隨著商業航空航天從 COVID-19的低迷中走出，包括各種復合材料制造商在內的諸多供應商已將注意力轉向電動垂直起降 (eVTOL) 飛機，該飛機旨在點燃先進的空中機動 (AAM) 市場，有時也稱為城市空中交通（UAM）。

一些人估計該市場可能會有超過 1 萬億美元的長期需求推動，自 2011年以來，投資者和企業已向 AAM 生態系統注入了超過 70 億美元。這些資金幫助加速了 eVTOL 示范機和認證進展，從而證明了供應商持續關注的合理性。

但是，AAM 最終狀態的全面實現取決于一系列技術、監管和文化因素的落實。這包括城市運營所面對的困難，例如高密度空中交通管理和規模化的垂直機場基礎設施。一些依賴于從垂直飛行到水平飛行的具有挑戰性的過渡的 eVTOL 設計也可能面臨無法預見的市場壁壘。

隨著時間的推移，行業無疑已經做好了應對這些挑戰的準備。但在此背景下，供應商應將重點擴大到新區域航空機會——包括客運和貨運——這些機會由電力推進等有意義的AAM 因素推動，但不受可能延遲AAM全部潛力的最困難因素的限制。

區域航空旅行

區域航空旅行非常適合從 AAM 所需的許多構建模塊中受益。它在連接偏遠市場與乘客和貨物以及擴大干線客流方面發揮著關鍵的社會經濟作用。然而，燃油價格上漲使得區域運營對于運力有限的小型飛機越來越無利可圖，迫使航空公司轉向更大的飛機或只是取消服務。

例如，在 2005 年至 2018年間，由 50 個座位以下的商用飛機在北美飛行的獨特航線數量下降了 40%。

聯合航空公司首席執行官斯科特柯比在 2021 年 7 月表示，“我們正在努力解決如何為小城市服務；我們覺得有義務讓社區保持聯系，但經濟上最終行不通……隨著 50 座的經濟發生如此巨大的變化，答案是什么令人質疑。而且我們還沒有答案。”

此外，正如航空公司質疑其區域網絡的可行性一樣，它們也在重新評估其環境足跡。2021 年 10 月，全球航空業承諾到 2050 年實現凈零排放。實際的實施工作會有所不同，但到目前為止，包括阿拉斯加航空、易捷航空和新西蘭航空在內的 20 家運營商已邁出了第一步，承諾在 2030 年后將其短程機隊的30%用于下一代飛機。其他航空公司，如美國聯合航空公司和貨運航空公司 DHL，已向區域性eAircraft公司下了訂單。隨著5,000 架支線飛機將在2035年之前退役，出現了大量積極的需求信號。

為了充分發揮電力推進的優勢，重量輕、高性能的復合材料將至關重要。例如，Newcomer Eviation（以色列）及其全電動九座 Alice 通勤飛機準備在 2022 年第一季度進行首飛，其結構中95%為復合材料制成。預計其他公司將遵循這一設計路線，以幫助抵消電池系統的重量并提高空氣動力學效率。

在這種充滿希望的前景中，大型和小型支線飛機的不同發展路徑將值得密切關注。

大型區域飛機市場動態（70+座位）

燃油成本日益挑戰大型區域飛機；結果導致只有兩家制造商生產了五架區域飛機，低于 20 年前8家原始設備制造商生產的 13 種機型。

面對銷售困境，巴西航空工業公司（巴西圣保羅）即剩下的兩家老牌企業之一，正在考慮推出一種現代渦輪螺旋槳飛機，預計將比現有飛機降低 20% 的運營成本。一旦氫推進技術成熟，它也可能最終提供無排放運行。

其他老牌企業，例如 ATR（法國巴黎）、De Havilland（英國哈特菲爾德）和 MHIRJ，也開始探索新的選擇，盡管他們在研究排放和成本中權衡。正在考慮的是混合動力電池、氫燃料電池、直接氫燃燒，甚至雙燃料煤油/氫燃燒。

小型區域飛機動力（<50 個座位）

如果新的推進系統能夠實現其承諾的性能改進，那么對于少于 50 個座位的飛機來說，將會有一個令人興奮的新需求機會。

2016 年 NASA 的一項研究得出結論，隨著運營成本的下降，48 個座位成為區域運營的理想容量——不僅可以優化盈利能力，而且通過開辟更多目的地和旅行頻率。

除了這個經濟機會之外，小型飛機還提供戰略利益，作為在擴展到高端應用之前培育新技術的一種方式。

迄今為止，推進改造方法很常見——氫（例如Universal Hydrogen（美國）、ZeroAvia（美國）和電動（Wright Electric（洛杉磯））——而其他計劃仍在進行中。例如，德哈維蘭正在考慮混合動力和氫系統，而德意志飛機公司（德國奧伯法芬霍芬）正在評估可持續航空燃料（SAF）和氫系統。

少于 20 個座位的飛機，現在越來越多地被稱為“區域空中交通”或“次區域”格局，也正在獲得發展勢頭。

2016 年 NASA 的同一項研究得出結論，如果飛機運營成本降低超過 40%，則可以在 20 座以下的飛機上為更多目的地對提供有利可圖的服務。

許多先行者概念都基于傳統的飛機設計，以實現更容易的認證（例如，Eviation、Heart Aerospace（瑞典））。其他更新穎的概念包括短距起飛和著陸 (STOL) 飛機（例如Airflow（美國）、Electra（美國））甚至“海上滑翔機”（例如Regent（波士頓））。 eVTOL 公司開始看到規模化城市運營的挑戰，也在探索區域客運和貨運任務。

作為對這些初創公司雄心壯志的驗證，現有原始設備制造商也在研究新概念，包括巴西航空工業公司、Tecnam（意大利）、Cessna（美國）和 Britten-Norman（英國）。

所有參與競爭的飛機仍有許多工作要做，以證明這些紙質圖紙將滿足該領域的成本和性能目標，但活動的熱潮是一個有希望的跡象。

主要啟示

盡管仍然存在許多技術障礙，但在新型復合材料設計和制造的支持下，新推進技術的成功實施有可能振興區域航線網絡，并使供應商獲得長期高端市場的機會。

雖然前景看好，但不斷惡化的飛行員勞動力短缺將是企業家應對的一個關鍵問題。除了必要的推進和復合機身創新之外，能夠使更多任務自動化并安全改進單人駕駛（或最終遠程駕駛）商業運營的新駕駛艙技術，可能會對區域航空和 AAM 變得越來越重要。

隨著飛機原始設備制造商在這些經濟、運營和環境問題之間穿梭時，供應商必須開始評估他們如何才能在基礎復合材料和制造能力上進行明智的投資，從而在飛機架構中獲得成功。

本文由中國復合材料工業協會收集自網絡，文章不用于商業目的，僅供行業人士交流。