【行業新聞】專訪天翎科CEO蔣彬：eVTOL將走向全傾轉｜低空經濟21人

導讀：近日，全球第一架全尺寸傾轉涵道翼eVTOL——天翎科L600亮相。

作為國內第一家采用全涵道設計的eVTOL企業，天翎科在中國eVTOL賽道上扮演了獨特且具有前瞻性的角色。

5年前，當資本和市場都偏愛更快出成果的復合翼或多旋翼時，剛剛啟動整機開發的蔣彬毅然堅持其選擇。5年來，看起來簡單卻并不能很快成功的技術發展不斷證明混動、全傾轉、全涵道構型的可行性：電池能量密度不再“狂飆”，首款國產混動航空發動機即將獲頒型號合格證、生產許可證，全傾轉、全涵道構型的可行性也得到了驗證。

時至今日，當市場逐漸從“能飛”轉向“好用”，對噪音、效率、安全性的要求越來越高時，天翎科當年的獨特選擇，逐漸轉化為其核心競爭壁壘。

近日，天翎科創始人兼CEO蔣彬接受了21世紀經濟報道記者的專訪。蔣彬回憶道，2020年天翎科團隊確定了技術路線和場景，明確初始場景一定要做高性能飛行器來與傳統航空器競爭，終極城市場景需要低環境影響航空器來滿足大規模運行要求。但對于如何實現兩者的統一，團隊經歷了很多嘗試和修改。“我們共設計了5個構型，每個構型都造了縮比機、進行了試飛，不斷迭代出了今天的構型。”

蔣彬認為，對于未來技術方向、場景的判斷，都會反映在eVTOL構型上。“用途、場景在前牽引，技術發展在后推動，場景、技術發展方向都找對了，一定能走到彼岸。”

一代動力，一代飛行器

《21世紀》：在通用航空領域你有長達15年的研發和全球適航工作經驗，如何看待此前中國通航產業的發展？

蔣彬：之前通用航空在中國發展得不太順利。從飛行器自身來看：飛行器大規模運行需要“雙保險”，一方面飛行器本身要好用、安全，另一方面監管方要有足夠的手段對航空器進行有效的控制。

但過去，中國大量引進西方國家的航空器。由于制造商對其核心技術（如電磁環境、設計算法）甚至飛行記錄數據都嚴格保密，這些航空器對中國監管機構而言是技術上的“黑盒子”。因此中國民航局建立并執行了一套覆蓋飛行員、維護、運行和空域管理的嚴格監管體系，以確保萬無一失，但成本高昂無法大規模運行。就像如今相關部門對正規企業無人機有反制手段，是因為中國無人機企業可以更好地與監管方合作，使得監管當局有更多的管理手段。

一代動力，一代飛行器。隨著新型動力裝置出現，中國一下子有了和美國、歐洲相同的設計基礎，也就有了同場競技的資本。一方面，中國的主機廠可以通過設計體系、仿真、試飛等過程證明eVTOL的安全，另一方面通過與監管方的深度合作，監管方也得到了監管eVTOL的手段。主機廠和監管方一起成長，能夠實現“雙保險”。

《21世紀》：為什么中國主機廠都是最近幾年一起成長起來的？

蔣彬：從過去100年的飛行器發展過程看，“一代動力，一代飛行器”是通用規律。電機的出現，啟動了這一輪動力革命，全球所有國家再次站上同一起跑線。

電機和內燃機的本質區別在于，電機是尺寸無關的。假如需要1000kW功率，可以做1個1000kW的電機，也可以做10個100kW的電機，兩種方案的綜合效率、電機重量、電機大小差別不大。而若是用1000kW的航空發動機，熱效率可以達到40%；但分成10個100kW的發動機時，熱效率僅有20%左右，重量卻比單發動機方案重50%以上。

飛行器設計隨動力特點而改變。由于電機具有尺寸無關特性，飛行器可以做分布式動力系統，也可以把機翼和動力融合到一起——這能夠結合機翼形狀，優化推力、升力特性。

少有人走的路

《21世紀》：天翎科2020年開始研發傾轉涵道翼eVTOL，為何選擇這一獨特構型？

蔣彬：天翎科2023年成立，核心團隊從2020年開始做eVTOL整機開發。我們在設計飛行器時，考慮到了短、中、長期的落地場景。短期之內，我們要替代現有的直升機、小飛機，因此飛行器的高性能、低成本，是第一階段能夠產生商業價值的必要條件。中長期來看，eVTOL要進入城市環境中大規模運行，需要更多考慮機外的人員，因此公眾安全、噪聲影響是eVTOL規模化的核心。我們認為，傾轉涵道翼是無論短期、長期都能滿足市場需求的構型。

傾轉涵道構型誕生于上世紀五、六十年代。當時，美國海軍給貝爾公司提出了一個需求，要求開發一種能在航母甲板等狹小空間垂直起降、具備固定翼飛機速度和續航的V/STOL（垂直/短距起降）飛機。根據這一要求，貝爾設計出了首款傾轉涵道翼飛機——X-22。

X-22已經驗證了傾轉涵道構型的氣動特性，但當時無法大規模商用。這是因為，它采用四個可傾轉涵道風扇，各自需要一臺發動機驅動，經濟性較差，系統交聯也較為復雜。而隨著動力系統的革命，如今能夠用一串電機取代原來的發動機，以更低的成本解決了當年的商用化難題，同時繼承了速度快、操控穩定等構型優勢。

《21世紀》：同為全涵道構型，為什么Lilium早早起步，卻淪落到破產、被收購的境地？

蔣彬：從技術層面看，Lilium錯判了技術發展路徑。2016年Lilium的構型和天翎科一樣，但后來改變了。

其背景是：2016年至2020年，電池能量密度以年均30%的速度突飛猛進。Lilium預估電池會繼續保持這一增速，到2025年功率密度、能量密度都將翻3倍以上，因此在2018年修訂了構型。

但隨著電池體系接近其理論能量密度上限，2020年以后，高功率電池的能量密度的年均增長速度明顯放緩，回落到3%-5%的水平。

舉個例子：2020年我們團隊研發1/2縮比飛機時，單體電芯的能量密度已經能夠達到275Wh/kg。目前天翎科用的高安全水平電芯能量密度基本沒有變化。

《21世紀》：L600搭載了增程式混合動力系統，天翎科為何選擇增程？

蔣彬：eVTOL在不同飛行姿態下的需求不同：垂直起降階段需要高功率，巡航階段需要高能量。而電的優勢在于高功率，油的優勢在于高能量，增程式混動能夠發揮兩種能量系統的優勢——起降階段純電驅動，平飛階段燒油發電、由電驅動。

eVTOL垂直起降，類似于汽車起步，汽車起步同樣由電機主導。電機在低速（甚至零轉速）時就能輸出最大扭矩，把eVTOL托起來；而發動機的燃料雖然蘊含巨大能量，但其單位時間內將化學能轉化為機械能的速率（即功率）受到了限制。因此，eVTOL起降階段由電機主導，是物理事實決定的。

增程式混動系統由發動機和發電機組合而成。發動機方面，我們用的中國航發湖南動力機械研究所（608所）產品，608有國內唯一認證的航發產品，也是中國首款明確設計上就預留了“混動化”接口的國產航空發動機。

考慮到平飛300公里/小時所需的能量消耗，我們匹配了一個完全滿足平飛功率的增程器。電池則是預留給垂直起降和應急用的：電池能夠保證平飛100多公里或者6次垂直起降，確保在發動機出現問題時安全達到。

技術、場景決定構型

《21世紀》：市面上的載人eVTOL還有2座、4座、5座等設計，L600采用六座設計有哪些考量？

蔣彬：首先，我們非常明確的是前排一定要設置雙座。

我們最早定前排雙座時業界普遍不認同，但如今很多友商都已從前排單座改成前排雙座。Joby出于構型考慮，其6個傾轉旋翼擠壓了機艙前部的可用空間，導致物理上前排無法并排布置兩個座位。雖然堅持前排單座，但Joby需要投入巨資研發高保真飛行模擬器，這是用培訓高性能軍用飛機（如F-35戰斗機）飛行員的方式培訓民用飛機駕駛員，成本高昂。

天翎科之所以堅持雙座，是出于短期培訓、長期運營的綜合考慮。短期來看，eVTOL仍將按照傳統航空器規則運行，前排一定要雙座才能培訓；早期飛行也可能需要配備正、副駕駛員。而在航空器可以自主飛行的未來，乘客也不會選擇一個人坐在前排，而是傾向于兩人并座交流。

其次，我們的構型決定了我們的超長客艙。串列翼飛行器不同于其他所有飛行器，由于前翼和主翼需要留出足夠長的間隔距離，這導致客艙很長。L600客艙其實有8座的空間，布局載人、載貨都比較容易。

大客艙對于未來發展也很有意義。假設電池能量密度以每年3%的速度增長，那么每年可以節省21公斤，5年就能省下一個成年人的重量；而可能5年后eVTOL將真正開始規模化運行，到時候可以再增加1到2個座位。

《21世紀》：載荷和航速，主要取決于電池技術進步嗎？

蔣彬：所有的部件都在進步。主機廠必須為技術進步預留空間，讓eVTOL有能力飛得越來越快，也有能力布局更多座位。

我們選擇全傾轉涵道翼構型，也出于這一考慮。當推進技術越來越成熟，要求eVTOL飛得越來越快時，非全傾轉構型的速度很難提升。

只要在低速飛機（最高速度可以達到463km/h）檔位，所有認證條件幾乎相同。L600的最高飛行速度是360km/h，還有100km/h的進步空間；電池持續、緩慢的進步也可能發揮客艙空間的優勢，可以從6座升級到8座。所以，L600在未來10年會越來越完美。

《21世紀》：據統計，目前eVTOL的構型有1000多種。你覺得技術路線會朝什么方向收斂？

蔣彬：按照“一代動力，一代飛行器”的觀點，如今的電動航空行業相當于1940年-1960年。當活塞式內燃機轉變為渦輪式發動機，千奇百怪的飛行器隨之出現：有的主機廠把發動機放在機艙里，有的放在背上，還有的放在翅膀中間、尖上……直至1960年前后，翼下吊掛發動機布局被證明是噴氣式客機設計的最優解，并一直延續至今。

收斂的方向一是要滿足場景的要求，二是要滿足技術發展的規律。

電機出現后，千奇百怪的eVTOL隨之而來。短期來看eVTOL的飛行性能必須打敗傳統航空器，接管現有場景，否則沒有理由進入eVTOL時代。所以高性能是必然。高性能也就需要高航速和長航程，即全傾轉和混動。長期看eVTOL要大規模運行，需要公眾接受每天有大量的航空器在附近運行，那就意味著低噪聲和高安全，特別是對飛機外人員的安全防護，這一點涵道有天然的優勢。

《21世紀》：這一共識基于什么達成？

蔣彬：基于物理和運行場景要求。物理限制一直存在，之前大家覺得可以開創新場景。

所謂新場景，包括以eVTOL為低空文旅的載體。現在依然有這樣的說法，但大家已經不認為這是一個能夠大規模運行的場景。因為若把eVTOL飛行當作文旅項目，意味著這是一個獵奇的產品，也意味著產品數量少，無法規模運行。

美國、歐洲一直強調，未來先進空中交通的運行法規仍然是美國聯邦航空管理局的第91部（Part 91）和第135部（Part 135），未來的運行場景仍然是通勤、應急等91部和135部規定的場景。

也是經過這幾年百花齊放，大家發現過去100多年沒有創造出來的場景，未來10-15年內也不會出現。創造場景比創造技術更難，不如用新技術解決老場景的問題，先打敗過去才有未來。

逐步接近最終場景

《21世紀》：對于應用場景，天翎科有怎樣規劃和部署？

蔣彬：第一步是低成本替代現有的通航飛機。比如救援直升機的最快飛行速度是220km/h，L600最快能飛360km/h，不僅節約成本，而且在及時性、舒適性、安全性上全面碾壓。

這意味著，我們能夠把通航飛機市場從原來的1000架做到1萬架。通過1萬架eVTOL積累100萬以上小時飛行經驗，能夠證明eVTOL比傳統通用航空器更安全，底層也能夠讓監管方有手段可監管，那時候我們將創造新的場景——城市空中交通（Urban Air Mobility，簡稱UAM），eVTOL將在城市大規模運行。

《21世紀》：在大規模運行之前，天翎科計劃如何盈利？

蔣彬：主要是從通用航空市場分蛋糕。目前通航市場包括應急救援、載人商務出行、短途運輸、短途通勤等，我們目前在中國西南、西北地區和中東、東南亞等地都有一些意向訂單。

我們希望L600全生命周期都能產生價值。預計L600完成服役后，我們將用其改裝無人貨運機，飛機本身的采購成本幾乎為0。

《21世紀》：L600能夠實現全生命周期運營成本為每公里每個座位1.5元，在載人eVTOL行業處于什么樣的水平？

蔣彬：這在混動eVTOL中處于平均水平，但比純電eVTOL便宜很多。

這是因為有電池更換成本。電動航空比電動汽車更換電池要頻繁得多：汽車電池在材料選擇上較為保守，且工況好，可以在幾千個循環后更換電池；航空電池的材料選擇相對激進，一般在500-700個循環后就要更換電池。

按此測算，eVTOL每次起降所對應的電池損耗成本約為1000元。

L600由于有混動系統，充一次電可以起降6次——每次僅用5%的電量起降，起降6次后還余40%電量。而如果L600是純電動力，每公里每個座位將高達6元——電池更換的成本，遠遠高于燃油成本加上發動機大修成本。

來源：21世紀經濟日報

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