一般情況下在尺寸不斷縮小時渦軸發(fā)動機會失去效率，而像S4飛機上的小型重量輕的電動機仍然會保持高功重比和功率效率。雖然依賴跑道飛機所用的分布式電推進電機也需要高功重比和能量效率，但垂直起落飛機對所用電機具有特殊要求。像具有長時間懸停能力的飛機，對電動機就有特別的冷卻要求。所以一般不設(shè)計能長時間懸停的電動VTOL飛機。

全電推進飛機設(shè)計由于電池技術(shù)的原因而受到限制。法國圖魯茲國立民航大學(xué)的研究人員正在飛行試驗“伏打”（Volta）電動直升機，其旋翼與反扭尾槳采用不同的電機。因電池充電量限制，該雙座驗證機的續(xù)航時間為10～20分鐘。德國e-Volo公司想研制一種速度達100千米/時的多旋翼直升機，在其電池電量下至多飛行30分鐘。美國賓夕法尼亞州威徹斯特的鷹技術(shù)公司改進的“螢火蟲”（Firefly）驗證機，用有數(shù)字控制器和駕駛艙監(jiān)視器的美國混合動力公司電動機換掉了190馬力（142千瓦）萊康明HLO-360DIA內(nèi)燃機。2個鋰離子電池組重約500千克，使“螢火蟲”接近其最大總重，預(yù)計續(xù)航時間5～10分鐘。因飛行時間太短而不能獲取有意義的數(shù)據(jù)，“螢火蟲”計劃被暫停，但仍在進行地面試驗。

對于電動汽車，人們一般關(guān)注電動機起動轉(zhuǎn)矩大小以滿足汽車加速性；而對于垂直飛行，人們必須關(guān)注電動機在轉(zhuǎn)速增加時保持轉(zhuǎn)矩增加。電動VTOL飛機又強調(diào)解決重量和連續(xù)功率的問題，同時提出了冷卻與振動問題。

分布式電推進VTOL飛機的主要缺點是由于電池電量的原因而導(dǎo)致航程較短。采用油電混合推進裝置雖然能增大航程，不過其效費比不令人滿意。據(jù)估計，全電推進飛行用電池需要的能量密度應(yīng)大于400瓦時/千克，這比現(xiàn)在最好的可充電鋰電池（265瓦時/千克）大得多。電池費用也需要減少到低于目前450美元/千瓦時的一半。此外還需要能給較大電池快速充電的大型高電壓充電站。特斯拉汽車用高壓充電額定值約100千瓦，約在40分鐘之內(nèi)恢復(fù)80%的電量。電動飛機需要350千瓦充電器。

美國安柏瑞德鷹飛研究開發(fā)中心正在把一架鉆石飛機公司HK36“超級迪莫納”輕型飛機改裝成電池供電的E-Spirit驗證飛機，并預(yù)計在2017年內(nèi)飛行。這架全電動驗證機的YASA750電動機產(chǎn)生100馬力（75千瓦）連續(xù)功率和130馬力（97千瓦）最大功率。其鋰離子電池在3.7伏/3400毫安時能提供90分鐘的續(xù)航時間，但起飛時需要高功率意味著實際飛行時間和在整個飛行時間內(nèi)的可用功率將較少。一旦電池電量不足，將達不到最大功率。動力系統(tǒng)控制裝置必須監(jiān)控鋰離子電池組中各個電池的電量和溫度以便安全高效地工作。

安柏瑞德研究人員與美國伊利諾斯州萊蒙特的阿貢國家實驗室正在共同研究改進電池技術(shù)，但是預(yù)計在今后10年中電池比能量只能凈增約3%。專家指出，許多人認為電池比能量將取得迅速增加，其實并非如此。對于全電池純垂直升力飛行來說，飛行時間要超過15分鐘是困難的。這迫使人們不得不采用混合空氣動力方案或混合推進方案來增加航程和續(xù)航時間。

混合推進增加航程

NASA把用于生物燃料發(fā)動機研究用的GL-10飛行平臺命名為“油脂之光”，這種生物燃料發(fā)動機計劃用于混合（發(fā)動機-發(fā)電機）推進系統(tǒng)。NASA蘭利研究中心的研究人員制造了10多架不同大小的“油脂之光”模型，采用10臺“蝎子”Sll-4020-360KV電動機帶動機翼和尾部上的螺旋槳轉(zhuǎn)動，最大的飛機模型翼展為3.2米，由垂直飛行過渡到65千米/時的高效巡航飛行。從2015年首次飛行以來，電池供電的試驗機在41次飛行中進行了20次過渡轉(zhuǎn)換。4個4400毫安時電池供電量使飛機懸停約5分鐘或機翼承載巡航飛行20分鐘。NASA工程師與“油脂之光”項目負責人威廉·弗雷德里克斯，于2015年10月在弗吉尼亞州漢普頓創(chuàng)辦了先進飛機公司（AAC），并得到NASA特許銷售“油脂之光”。為了達到真正的遠航程，“油脂之光”飛機需要采用混合電推進系統(tǒng)。

威廉·弗雷德里克斯正在設(shè)計“大力神”多旋翼螺槳無人駕駛VTOL飛機，其目的是以此研制可在“油脂之光”上使用的混合動力系統(tǒng)并研制一種能為“油脂之光”傾轉(zhuǎn)機翼機籌集資金的民用產(chǎn)品。“大力神”于2016年開始低速試生產(chǎn)，它裝一臺汽油或重油發(fā)動機與一臺發(fā)電機組。這種混合動力多旋翼螺槳VTOL飛機在前后梁裝有8臺電動機，每根梁都用可轉(zhuǎn)動的整流罩包覆以減小阻力。

第一代“大力神”有一臺驅(qū)動交流發(fā)電機的兩沖程汽油機。整流器向電動機供應(yīng)直流電，推進系統(tǒng)控制器調(diào)節(jié)汽油機以保持總線電壓穩(wěn)定。值得注意的是，混合動力多旋翼螺槳也有補償功率瞬變和允許應(yīng)急軟著陸的小電池組。小型內(nèi)燃機問題較多，可靠性非常差。當內(nèi)燃機失效時，電池儲存有足夠的能量再飛行2分鐘，這樣不會失去昂貴的飛機和昂貴的有效載荷。

加利福尼亞州戈利塔的始點技術(shù)公司在繼續(xù)研制“油脂之光”用的1.5千瓦混合動力系統(tǒng)，并供應(yīng)其他的UAV制造者。該公司正在研制VTOL飛機用的一系列動力系統(tǒng)，從1.5千瓦一直到40千瓦，專注于低端產(chǎn)品。薄餅形雙Halbach磁陣列電動機比普通徑向構(gòu)型有較高的效率，用碳纖維替換鑄鐵能消除電流損失和減輕重量。在航空應(yīng)用中，重量和效率是關(guān)鍵因素，總是希望采取沒有齒輪的直接驅(qū)動。但電動機在高轉(zhuǎn)速時效率較高，而大直徑螺旋槳在低轉(zhuǎn)速時效率較高，兩者相互矛盾，迫使設(shè)計者必須權(quán)衡并最佳化整個系統(tǒng)，不可能只是單純地采用最輕的電動機和最好的螺旋槳。

弗吉尼亞州馬納薩斯的極光飛行科學(xué)公司正在為DARPA研制“雷擊”混合動力VTOL X-Plane機。這種較大的無人駕駛飛機在其可傾轉(zhuǎn)鴨式前翼和機翼裝有涵道風扇，由輕型風冷無刷電機驅(qū)動。定制的永磁風扇電機有復(fù)合材料定子，定子嵌入電磁導(dǎo)體以獲得最佳功率重量比。原V-22傾轉(zhuǎn)旋翼機用的一臺羅·羅AE1107C渦軸發(fā)動機為安裝在減速器上的3臺霍尼韋爾公司1兆瓦發(fā)電機提供動力，通過極光公司設(shè)計的輸電網(wǎng)輸送電力。印第安納州印第安納波利斯的羅·羅“自由”工廠設(shè)計和研制了“雷擊”飛機用發(fā)電系統(tǒng)和電力分布控制系統(tǒng)。電力分布系統(tǒng)在整個飛行包線內(nèi)同步協(xié)調(diào)24臺機翼和鴨式翼上的風扇運轉(zhuǎn)，由于不需要傳統(tǒng)的功率調(diào)節(jié)和控制硬件而減少了重量。霍尼韋爾公司在普通繞組磁場航空發(fā)電機的基礎(chǔ)上研制兆瓦級發(fā)電機，這種重127千克的發(fā)電機具有機械和電轉(zhuǎn)換特點，效率達98%。endprint

“雷擊”飛機的“銅鳥”試驗臺將對整個發(fā)電系統(tǒng)和全機三分之一的推進系統(tǒng)的分布控制裝置進行地面試驗。如果驗證的技術(shù)將來轉(zhuǎn)移到另一種飛機平臺，則可以得到附加的功率。額外的功率儲備能使發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生3兆瓦電力，飛機飛行高度可達4600米。這種電力分布系統(tǒng)不需要減速器和復(fù)雜的傳動軸。由于多風扇整合能自由安排各個螺旋槳的位置和對機翼附面層的吹除效應(yīng)，可以提高飛機的氣動效率，因而能提高飛機的懸停效率和高速巡航能力。

前景廣闊

科技型企業(yè)家正在推進電動飛機設(shè)想，這可能導(dǎo)致VTOL飛機新時代的到來。最新的參與者是優(yōu)步技術(shù)公司，它宣布將投資和推進“隨意航空”（On-demand aviation）設(shè)想。優(yōu)步的設(shè)想也是越來越多航空專家們的想法，即利用電動VTOL飛機作為出租飛機徹底改變大城市及周圍地區(qū)的交通擁擠情況。

2016年10月27日，優(yōu)步公司發(fā)表了97頁題目為“優(yōu)步提升：快速推進城市隨意空中運輸?shù)奈磥怼卑灼?，這給予出租電動VTOL飛機研制熱潮很大的促進。白皮書解釋了優(yōu)步公司為什么和如何建立一個小型垂直起落飛機網(wǎng)絡(luò)，使城市與郊區(qū)間、最后在城市內(nèi)的快速可靠運輸成為可能?，F(xiàn)在，特別是隨著電推進、電池技術(shù)與電動機技術(shù)以及控制這種系統(tǒng)所需的計算機與電傳操縱能力的發(fā)展，使這種方案很可能成為現(xiàn)實。優(yōu)步公司希望營運能載運2～4名乘客的有人駕駛或無人駕駛電動VTOL飛機機隊。

致力于VTOL電動推進方案用于隨意空中機動市場的公司有法國空中客車集團公司 “硅谷前哨”A3子公司、谷歌創(chuàng)立者拉里·佩奇的Zee.Aero公司和小鷹公司，與NASA合作研究分布電推進方案的加利福尼亞州喬比飛機制造公司和在美國與其他地區(qū)的公司。

傳統(tǒng)的垂直起落飛行公司諸如法國空中客車公司、美國極光飛行科學(xué)公司和萊昂納多公司已制造了或正在研制全尺寸電動或油電混合動力VTOL驗證機。而且，至少有十幾家非傳統(tǒng)的航空工業(yè)新公司也正在積極地探索這個新興市場空間，如谷歌、優(yōu)步和網(wǎng)絡(luò)電話等公司。它們財大氣粗，把部分財力投入電動VTOL飛機項目之中，來勢洶洶。這使傳統(tǒng)航空企業(yè)感受到不小的壓力和危機。

空中客車集團公司執(zhí)行總裁托馬斯·恩德斯在2017年1月的一次討論會上警告說：“如果我們忽視了這些研制工作，我們將被排擠出業(yè)務(wù)的重要部分?！笨湛凸境斯韫鹊腁3子公司外，在2016年還成立了城市空中機動分部，專門研究電動VTOL飛機的發(fā)展。

2016年3月，麥道直升機公司執(zhí)行總裁林恩·蒂爾頓向旋翼機業(yè)界發(fā)出警告說：“我們生活在一個變化的世界之中，我們需要改變作為一個產(chǎn)業(yè)的我們的工作。我們不能舒服地躺在讓我們比其他行業(yè)能行動遲緩和以較慢的步伐創(chuàng)新的高進入壁壘上?！?/p>

至今，電動VTOL飛機取得的進展確實令人印象深刻。垂直飛行工業(yè)界的命運將在今后10年中真正發(fā)生變化。技術(shù)團體必須歡迎這種改變，并充分利用這種改變所提供的機會?？赡苡幸惶欤妱覸TOL飛機由于通過采用新型推進與能源結(jié)構(gòu)而出現(xiàn)的創(chuàng)新與革新的飛行方案使其普遍使用起來。

（編輯/梔子）endprint