欧美在城市空中交通领域的竞争格局
欧美在城市空中交通领域的竞争格局
近年来，先进城市空中交通（AAM）成为解决城市拥堵、提高城市及其周边区域交通便捷性的热点研究领域。早在20世纪中后期，空客等公司就已尝试利用传统直升机实现城市空中交通，但受限于飞行载具的运行成本、安全性和噪声等问题而未能广泛普及。大约从2015年起，电动垂直起降（eVTOL）飞机快速发展，为实现城市空中交通创造了新的可能性，引起世界范围交通业和航空业的广泛关注。
飞行器产品研发和商业化
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美欧都已经历长期探索，出现头部AAM飞行器研制企业
据罗兰贝格、SMG公司和垂直飞行协会统计，截至2022年10月，世界范围内AAM飞机研制企业已超700个，其中位于头部位置的企业大多来自美、欧。
大约从2009年起至2015年，第一批以美国乔比（Joby Aviation）、小鹰（Kitty Hawk），以及德国沃珑（Volocopter）、百合（Lilium）为代表的企业，率先开始早期的eVTOL飞机产品探索。
美国的乔比、小鹰，以及德国的百合公司分别推出采用倾转旋翼构型的S4、Heaviside以及Jet型eVTOL飞机，其中乔比和百合均瞄准5～6座级客运AAM市场，强调高气动性能和较长航程，目前已经入适航取证阶段，瞄准2025年商业化运营目标展开激烈竞争；小鹰公司则在2022年9月宣布停止Heaviside项目，未能实现商业化；沃珑公司在初期避开竞争，开辟城市内部短距离客运应用场景，推出VoloCity型2座级客运多旋翼eVTOL飞机，成为当前最为成熟的客运多旋翼飞机，计划在2024年实现商业化运营。2015年创立于以色列、2020年总部移至美国的eS/CTOL飞机研制企业翼威（Eviation）则推出9座级全电动商务机Alice，并设计了针对AAM场景的客运和货运改型，已于2022年9月首飞成功。
美、欧主要AAM飞机研制企业的成立和并购重组时间，以及融资大致规模。
美国乔比公司S4飞机
德国百合公司Jet飞机
2015—2020年间，AAM飞机研制企业开始大量涌现，许多企业在不断摸索和调整飞机设计的思路，以找准应用场景、提升竞争力，其中最典型的是小鹰和维斯克（Wisk.Aero）公司。2017—2019年，小鹰合并Zee Aero公司、吸收波音公司资源，拆分出维斯克公司并长期资助支持。维斯克公司经过4代差异巨大的产品设计后，于2019年推出第5代Cora型2座级复合构型客运eVTOL飞机、2022年10月推出第6代4座级混合构型客运eVTOL飞机（G6）。
美国企业维斯克的G6、阿彻（Archer）的Midnight以及英国企业垂直（Vertical Aerospace）的VX4同属于混合构型客运eVTOL飞机；美国企业贝塔（Beta Tech.）的Alia（客运型），德国企业沃珑的VoloRegion以及法国企业优飞（Ascendance Flight Tech.）的F-ATEA同属于复合构型客运eVTOL飞机，这些企业正瞄准2025—2027年间商业化运行目标开展激烈的竞赛。
美国维斯克公司的第6代飞机
美国阿彻公司的Midnight验证机
英国垂直公司的VX4
目前，各主要类型的AAM飞机均已在美欧出现世界范围头部企业，下图显示了这些企业官方公布的产品首飞时间、预计商业化运营时间，可以发现，美欧企业在经历了十几年的技术探索后，近年来竞争节奏愈发激烈，主要企业实现或计划首飞、预期的商业化进度都有加快趋势。
美、欧主要AAM飞机研制企业产品原型机首飞和商业化运营时间。
美企在市场运作、技术转化方面呈现竞争优势
尽管美欧企业都大量占据世界AAM飞机研制企业的头部位置，但分析企业的发展历程和产品技术路径，仍能发现，美国企业在以下两方面具有显著优势：
1.市场运作活跃，聚拢全球资源
美国AAM飞机研制企业不仅数量超过欧洲，而且近年来频繁通过市场运作，广泛从欧洲、以色列、韩国等国家和地区引入和聚拢人才、资金、技术等资源，为美国AAM产业生态的形成提供丰富的企业资源。
美国德事隆（Textron）集团于2022年4月收购原斯洛文尼亚老牌轻型运动飞机制造商蝙蝠（Pipistrel）飞机公司，获得并继续推进后者的Nuuva型货运eVTOL飞机项目，还于2021年3月创建电航（eAviation）子公司，推出Nexus型6座级客运eVTOL飞机；2015年成立于以色列的翼威（Eviation）公司，于2020年总部迁至美国；2019年，由空客的原“瓦哈娜”（Vahana）飞机研发团队5名员工创立的美国气流（Airflow）公司，总部设在美国加州，于2022年6月被美国伊莱卡（Electra）公司收购。
德事隆集团的Nuuva型货运eVTOL飞机（左）和Nexus型客运eVTOL飞机（右）。
欧沃爱（Overair）公司创始人卡雷姆（Karem）原是以色列空军首席工程师，于2020年创立欧沃爱公司，推出Butterfly型6座级倾转旋翼构型客运eVTOL飞机，2022年6月获得韩国韩华集团1.45亿美元投资。斯帕诺（Supernal）公司是韩国现代汽车集团于2021年拆分业务而创建的AAM飞机企业，总部设在美国华盛顿州，推出S-A1型6座级混合构型客运eVTOL飞机。
美国两型得到韩企大力资助的eVTOL飞机：欧沃爱公司的Butterfly（左）和斯帕诺公司的S-A1（右）。
2.引导技术转化，产品品类全面
美国国防部、美国空军以及NASA等已在长达数十年时间里开展多个项目，针对电推进系统、VTOL飞机等识别出一批先进技术并发展至世界领先水平，以此为基础，在近年来引导和孵化了一批AAM飞机研制企业，并大力推动其飞机产品发展。
伊莱卡公司2021年参与美国空军“敏捷至上”项目，2022年8月获得第三阶段小型企业研究创新（SBIR）合同；2022年夏季参与NASA国家竞赛，2021年7月获得小企业技术转化基金（STTR）合同。伊莱卡公司在上述在两份合同里均主要研发气流增升（Blown Lift）技术，并最终应用在其推出的9座级eSTOL飞机中，显著提升了飞机的低速气动性能。
欧沃爱公司继承了卡雷姆飞机公司的最优转速倾转旋翼（OSTR）技术。该技术由卡里姆飞机公司2004年参与美陆军“联合重型垂直起降飞行器”（JHL）项目时提出并研究，后又通过美国防部“未来垂直升力（FVL）”等项目不断发展，最终发展出大型旋翼产品TR-36，同时应用于欧沃爱公司的Butterfly型eVTOL飞机。
美国伊莱卡公司eSTOL飞机发展的气流增升技术（上）；欧沃爱公司发展的最优转速倾转旋翼技术（下）。
大量技术的积累使得美企出现大量创新型AAM飞机品类，在很短时间内几乎覆盖AAM所有应用场景。瑞珍特（Regent Craft）公司推出Viceroy型混合电动水面飞机，瞄准AAM城际间跨海运输及短程支线运输任务。琼特（Jaunt）公司推出总体构型非常类似传统直升机的复合构型eVTOL飞机。此两型飞机在同类产品中均处于商业化进度领先优势。
美国瑞珍特公司推出的Viceroy型水面飞机（上）和琼特公司推出的类直升机eVTOL飞机（下）。
欧洲也有类似的技术引导转化项目。以英国为例，英国研究创新署（UKRI）设立工业战略挑战基金（ISCF），发起“未来飞行挑战”（FFC）项目，至今已持续开展近4年、资助40余其他项目，加快航空交通体系的技术创新和转化；英国国防部装备与保障局（DE&S）于2022年4月联合英国皇家海军发起“重型空运挑战”（HLC）项目，推动无人机货运的装备发展和运用场景研究，加快军方对相关产品和方案的采购，马洛伊（Malloy）和逐风者（Windracers）两家公司分别以T-600和Ultra型货运无人机从中脱颖而出并得到持续资助；英国政府、罗罗、电机制造商YASA公司以及电池制造商Electroflight共同发起电动飞行加速计划（ACCEL），加速引导电推进系统技术创新，致力于打造单次充电可满足伦敦-巴黎通勤的AAM飞机电池系统。
英国重型空运挑战（HLC）项目中脱颖而出的T-600和Ultra型货运无人机。
总体来看，在政府和军方主导下开展的AAM飞机相关技术转化方面，美国相比于欧洲具有更大的规模、更强的力度，引导和发展出的飞机产品品类覆盖更全面。
体系建设和政策创新引导
AAM的实现不仅需要新型飞行器的设计、制造与使用，还依赖于基础建设、机群管理、运营模式、适航管理、政策引导等众多领域的创新与突破，是非常复杂的体系问题。美欧近年来都在AAM体系研究方面开展了大量以国家为主导的项目，引导优秀企业广泛参与，为AAM体系建设打下了扎实的基础。
美国在体系仿真运行、国家政策引导等方面占优
NASA下设5个任务理事会，其中航空科研任务理事会（ARMD）承担了NASA在AAM体系建设方面的主要探索研究任务。当前ARMD设立4大任务包，正开展约17个项目，其中约6个项目与AAM体系建设直接相关，围绕AAM体系建设与运行中可能遇到的问题开展全面研究。
NASA ARMD截止2022年10月正在开展的任务体系。
其中航空系统整合（ISAP）项目包下的AAM项目围绕AAM体系运行管理，又分为3个子项目，分别是自动驾驶飞行与紧急情况管理（AFCM）、高密度垂起平台（HDV）以及AAM国家竞赛。AAMNC项目中，NASA提供具有研究价值的仿真环境，号召不同领域企业联合在其中提出并验证AAM解决方案，模拟AAM体系运行，并进行企业间的数据交换分享。当前已有超过40家企业通过与NASA签署合同参与到AAMNC项目中，其中以美国企业为主，乔比、维斯克、伊莱卡、贝尔（德事隆）等AAM飞机研制企业均在其中。
NASA的AAMNC项目的部分研究成果。
除NASA外，美国各主要相关企业也基本都已开展AAM体系研究，例如波音和维斯克公司于2022年9月联合发布《无人UAM运行概念》，维斯克公司于2022年7月单独发布《智慧AAM——通过数据驱动的建模仿真部署负责人的AAM》白皮书。相比于欧洲，美国在AAM体系运营方面开展了更多仿真研究，在飞机自主飞行、机群管理、航迹控制于优化等方面发布了更多成果。
在政策引导方面，美国相比于欧洲表现出了更强力的国家领导力度。2022年10月，拜登总统签署《AAM协调与领导》法案并于近期通过众议院。法案强调美国要在AAM行业占据世界领导地位，同时要求美国交通部建立和协调跨机构运行的AAM工作组、规划和部署AAM体系建设的各种相关工作。
除该法案外，2022年5月，美国政府问责署（GAO）还发布了面向美国国会的报告《变革性航空业——AAM重大问题》，系统性梳理了美国当前AAM行业的各主要企业发展情况、角色和面临问题，同时还指出了当前FAA适航管理系统存在的不足。就在同月，FAA改变了对eVTOL飞机的认证路径，将原本采用的针对小型飞机的23号文件替换为针对有动力升力飞行器的21.17(b)文件。美国政府层面针对AAM行业发展不断做出的统一、协调、积极的政策探索，将会使得美国在新兴的AAM世界产业中占据主动权。
欧洲在体系试点运行、社会接纳引导、适航管理创新等方面领先
相比于美国在仿真、政策方面的优势，欧洲表现得更注重实践、民意和适航规范。近年来，欧洲在多个重要城市落地实施了大量AAM试点运营活动。
2021年7月，沃珑与物流公司DB Schenker签署合作协议，共同研究Volodrone物流无人机的运行场景和运营模式。仅约一年后，2021年9月，沃珑在德国汉堡市世界ITS展览上进行了运行场景演示，在大量市民的围观下，直接演示了飞机的装卸货物、载货飞行等过程。
德国沃珑公司2021年9月在汉堡市进行的无人机物流演示。
2022年4月至5月，英国考文垂市政府联合UAP公司、斯帕诺公司，在考文垂市举办世界首个eVTOL飞机空港试运营体验活动“Air One”，活动直接在城市内搭建了UAP公司的垂直起降机场、并停放一架斯帕诺S-A1型eVTOL飞机。活动面向任何人售票，累计数千名市民目睹了该飞机在起降设施附近的运行演示。活动结束后，该垂直起降机场被继续保留和维护，或将成为未来英国AAM体系的首个实用化的空中出租车站点。
2022年4月，英国考文垂市空中出租车站试运营活动Air One，活动整体场面（左）、飞机运行动态展示区（右上）和飞机静态展示区（右下）。
法国政府机构CPR携手机场运营商ADP和城市交通运营商RATP，在巴黎政府的支持下开展巴黎城市空运项目，计划在2024年巴黎奥运会开幕之际实现城市空运商业试运营，并于2021年面向世界征询运营方案意见。2022年初，活动策划方已在来自25个国家的150个方案中选出30个，开始进一步细化和落实方案。2022年11月，CPR运营的蓬图瓦兹机场（POX）启用欧洲首个AAM垂直起降航站楼，开始在机场内进行以沃珑Volocity为主要机型的飞机运行测试。此次测试选用真实机场，可对飞机-地面车辆整合管理调度、飞机在机场的地面移动和充电、乘客登机前安检和人流管理等一系列问题进行最直接、准确的研究和演示验证，极大保证了2024年巴黎奥运会期间法国AAM试点线路的运行。
美国虽然也形成了洛杉矶城市出行实验室（UML）、长滩经济组织（LBEP）等地方性政企联合组织，宣布推动AAM体系在当地的建设，但相比于欧洲，其开展的体系试运营活动较为滞后、力度较小、与城市实际设施的结合程度也显著不足。例如，UML在洛杉矶市华纳中心打造了一片先进交通技术试运营区域，但实际运行以智能机器人、物流无人车为主，eVTOL飞机则仍停留于政策讨论中。
此外，欧洲格外重视民众对AAM的认知和接纳程度，以EASA为代表、包括欧洲各国政府在内的组织机构，持续不断发布高质量、通俗易懂的AAM文字和音视频资料，同时多次大规模发放调查问卷，了解民众对AAM发展的担忧及理由、针对性地制定战略文件和发展路线图，引导欧洲各AAM企业打造民众满意、信任和期待的AAM体系。
英国民航局（CAA）设立创新港（IH），发起“未来AAM管理沙盒”项目，该项目联合AAM飞机研制企业垂直、沃珑、EVE公司，希思罗机场和伦敦机场，英国交通部等，于2021年至2022年密集发布大量研究报告，如《城市空中交通空域整合关键因素》报告等，以及科普文件，如《让我们飞翔穿过城市——为何选择城市空中交通》。这些文件详细论证了在现有城市交通系统基础上融合加入AAM系统的可行性和措施，并向民众深入浅出地进行科普。为英国建设AAM进行了先期探索，打下社会民意基础。法国、德国、意大利等国家的民航局也均在近1～2年内发布各国AAM实施路线图。
在适航政策方面，EASA不仅积极向前探索，而且内容详实、具有针对性。EASA于2019年7月发布《垂直起降飞行器特殊条款适航条例》（SC-VTOL），是世界首份垂直起降飞行器适航条例，至今仍是世界各国民航局（包括美国FAA在内）的重要参考对象；2022年3月发布《垂直起降飞行器机场技术设计规范》，是世界首份垂直起降飞行器机场设计指南，规范了垂直起降机场上方漏斗形“无障碍空间”的概念及其尺寸、形状等，为欧美各eVTOL飞机研制和运营企业丰富了参考标准和适航依据。
结束语
随着AAM的快速发展，美欧已在实现AAM的道路上展开了紧张激烈的竞争，并呈现出以下差异：
在AAM飞行器产品研发和商业化方面：虽然美欧各主要国家都已经历长期技术探索和攻关，涌现出大量世界头部企业，但美国企业不仅在企业数量、飞机品类丰富程度方面占据竞争优势，而且通过活跃的市场运作，从世界范围内吸收企业、人才和技术资源；美国军方主导的项目产生了大量垂直起降飞机设计的相关技术，正加快向民用AAM市场转化，催生出伊莱卡、欧沃爱等一批具备技术优势的头部AAM飞机企业。
在AAM体系建设和政策创新方面：美欧具备不同的竞争优势。美国在AAM体系的仿真运行和国家政策引导方面占据优势，NASA开展大量AAM体系研究和仿真项目极大推动了eVTOL飞机的无人驾驶、交通管理、空域融合等技术研究；同时，美国政府积极发布系列政府报告，甚至通过国会法案，指导美国AAM行业发展，具有强烈的占据世界AAM领导地位的意愿。欧洲则更擅长将AAM体系直接放入真实城市中进行试点运行，已在英国考文垂、法国巴黎等多地开展eVTOL飞机的实际演示运行；同时，以英国为代表的欧洲主要国家高度注重民众对AAM的接纳程度和质疑，进行大量高质量科普教育活动，配合EASA在AAM适航政策方面的领先创新，致力于打造民众信任和认可的AAM体系。