eVTOL适航认证标准构建情况如何？

虽然全球范围内针对 eVTOL 的适航认证标准存在差异，但整体来 看，飞行器构型、推进技术、安全要求是所有适航认证标准的三大 核心。

1.多样化的旋翼机翼构型会产生差异化的适航认证标准

当前，全球发布的 eVTOL 上千种，从旋翼机翼构型上看，主流方 案包括多旋翼、复合翼、矢量推力（倾转旋翼、倾转机翼和倾转涵 道等）三类。根据美国垂直飞行协会（VFS）统计，截至 2024 年 3 月末，全球共有 983 型 eVTOL 概念产品，其中 48%为多旋翼型， 16%为复合翼型，36%为矢量推力型。 从技术难度和适航审定时间上看，矢量推力>复合翼>多旋翼。对于 不同的飞行器构型，飞控系统和操控特性需求、结构和空气动力学 设计、噪音和环境影响、冗余和故障安全设计等均不相同，因此， 在一定程度上大幅增加了适航认证的复杂性。 从全球范围来看，中美欧均有不同构型的 eVTOL 在适航审核过程 中，但不同地区各有侧重。国内主要的飞行器构型为多旋翼和复合 翼，欧美主要的飞行器构型为倾转翼的矢量推力构型，适航审定的 复杂程度更高。虽然目前国内只有亿航的多旋翼机型（载人）和峰 飞的复合翼机型（载物）取得了 TC 证，矢量推力型尚未取得，但 从公开文件来看，民航局已就多旋翼构型（EH210-S）、复合旋翼 构型（V2000CG）和倾转旋翼构型（AE200-100）三种典型构型出 具专用适航条款（复合旋翼构型尚为征求意见稿）。由此可见，中 国 CAAC 正在快速、广泛的积累不同飞行器构型的审核认证经验， 也对后续正在或即将发起相似构型的主机厂提供了很好的借鉴。

2.不断迭代的能源动力是影响适航标准中推进体系构建 的关键要素

《通用航空装备创新应用实施方案（2024-2030 年）》强调，要以 电动化为主攻方向，兼顾混合动力、氢动力、可持续燃料动力等技 术路线，加快航空电推进技术突破和升级。因此，在低空飞行器适 航标准中的推进体系构建上，需重点关注航空电池的技术升级和整 机厂商在混动路线上的布局进展。

2.1 重点关注航空电池的技术升级

《绿色航空制造业发展纲要（2023—2035 年）》提出，推动 400Wh/kg 级航空锂电池产品投入量产，实现 500Wh/kg 级航空锂电池产品应 用验证。目前以 eVTOL 为主的低空航空器主要以纯电为主，航空 电池作为核心组件，要求远超传统电池。首先，电池的功率密度决 定了 eVTOL 能否顺利起降，而能量密度则决定了其航程。eVTOL 垂直起飞所需的动力是地面车辆的 10-15 倍，目前 eVTOL 电池的 能量密度约 300Wh/kg 左右，续航时间 20 分钟到 1.5 小时不等。理 想情况下，eVTOL 的电池包能量密度达到 400-500Wh/kg、峰值功 率密度达到 1.5-2.0kW/kg 是理想状态，但目前已量产的前沿锂电池 技术难以同时满足，市场上主要通过研发固态或半固态锂电池来提 升能量密度的上限和安全性，以更好地适应 eVTOL 的应用场景。 随着航空电池的迭代，适航审定的复杂性将进一步提升。

2.2 重点关注整机厂商在混动路线上的布局进展

eVTOL 除了纯电路线，目前多厂商也在加速布局混动路线，即以 航空燃气涡轮发动机和电池共同提供能源推进。与常规发动机推进 系统相比，混动系统污染低、噪声小，与纯电推进系统相比，混动 系统续航长。混动包括串联式混动、并联式混动和混联式混动。 在串联混合动力推进系统中，内燃机产生机械能并驱动发电机， 发电机将机械能转换为电能，电池储存和调节电能，提供稳定 的电源，电动机使用电池和发电机提供的电能来驱动推进器， 产生推力。优点：飞机的电力和推力发电分离，结构相对简单， 制造成本低；缺点：能量转换效率低，增加了发电机的重量。 在并联混合动力推进系统中，内燃机可以直接驱动推进器提供 机械能，电动机也可以直接驱动推进器或在需要时提供额外的 动力，电池储存电能，为电动机提供动力，传动系统将内燃机 和电动机的动力结合起来，传递给推进器。优点：螺旋桨和动 力耦合器想连，内燃机和电动机并联，体积小；缺点：制造工 艺比串联复杂，制造成本高，动力耦合器控制动力分配复杂。 在混联式混合动力推进系统中，可以兼顾串联和并联优势，能 量回收和转换效率最高，但控制及其复杂，尺寸偏大。由于混动比纯电复杂，在后续适航审定过程中也会面临更为严格的 审核程序。

3.充足的审定力量和丰富的适航经验是安全性验证和适 航审定效率提升的必要条件

3.1 充足的审定力量是短期内提升适航认证效率的关键

目前，民航局直接开展适航审定业务的组织机构包括适航审定司 （政策和标准制定、监督管理、国际合作等）、适航审定中心（适 航审定、证书颁发等）以及民航各地区管理局的适航审定处/适航处 （适航审定、证书颁发等）。 我国适航审定系统分布在 6 个审定中心和 7 个地区管理局审定处， 一线审定工程师不足 400 人，而美国 FAA 的适航审定系统有近 1300 人；欧洲的审定队伍则由包括欧洲航空安全局(EASA)的 500 余人和 31 个 EASA 成员国人员组成，规模更加庞大。若未来低空 航空器的设计型号及普及数量呈指数级增长，适航审定力量的缺乏 将成为制约适航审定效率提升的重要因素之一。借鉴美国 FAA 在 适航审定部分工作中引入授权代表和认证授权组织、欧洲 EASA 利 用合格评定机构和受委托组织分担审查工作的经验，预计中国适航 审定系统未来将引入更多的外部合作机构共同快速提升适航审定 效率。

3.2 丰富的适航经验是长远期大规模普及适航认证的前提

适航标准体系的建立是提高适航审定能力、推动民航制造业发展的 关键。适航标准是确保民用航空器的适航性所定的最低标准，是民 用航空器设计和进入市场的前提。 国际上，民用飞机的适航工作开始于 20 世纪 20 年代的美国，至今 已逾百年；期间，美国 1926 年通过《航空法》，1938 年通过《民 航法》并成立民航局（CAA），1958 年通过《联邦航空法》并成立 联邦航空局（FAA）；目前 FAA 已成为当今世界经验最丰富、最 强大的适航当局，并形成了非常完善的适航标准体系。

这种标准体系的形成，归结于两个方面：第一是强大的航空制造工业，美国的波音和欧洲的空客几乎垄 断了全球 90%的市场份额。 第二是不断的飞行实践，以波音经典的 737 机型为例，迄今现 役飞行时间最长的一架 737 机龄超过 40 年，累计飞行近 8 万 小时，波音 737 机队自 1968 年投入使用以来累计飞行时长超 过 2.6 亿小时，而国产大飞机 C919 商业运营 1 周年的安全飞 行约 6 千小时，飞行实践的不断积累甚至是一起起航空安全事 故乃至空难的经验积累，都对适航标准体系产生了极大的促进 作用。

回顾国内，中国的民航适航体系和标准制定起步较晚。 20 世纪 70 到 80 年代，伴随着中国第一代民用大型客机运 10 的研发，国内进行了大型客机适航标准的早期探索，从对苏联 规范经验的突破开始，到与欧美适航标准体系的接轨，适航标 准体系的研究贯穿整个运 10 工程的始终。 1985 年，中国第一部民航适航标准《中国民用航空规章第 25 部：运输类飞机适航标准》（CCAR-25）编制成功。 2003 年，国内首款喷气式支线客机 ARJ21 适航审查申请获受 理，2014 年，获得民航局的型号合格证，11 年所积累的适航 审定经验极大的推动了我国的适航体系建设。 在此基础上，2010 年，中国首款按照国际通行适航标准自行 研制、具有自主知识产权的喷气式中程干线客机 C919 型号合 格证申请获受理，2022 年获得 TC 证，历经 12 年。 凭借 ARJ21 与 C919 适航审定过程中的经验积累，中国自主研 制的首款大型远程宽体民航飞机 C929 计划在 2024 年末向民 航局递交适航申请。

综上，在航空制造领域，随着运 10、ARJ21 和 C919 的成功研发， 我国的适航体系建设走过了 0-1 的全过程，为航空工业制造奠定了 基础；但是，在飞行实践领域，较欧美依然有着很大的差距，只有 打开国产民航客机商用的空间，才能够尽快的积累飞行实践的宝贵 经验。

具体到低空飞行器，规律依然试用。以无人机为例，虽然中国无人 机行业引领全球，民用无人机数量已超过美国，但大部分都是微小 型消费级无人机，大疆无人机更是占据全球消费无人机市场 80%份 额，这些无人机无需适航审定，直到有人/无人驾驶eVTOL的出现。 目前已有多种 eVTOL 型号进入适航审定流程，涵盖有人驾驶和无 人驾驶、货运和载人场景、多旋翼和复合翼以及倾转旋翼等多种构 型（参考图 5），目前 CAAC 对于 eVTOL 的审定做法包括： 申报项目按一事一议原则处理，每个 eVTOL 项目单独制定专 用条件； 专用条件的制定主要参考 EASA SC-VTOL，CCAR-23，CCAR27 等要求； 专用条件的要求都比较顶层、比较粗，细化定量的要求体现在 符合性方法制定的文件中； 动力电池和电机（包括电池管理系统、电源分配系统、电机控 制系统等）是 eVTOL 的关键设备。CAAC 正尝试为这些设备 单独制定规范和标准，未来可能发布技术标准规定(CTSO)、咨 询通告(AC)或民航行业标准等，以指导适航审定工作，促进标 准统一，降低取证成本和负担。 通过这些广泛的适航审定经验的积累，低空飞行器的安全性才能够 得到全方位的验证，而当专用条件未来转变为通用条件，适航审定 的效率才能得到有效提升；当越来越多的低空飞行器投入商用，积 累更多的飞行实践经验，又能进一步反哺适航标准体系的完善，提 升适航审定效率。