【中国汽车工程学会】2024飞行汽车发展白皮书1.0_25页_2mb

飞行汽车发展白皮书1.0 总结

一、发展概述

飞行汽车是结合汽车与飞机功能的新型交通工具，具有电动化、智能化、立体化等特征。其发展历程跨越百年，从早期的梦想家尝试到如今的商业化探索，飞行汽车已逐步成为低空经济的重要组成部分。

1.1 发展历史

• 飞行汽车概念最早由柯蒂斯（Curtis）于1917年提出。
• 1939年，泰勒·霍华德（Taylor Howard）制造了第一辆具备可拆卸机翼的飞行汽车原型。
• 1991年，第一款垂直起降飞行汽车问世。
• 2016年，优步发布《城市空中交通白皮书》，推动eVTOL成为“空中出租车”。
• 2023年，Alef Aeronautics的Model A获得美国FAA特殊适航认证。
• 2023年10月，中国民航局颁发首张飞行汽车型号合格证（TC证书）。

1.2 发展现状

• 飞行汽车在电动化与智能化技术推动下，进入低空智能交通新时代。
• 中国在飞行汽车领域发展迅速，已具备一定的技术基础与产品示范能力。
• 低空经济政策为飞行汽车发展提供了重要机遇，有望推动其进入万亿级市场。

1.3 行业定义

• 狭义飞行汽车：具备地面行驶与空中飞行功能的陆空两栖汽车，具有垂直起降、电动化和智能化特征。
• 广义飞行汽车：包括电动垂直起降飞行器（eVTOL）和陆空两栖汽车，是低空智能交通的重要运载工具。
• eVTOL作为飞行汽车的核心形式，具有大众化发展潜力，将成为未来立体交通的重要组成部分。

1.4 架构组成

• 飞行汽车融合车辆、航空、机械、电子、信息、通信等多学科技术。
• 主要架构包括飞行驱动系统、地面行驶系统、复材机身、能源系统、航电系统、控制系统、智能驾驶及通信系统。
• 需具备空地两栖运动模式切换功能，实现高效、节能、安全的城市立体交通出行。

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二、战略意义

2.1 电动汽车智能化立体化的必然发展

• 飞行汽车是电动汽车向智能化、立体化发展的必然方向。
• 未来汽车将实现陆空两栖功能，形成智慧立体交通体系。
• 飞行汽车将有效缓解城市交通拥堵，提升出行效率和便捷性。

2.2 电动航空发展的突破口

• 飞行汽车作为eVTOL，是电动航空的重要载体。
• 相较于中大型电动飞机，飞行汽车技术难度低、需求规模大、产业融合度高。
• 电动化技术将推动航空业绿色化发展，助力应对全球环境挑战。

2.3 具有全局带动和重大引领作用的未来产业

• 飞行汽车是低空经济的核心载具，将带动新能源、新材料、新一代信息技术等领域的技术突破。
• 其发展将推动未来产业集群形成，成为数字经济和科技革命的重要组成部分。
• 作为国家战略新兴产业，飞行汽车具有重大引领作用，有助于提升国家科技竞争力。

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三、问题瓶颈

3.1 主要问题

• 规则问题：现有法规体系难以适用于飞行汽车，需制定新的适航、交通管理及驾驶人认证规则。
• 市场问题：飞行汽车作为颠覆性技术，需构建完整的生态体系，先从低空物流等场景切入。
• 技术问题：飞行汽车需解决智能驾驶、载荷航程、适航安全等关键技术难题。

3.2 关键瓶颈

• 载荷航程：当前eVTOL续航能力有限，需突破动力电池功率密度和续航瓶颈。
• 智能驾驶：需提升低空飞行环境下的感知、决策与控制能力，解决复杂气象和高密度飞行安全问题。
• 适航安全：飞行汽车涉及电、热、氢等新型安全问题，需建立完善的适航安全体系。

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四、核心技术

4.1 动力技术

• 动力系统是飞行汽车的核心，包括动力电池、燃料电池和涡轮混合电动力等。
• 需提升新能源动力系统的功率密度、效率和适应性，以解决载荷与航程瓶颈。

4.2 平台技术

• 平台技术涵盖总体设计、结构设计与智能驾驶系统。
• 需突破多旋翼、多涵道风扇等布局设计，实现轻量化、高安全性和智能切换功能。

4.3 交通技术

• 需建设低空智能交通路网和运行管理体系。
• 重点发展智能调度、地面与空域融合技术，实现路空一体的立体智慧交通系统。

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五、未来愿景

5.1 飞行汽车1.0阶段（2025年左右）

• 新能源动力满足基本载荷航程需求。
• 载物eVTOL开始商业化应用，成为低空物流工具。
• 载人eVTOL实现限定场景下的固定航线出行示范，应用于应急救援、旅游体验等领域。

5.2 飞行汽车2.0阶段（2035年左右）

• 新能源动力与智能驾驶技术成熟，适航安全问题得到突破。
• 载人eVTOL实现规模化应用，成为解决城市交通拥堵的重要手段。
• 分体式与一体式飞行汽车在特定区域开展应用示范。

5.3 飞行汽车3.0阶段（2050年前）

• 新能源动力实现智能化突破，eVTOL与陆空两栖飞行汽车全面实现大众化应用。
• 城市与城乡低空交通全面融合，形成三维立体智慧交通体系。
• 飞行汽车将成为未来出行的主流方式，彻底改变人类出行模式。

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六、发展建议

6.1 明晰技术路线

• 加强顶层设计，制定科学的技术路线图与时间表。
• 推动关键技术攻关，形成新型体系架构专题研究报告。

6.2 强化需求牵引

• 以市场需求为导向，推动产学研协同创新。
• 建立共性技术攻关机制，促进技术成果转化为实际产品。

6.3 突破核心技术

• 需重点突破新能源动力、陆空两栖平台和智能交通等关键技术。
• 建立健康管理系统，实现飞行汽车在线自检与评估。

6.4 创新产业形态

• 建设飞行汽车未来产业创新发展试验区，推动试点示范。
• 鼓励与科研机构、科技企业合作，探索适宜的产业形态与商业模式。

6.5 制定政策法规

• 需出台专门针对飞行汽车的适航审定、运行管理、数据安全和驾驶人认证政策。
• 借鉴新能源汽车发展经验，推动行业标准与法规体系建设，提升我国在飞行汽车领域的国际话语权。