2025年低空经济行业专题报告：eVTOL动力系统的市场空间、技术趋势和产业链机遇

低空经济产业整体概况

低空空域通常是指 1000 米以内的空域，根据不同地区特点和实际需要可延伸至3000 米以内，其中载人垂直起降飞行器飞行高度一般在300 米以下。低空经济是以低空空域为依托，以有人驾驶和无人驾驶航空器的低空飞行活动为牵引，辐射带动低空制造、低空飞行、低空保障和综合服务等产业融合发展的综合性产业形态。 发展低空经济的必要前提是空域合理分类，以便飞行器依法依规进行低空商业化活动。2023 年 12 月，民航局发布《国家空域基础分类方法》，依据航空器飞行规则和性能要求、空域环境、空管服务内容等要素，将空域划分为A、B、C、D、E 类 5 类管制空域和 G、W 类 2 类非管制空域。G 类和W 类空域通常用于低空经济活动，如物流运输、载人运输、农业植保、航拍等。

政策推动产业链格局初显，国内市场规模潜力巨大

政策从空域开放、基建支撑、法规完善、产业政策推动、适航审定等多方面为低空经济发展提供了全方位保障，成为推动低空经济快速发展的核心动力。低空经济已上升为国家战略。2023 年 12 月中央经济工作会议将低空经济定位为“战略性新兴产业”；2024 年 3 月《政府工作报告》描述其为“新增长引擎”。党的二十届三中全会对发展低空经济提出了明确要求；工业和信息化部等四部门印发《通用航空装备创新应用实施方案（2024—2030 年）》，建设现代化通用航空先进制造业集群；中国民航局、国家发展改革委等多个部门分别在机场建设、城市数字化等领域推出相关举措。2024 年 12 月，国家发改委专设低空经济发展司，统筹协调各方资源，推动低空空域规划、航空器适航、行业监管及基础设施建设等多领域可持续发展。

全国多地已将低空经济纳入政策支持体系，推动低空产业落地。2025 年，全国已有 30 个以上省、市、区将低空经济写入政府工作报告，并在低空基础设施建设、低空经济链企业引培、低空经济标准规范制定、低空经济人才保障、低空技术创新等多个领域给予政府补贴。当前，北京、上海、深圳、杭州等15 个城市已宣布共建低空经济生态圈，打造低空物流、空中览景、医疗急救、低空出行、应急救援等十大典型场景，计划到 2025 年打造 100 个行业标杆示范项目。

我国低空经济供应链已形成“上游自主突破、中游协同攻关、下游标准引领”的全链条发展格局，国产替代进程加速，核心技术攻关与国际化标准建设成为关键驱动力。供应链特点呈现三大趋势：一是跨产业协同显著，与传统航天航空、新能源汽车、新材料产业链存在大量交叉，是传统产业端的延链展链。二是政策驱动技术标准“双输出”，适航认证和部分基建、产品技术标准引领全球。三是核心零部件国产化率持续提升，飞控系统、导航系统等核心子系统有望基于AI算法和 5G-A 通信网络的普及加速攻关实现自主可控，但高端传感器、精密元器件仍依赖进口，需持续强化“强链补链”。 以 eVTOL、无人机整机制造为核心，产业链呈现技术快速迭代与订单落地的产能扩张态势。目前 eVTOL 整机制造企业主要有三类：1）波音、空客等传统航空巨头企业凭借其在航空航天领域的深厚技术积累和资源优势布局eVTOL 领域；2）吉利、小鹏等汽车制造商凭借其汽车制造工业和供应链管理方面的经验，跨界进入eVTOL 领域；3）亿航智能、峰飞航空等初创企业专注于eVTOL 技术的创新和突破，具有灵活的研发模式和创新能力。亿航智能 EH216-S 成为全球首款获标准适航证的无人驾驶载人飞行器，峰飞航空成功实现深圳-珠海跨海飞行演示，小鹏汇天的“陆地航母”即将开启销售。此类整机企业在手订单充沛，依托整机厂的集成优势带动上下游协同制造。 产业链下游主要为低空服务保障、运营维护和广泛的场景应用。目前，低空经济的应用场景商业化程度正逐步推进，但整体仍处于早期探索阶段。1）低空旅游作为新兴体验项目，已在国内多个城市开展试点，如亿航智能在广州、深圳等地实现低空旅游试运行，在全球累计完成超过 56000 架次的安全运行试飞。2）物流配送是目前商业化应用逐渐拓展的场景，美团、顺丰等企业已实现无人机在城市物流中的常态化运营，显著提升了配送效率。3）城市管理方面，无人机在应急救援、安防巡检、电力巡检等场景的商业模式已基本跑通。

各国政府和企业在低空经济领域持续投入，推动技术进步和基础设施完善，商业应用场景不断拓展，促进低空经济市场壮大。根据前瞻研究院，全球低空经济市场规模在 2023 年达到约 2.08 万亿元，并在 2024 年预计增长至2.32 万亿元，显示出低空经济作为新兴经济模式的巨大潜力。麦肯锡预测2035 年全球低空经济规模预计突破 5000 亿美元。 在技术发展、政策引领下，国内低空经济市场规模有望迎来指数级增长。根据赛迪顾问数据，2023 年中国低空经济市场规模达 5059 亿元，同比增速达33.8%。其中，低空飞行器制造和低空运营服务占比接近 55%，贡献最大。2025 年我国低空经济整体市场规模将达到 8592 亿元。随着低空飞行活动的日益增多，预计到2026年低空经济规模有望突破万亿。根据中国民航局数据，到2035 年，中国低空经济的市场规模有望达 3.5 万亿元。

作为低空经济的重要物理载体，无人机在册数量逐年增加，未来市场规模会有可预见的增长。《2023 年民航行业发展统计公报》显示，截至2023 年底，国内在册无人机共 126.7 万架，比 2022 年底增长 32.2%。2023 年中国民用无人机市场规模为 1174.3 亿元，其中工业级无人机主导增长。根据中商产业研究院预测，2025年民用无人机市场规模将达 1691 亿元，整体市场突破2000 亿元。

eVTOL 技术路线百花齐放，整机存量市场规模可达2500亿

无人机、直升机和电动垂直起降飞行器（eVTOL，Electric Vertical Take-offandLanding）是低空经济三大物理应用载体。无人机广泛应用于航拍、测绘、物流、农业植保等场景，其小型化和多样化设计使其能够在复杂环境中快速部署，完成任务后可迅速回收，使用效率高。直升机依靠传统的燃油发动机驱动螺旋桨产生升力和推力，实现垂直起降和悬停。凭借良好的机动性和载重能力，直升机在应急救援、医疗运输、海上作业等领域发挥着重要作用，但是噪音大、运营成本高。eVTOL 是以电力为主要动力源的新型飞行器。因其经济、环保、轻量化的特点，符合未来城市空中交通和物流运输的发展需求。相比于无人机，eVTOL 在实现了载人载物的基础上，功能更加广泛；相比直升机，eVTOL 则有低碳环保、噪声低、成本低、无需跑道、稳定性好等优势。

eVTOL 根据构型有三种主流的技术路线，分别为多旋翼、复合翼、倾转旋翼，在此基础上衍生出倾转涵道风扇+完全矢量控制和隐藏式推进系统+无翼设计等其他技术路线。 多旋翼构型通过电机驱动并调控旋翼产生升力和推力以实现飞行，其构造相对简单、成本较低、可靠性高的特点适合短距离飞行场景。然而，其较低的有效载荷和较短的航程也限制了它的商业化应用。 复合翼构型结合了固定翼和多旋翼的优势，形成合式气动布局，搭载了水平推力系统，有效提高航程能力和飞行速度。体积更大，载人载物的能力也更强。待续航技术和能力突破后，应用场景更加宽泛，长期的商业化前景更广。倾转旋翼构型通过旋翼的倾转来实现飞行器在垂直起降、悬停和平飞之间的切换，并具备较高的速度和航程，既可在城市中垂直起降，又可在长距离飞行时以高速巡航，适应不同出行需求。但技术复杂性和较长的研发周期对于许多初创企业而言是阻力。 复合翼和倾转旋翼构型凭借更好的经济性和覆盖更多应用场景的能力逐渐成为eVTOL 主流构型。根据美国垂直飞行协会（VFS），截至2024 年5 月，全球eVTOL概念产品数已超过 1000 个，来自全球 430 多家设计机构。其中倾转旋翼产品如时的科技 E20，零重力 ZG-T6、沃飞长空 AE200，数量为360 个，多旋翼构型产品如亿航 EH-216S、小鹏汇天的旅航者，数量为 302 个，占比分别为36%和30%，复合翼构型如峰飞航空盛世龙，占比为 17%。倾转涵道风扇+完全矢量控制型和隐藏式推进系统+无翼设计构型具有独特的气动布局和低阻力设计，但制造成本高，并非当前主流的构型选择。

eVTOL 产业链的核心子系统主要可以分为通导监系统、机体复合材料、飞行器制造和运营、能源系统、动力系统五大类，eVTOL 的核心子系统供应商组成了产业链的主要结构。 1）通导监系统等基础设施是 eVTOL 实现大规模商业化的必要条件，目前由政府主导，投入大量资金和资源进行建设。通讯系统用于实现eVTOL 与地面控制站、其他飞行器或空中交通管理系统的交互，通常采用 Wi-Fi、4G/5G 等无线通信技术。导航系统用于确定 eVTOL 的飞行路径和位置，确保飞行安全，包括GPS 接收器等部件，能够实时获取飞行器的位置、速度和姿态信息。监视功能通过低空监视雷达、ADS-B、光电探测等手段，对飞行器进行实时监控，保障空域安全。这些技术手段共同构建智能化、高效化的低空飞行保障体系，实现空域的合理利用。2）机体是 eVTOL 的主要承载结构，使用复合材料占比可达70%以上，具备轻量化和高强度特点。据中国复合材料工业协会引用 Stratview 的数据，空中汽车中超过 90%的复合材料为碳纤维，剩余约 10%为玻璃纤维。3）飞行器制造环节涉及机体结构、航电系统、飞控系统等多领域的集成，需要协调上百套设备和多个子系统，并完成高标准、高要求的适航认证。飞行器运营商业化进程正逐步加速，目前的运营场景主要集中在景区观光、城市空中交通、应急救援和物流运输等领域，运营也需要符合严格的法规标准。4）能源系统需要满足高能量密度、高倍率放电以及轻量化的要求，当前以锂电池为主，向固态电池和氢燃料电池等高能量密度方向发展，以突破航程限制并满足不同应用场景的需求。 5）动力系统是 eVTOL 的核心部分，从动力源可分为全电动、混合动力两大类，全电动类别包括锂电池、氢燃料电池、太阳能电池三种，混合动力类别包括串联式混动、并联式混动和混联式混动，混合电推进系统是以航空燃气涡轮发动机和电池共同提供能源的推进系统。

随着应用场景的逐步扩大，国内存量 eVTOL 市场空间潜力巨大。MorganStanley预计，全球 eVTOL 行业市场规模在 2025 年可达到 350 亿美元，2030 年增至3000亿美元。中国低空经济联盟发布的《低空经济发展趋势报告》预计，到2030年我国 eVTOL 市场保有量有望突破 10 万架。 从 5-10 年维度的中期存量市场空间来看，我们测算国内旅游观光场景、通勤场景可分别带来 2.4 万架和 8.5 万架的 eVTOL 需求，整机存量销售市场规模超2500亿。 1）文旅观光是 eVTOL 早期商业化的重要方向。目前亿航通航及合翼航空收到了由中国民航局颁发的全国第一批载人类民用无人驾驶航空器运营合格证，这意味着载人收费飞行体验商业模式的成功落地。目前国内共有A 级景区1.57 万家，假设渗透率为 15%，则有 2355 家，每个景区配套 10 架 eVTOL，测算得到观光场景需要2.35 万架 eVTOL。 2）通勤场景（如空中出租车）是 eVTOL 长期核心增长点。从价格上看，预计对网约车和出租车的专车以及豪华车形成部分替代效应。国内网约车和出租车活跃运营数量是 425 万辆，假设 eVTOL 渗透率为 2%，则 eVTOL 通勤场景运营量为8.5万架。 综合旅游观光和通勤场景对 eVTOL 的需求量，参照每架亿航EH216-S 每架eVTOL239 万元测算，测算 eVTOL 整机存量销售市场规模约为2594 亿元。

从 eVTOL 零部件价值量来看，以电机和电控为主要组成部分的动力系统在eVTOL核心结构中的集成成本占比最大。根据 Lilium 公司的数据，其eVTOL 成本结构中，eVTOL 的动力系统占比最高，约为 40%，结构和内饰占比约25%，航电和飞控占比约 20%，能源系统占比约 10%，装配件占比约 5%。

eVTOL 动力系统市场空间巨大，潜力有待开发。eVTOL 动力系统市场规模主要以eVTOL 整机需求规模为基准。随着亿航智能成为国内首个“四证集齐”的eVTOL主机厂，中国无人驾驶载人航空器将从试点迈向商业化，eVTOL 电机将随着eVTOL的商业化拓展也得到市场空间的提升。

从未来大规模商业化的潜力来看，测算中期存量国内旅游观光场景、通勤场景可分别带来 2.4 万架和 8.5 万架的 eVTOL 需求，整机存量销售市场规模超2500亿。根据 Lilium 的 eVTOL 成本结构测算，eVTOL 的动力系统占比约为40%，则中期存量 eVTOL 动力系统市场空间可达 1000 亿元的水平。

航空动力系统可分为传统航空动力系统和电推进系统

传统民航客机、军用战机等多采用传统航空动力系统，低空飞行器多采用电推进系统，这两种动力系统在短中长距离载人载物等场景中形成互补，发挥各自优势。传统航空动力系统以燃油发动机为核心，技术成熟，能够提供高功率输出，适合长时间和大载重的飞行，如支线通航、农林作业和中远距货物运输，但具有高能耗、高排放和高噪音问题。传统航空动力系统主要包括活塞发动机、涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机等。2024 年 3 月 27 日，工业和信息化部、科学技术部、财政部、中国民用航空局印发的《通用航空装备创新应用实施方案（2024-2030 年）》提出，航空飞行器的新能源化为未来的主要技术方向，重点任务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，开展高效储能、能量控制与管理、减排降噪等关键技术攻关。加快布局新能源通用航空动力技术和装备，开展 400kW 以下混合推进系统研制，推进250kW 及以下航空电机及驱动系统规模化量产，以及 500kW 级产品应用验证。电推进系统以分布式电驱动技术为基础，包括燃油、纯电动、混合动力和氢能等多种技术路线。 1）传统燃油动力能量转化效率较低，且背离现代低碳可持续发展要求，正逐渐被淘汰。传统燃气涡轮航空发动机受材料限制，涡轮入口温度提升困难，导致发动机性能提高受到限制，此外，压气机和涡轮的功率、转速的宽范围匹配也是航空发动机发展的一大难题，需要新的解决途径。 2）纯电推进环保性好，能量效率高，且采用的分布式推进系统(DEP)飞行安全性高，因而成为低空经济厂商的主流选择。驱动电机是纯电飞行器的关键部件，要使电动飞行器有良好的安全性、加速性以及使用性能，驱动电机应具有调速范围宽、转速高、效率高且有动态制动强和能量回馈等特点。3）混合电推进系统通过发动机驱动发电机产生电能并与电池相混合，共同带动电动机驱动涵道风扇产生推力，兼具提升能量转换效率和降低污染排放的优势。增程式混动 eVTOL 在垂直起降阶段采用电池驱动电机，在巡航阶段使用增程器发电驱动电机。增程式混动 eVTOL 可以大幅降低飞行对电池的损耗和依赖，在拓宽续航能力、降低运营成本、减少对基建设施的依赖性方面更具优势。4）氢能兼具高能量密度和环保性，但受制于氢燃料的生产存储运输技术的限制，现阶段较难实现大规模商用，个别主机厂力争实现技术突破，有望在大机型上率先应用。

低空飞行器的动力系统多采用分布式电推进系统（DEP）。DEP 采用多台小型电动机分别驱动螺旋桨或涵道风扇，取代传统集中式发动机，多个小功率电机的总效率与大功率电机相当。其技术优势在于，分布式布局推进系统与气动外形深度融合，在 eVTOL 中采用倾转旋翼或复合构型，通过吹翼效应、边界层抽吸等技术降低阻力，提升飞机低速状态下的升力以实现短距起降，进而可以减小机翼面积从而降低飞机结构重量和巡航阻力以满足长航时飞行需求。同时，相较于传统燃油发动机 40%的能量利用效率，电能利用效率超过 70%，同时减少噪声和碳排放。此外，分布式推进系统还能够在某些推进器发生故障时，通过调整其他推进器的输出来维持飞行，从而显著提高了飞行器的可靠性和生存能力。通过提高飞行器单种动力在宽工况（例如不同飞行速度、高度等）下的效率，可以降低其能量消耗，并大大提高续航时间，满足长航时的需求。

NASA 提出的 N3-X 涡轮发电分布式电推进飞机，机身上表面后缘有16 个由电机驱动的小型分布式推力风扇，电能由位于翼尖的两台涡轮发电机产生，通过分布式推力风扇加速机身边界层附近的气流，减少飞机阻力和燃油消耗并最大限度地降低噪音水平，该飞机相比于同类运输机能耗可以降低60%。

航空动力系统

航空装备指的是各类型航空器及其重大装备的总成，包括飞机、航空发动机及航空设备与系统三大部分。其中航空发动机指的是用来产生拉力或者推力使飞机前进的发动机设备。

航空部件制造可分为机体、发动机及机载设备三大部分

航空装备制造是航空装备产业链的关键环节，主要为航空部件制造和航空装备整机，其中航空部件制造可分为机体、发动机及机载设备三大部分。机体是航空装备结构的主要构成，发动机是航空装备的动力来源，机载设备是指对航空装备飞行中的各种信息、指令和操纵进行测量、处理、传递、显示和控制的设备。航空装备的细分市场大致为军用航空装备以及民用航空装备两大类。

航空发动机是飞机的心脏，为飞机提供飞行所需的力量和能量。航空发动机是一种非常复杂和精密的设备，它把燃料和空气混合后燃烧，然后把燃烧产生的高温高压气体转化为推力或功率，从而驱动飞机前进。从飞机成本结构拆分来看，发动机成本占比大约 20-30%，为驱动飞机飞行的核心部件。

航空发动机主要由进气装置、压气机、燃烧室、涡轮、排气装置五大部分组成，其中压气机、燃烧室、涡轮是其三大核心部件。喷气式发动机和活塞式发动机都需要经过进气、加压、燃烧和排气四个工作过程，空气首先进入的是发动机的进气道，经过压气机加压后进入燃烧室与燃料混合燃烧，燃烧室产生高温高压的能量气体传送给涡轮，涡轮做功经涡轮轴为发动机运行提供动力，从而推动飞机运行。

航空发动机主要分为活塞式发动机和空气喷气式发动机

分类来看，航空发动机主要可以分为活塞式发动机和空气喷气式发动机。航空发动机的百年历史大致可分为两个时期：第一个时期从莱特兄弟的首次飞行开始到第二次世界大战结束为止，在这个时期内活塞式发动机统治了40 年左右；第二个时期从第二次世界大战结束至今，空气喷气式发动机取代了活塞式发动机，开创了喷气时代，居航空动力的主导地位。

1）活塞式发动机

由来：1903 年，美国人莱特兄弟制造出一架装有两个推进式螺旋桨的双翼飞机，这架飞机采用由他们自制的功率为 9 千瓦的活塞式发动机，为世界上第一种飞上天的航空发动机。在莱特兄弟首次飞行后的 40 年，活塞发动机的功率从9千瓦增加到 2237 千瓦，飞机飞行速度超过 700 千米/时，飞行高度超过1 万米。工作原理和特点：航空活塞发动机是依靠活塞在汽缸中的往复运动使气体工质完成热力循环，将燃料的化学能转化为机械能的热力机械，主要由曲轴、连杆、活塞、汽缸、进门阀、排气阀等组成。与喷气式发动机相比，航空活塞发动机具备低空低速飞行效率高、运行成本低、结构简单等优势，在小型飞机中应用较多。

不足：由于发动机功率与飞机飞行速度的三次方成正比，随着飞行速度的提高，要求发动机功率大大增加，从而其重量和体积随之迅速增加，而活塞式发动机产生的动力（功率）很小，且随着飞机飞行高度的增加，功率降低很快，活塞式发动机满足不了提高飞行速度的要求；在接近声速时，螺旋桨的效率急剧下降，限制了飞行速度的提高。要进一步提高飞行速度，尤其到达到或超过声速，必须采用新的动力装置，喷气式发动机可以产生很大的推力，而资深重量又较轻，从而大大提高了飞机的飞行速度。

2）空气喷气式发动机： 由来：世界上第一架以喷气发动机为动力的德国亨克尔He.178 飞机在1939年首次试飞时就达到了 700 千米/时的飞行速度，已接近活塞发动机飞机的极限速度，宣告了一个新的航空时代的到来。此后半个世纪的发展，喷气发动机的推力从最初的 200-300 千克力增加到 54620 千克力，几乎增加了200 多倍；耗油率从大于0.1 千克/（牛时）降到 0.035 千克/（牛时）,降低约2/3；发动机推重比由小于1.0 增大到 10，增加了十余倍；发动机寿命由最初几小时增加到2-3 万小时，增加了近万倍。 工作原理和特点：空气喷气式发动机中，经过压缩的空气与燃料（通常为航空煤油）的混合物燃烧后产生高温、高压燃气，在发动机的尾喷管中膨胀，以高速喷出，从而产生反作用推力。流进发动机的空气可以是由专门的压气机使其受到压缩，也可以利用将高速流进发动机的空气（例如，当飞行器以很高的速度飞行时）滞止下来而产生高压来达到。因此，空气喷气式发动机可以分为无压气机和有压气机两类。在有压气机的空气喷气发动机中，压气机用燃烧室后的燃气涡轮来驱动，因此这类发动机又称为航空燃气涡轮发动机，为目前主流的航空发动机技术。

从生产壁垒来看，航空发动机技术壁垒高、研制生命周期长等特点。

1）技术壁垒高： 一方面，航空发动机对可靠性、安全性要求极高，结构复杂。航空发动机是推动飞机飞行的动力，与地面、水面运输工具的动力装置不同，地面、水面运输工具动力装置出现问题时，可以停车或者停泊排除故障，而航空发动机其“工作岗位”是在数千上万米的空中。发动机一旦在空中出现问题，飞机将失去动力，就无法保持飞行高度和速度，轻则导致飞机无法完成任务，重则会造成机毁人亡的重大事故。同时，与其他机械装置相比，发动机结构十分复杂，零件数目达数万个，不仅如此，发动机主要零部件的工作环境十分恶劣，常常处于高温（最高可接近2000 摄氏度)、高压（几十个大气压）和高速转动（转速可达每分钟几万转）的工作状态，任何一个零件出现问题，都可能导致发动机停车或破坏，并引发灾难性后果。因此，在任何一台航空发动机正式投入使用（服役）前，必须通过各种试验对其性能、功能、强度以及可靠性有充分的认识和了解，以便安全、有效、合理地使用。 另一方面，由于航空发动机的研制和发展是一项涉及空气动力学、工程热物理、传热传质、机械、强度、传动、密封、电子、自动控制等多学科的复杂的综合性系统工程，航空发动机内部的气动、热力和结构材料特性又是非常复杂，以至于到目前为止，仍然不能够从理论上给予详尽而准确的描述，只有依靠实际发动机的试验来获得。通过试验，可以验证设计的合理性、扩展已有的经验，并有可能促进对物理机理的进一步认识。此外，航空发动机设计能力的提高也主要依靠试验数据的不断扩大和完善、对已有经验的扩展以及理论分析的完善。近百年来国内外研制航空发动机的实践证明，新型航空发动机的诞生，发动机的改进、改型都离不开试验。航空发动机的发展史是一个设计、制造、试验、修改、再制造、再试验，不断摸索和反复完善的过程。

2）研制生命周期长： 新型航空发动机全寿命可分为预先研究、工程研制和使用发展3 大阶段。1）预先研究阶段的主要任务是为发展新型发动机提供技术储备，缩短研制周期，降低研制风险，不断提高技术水平。同时，为改进现役发动机性能、可靠性提供实用的技术成果。2）工程研制阶段的主要任务是根据主要作战使用性能指标，研制满足装备使用要求的发动机产品。该阶段分为工程验证机研制和原型机研制2个阶段。3）使用发展阶段是发动机全寿命科研工作的重要组成部分，发动机装备使用后应不断解决使用中暴露的技术质量问题，提高可靠性，并根据装备发展需求和新技术研究成果进行改进改型发展。

从产品单位重量创造的相对价值来看，航空发动机的该值是船舶的1400倍，经济性好。

民航发动机市场格局以及市场规模测算

民航发动机市场规模测算：参考中国商飞公司市场预测年报（2024-2043）相关数据，2024-2043 年，全球客机和货机新机交付量预计为4.48 万架，其中中国为9475架，全球客机新机交付市场规模为 66420 亿美元，其中中国为1406 亿美元，我们假设航空发动机价值量占比为 25%，测算出 2024-2043 年，全球客机航空发动机对应的全球市场规模为 16605 亿美元，国内为 3515 亿美元，对应每年全球客机航空发动机对应的全球市场规模为 830 亿美元，国内为176 亿美元。

航空发动机市场的竞争格局高度集中，由少数几家全球领先的公司主导。全球商用航空发动机市场呈现寡头垄断格局。根据《Commercial Engines2022》，2021 年全球总共交付 1812 台商用航空发动机，市场由美国通用电气GE、英国罗罗 RR 和美国普惠 P&W 以及由 Safran & GE 合资的 CFM 国际完全占据，其中，2021年 CFM、P&W 商用航空发动机交付量分别为 1066、478 台，占比分别为59%、26%。根据 Aviation Week Network Commercial Fleet & MRO Forecast 的预测结果，2024 年至 2033 年全球范围内将交付超 44200 台商用航空发动机，其中，CFM的交付量仍占比超一半，P&W 以 21%的份额位居第二。

全球军用航空发动机市场的竞争壁垒更高，能够独立研制军用航空发动机的国家只有美国、英国、法国、中国等少数国家。美国 GE、美国P&W、英国RR和法国Snecma S.A.为主要军用航空发动机制造商，美国 Honeywell、德国MTU、意大利Avio、俄罗斯礼炮、中国航空发动机集团等公司也具备较完整的生产能力。中国航空发动机市场仍由进口主导，但国内自主研发的力度不断加大，近年来在政府支持和本土需求增长的推动下取得了显著进展，目前处于技术追赶和自主研发的关键阶段。中国航空发动机市场的参与者主要包括中国航发、中国航发商发、航发控制等企业。 在民用航空发动机方面，中国面临较高的技术壁垒，我国航空发动机整机制造被央企垄断。中国航发商发负责研制用于国产商用大飞机（如C919）的发动机CJ-1000A，力图在窄体商用客机领域实现国产化替代。目前C919 的早期批次仍主要采用 CFM 国际的 LEAP 发动机，国产 CJ-1000A 的技术验证尚在推进中。在军用航空发动机方面，中国的军用航空发动机市场高度依赖国内需求。中国航发承担了绝大多数的研发和制造任务，尤其是在战斗机、运输机和无人机领域，预计未来几年内将随着装备升级需求的增长而持续扩展。

低空动力系统（电推进系统）

低空飞行器动力系统包括动力电机、电调（电控）及螺旋桨。电调一般是指eVTOL的电机控制系统，可对电机的转速、扭矩、转向等参数进行精确调节和控制。它能根据飞行器的飞行指令和姿态信息，实时调整各电机的输出，确保飞行器能够按照预定轨迹飞行，实现垂直起降、悬停、平飞等多种飞行姿态的平稳转换。电调要具备高功率密度，以满足飞行器动力需求，能在紧凑体积和重量下实现高效电力转换与控制。电调也需具备转速和扭矩的高精度的控制能力，以保持飞行器的平衡与稳定。 目前，eVTOL 电控市场尚处于发展阶段，参与企业主要包括传统航空电子企业、新能源汽车电控企业以及新兴的 eVTOL 研发企业。如罗克韦尔柯林斯、霍尼韦尔等传统航空巨头，凭借其在航空电子领域的技术积累和品牌优势，在eVTOL电控系统研发方面具有一定领先地位。而像汇川技术、英搏尔等新能源汽车电控企业，也凭借在电机控制领域的技术和成本优势，积极布局eVTOL 电控市场。此外，JobyAviation、亿航智能等 eVTOL 整机制造商也自主研发电控系统，以实现关键技术自主可控。 电机是动力系统核心零部件，主要作用是将电能转换为机械能，驱动螺旋桨旋转，从而产生升力和推力，实现无人机的飞行，同时根据飞控系统的指令精准调节转速，满足无人机在不同飞行状态（如起飞、悬停、巡航）下的动力需求。电机的功率密度直接影响着飞行器的有效载荷能力和续航能力，其应变工况动力输出能力、可靠性和环境适应性是决定飞行器动力特征和安全性的重要因素。以下将围绕直流电机、交流异步电机、永磁同步电机和高温超导电机等四种电机的结构和特点，重点分析其在低空领域的应用能力和潜力。

四种电机对比：直流电机、交流异步电机、永磁同步电机和高温超导电机

（1）直流电机是一种将直流电能转换为机械能的旋转电机，通过直流电源供电，利用电磁感应原理实现电能与机械能之间的转换，广泛应用于各种需要精确控制转速和扭矩的场合。2023 年中国直流电机市场规模约为252 亿元，市场需求主要来源于家电/消费电子、工业机械和汽车等行业。

有刷直流电机和无刷直流电机是两种常见的直流电机类型。其中，有刷直流电机通过电刷与换向器来实现电流的换向以保持电机转子的持续旋转，而无刷直流电机则通过电子控制系统来实现换向。得益于其简易结构和较低初始成本，有刷直流电机通常适用于玩具、小型家电等应用场景，单价在10-1000 元区间。由于电刷和换向器的机械接触会产生能量损失，因此刷直流电机能量效率较低（通常为60-75%），且机械接触的磨损特性也增加了零部件维护成本，难以满足汽车和航空航天等高性能应用场景需求。 相较之下，无刷直流电机广泛应用于小型和中型无人机。无刷直流电机采用电子换向器（ESC）代替传统的机械电刷和换向器，在低空应用端具有显著优势。第一，电子换向减少了机械摩擦损耗，能量转换效率可达80%-90%在相同电池容量下能够实现更长的飞行时间，续航时间可比有刷电机的无人机延长30%-50%。第二，ESC 和位置传感器能够快速响应飞控系统的指令，在各种复杂飞行条件下（如快速上升、紧急避障等）能够保持更高的稳定性和操控性。第三，无刷电机减少了电刷和换向器等易磨损部件，减少了电机更换的频率，降低了长期使用成本。因此，无刷电机高效率、长寿命、低噪音、高功率密度、精确控制和高可靠性等特点，使其成为无人机动力系统的首选，单价大多在50-5000 元区间，部分价格超万元。

直流电机在低空领域已有应用实例。空客的 eVTOL 产品CityAirbus NextGen采用MAGicALL 公司的无刷直流电机，具备高扭矩、低重量和坚固耐用的特性。CityAirbus NextGen 最大航程 80 公里，巡航速度120 公里/小时，起降噪音70分贝，巡航噪音 65 分贝，适用于城市空中交通、医疗急救和生态旅游等多种应用场景。

（2）交流异步电机能够将交流电能转换为机械能，其结构简单，没有刷子和换向器等复杂部件，降低了磨损和维护需求，具有较高的可靠性，并且能够承受一定程度的瞬时过载，保证在动态负载下的稳定性，适合应用于工业中泵、风扇、压缩机、传送带等设备，也在航空航天领域被用于驱动液压泵、风扇等辅助设备。但转差率的存在使得转速和转矩的控制难以精确，效率也相对较低，转子绕组需要从电网吸收电能励磁，消耗了部分电能，体积较大，适用于对控制精度要求不高的常规应用场景。目前，交流异步电机在无人机和eVTOL 中的应用相对较少，但由于其调速能力和可靠性，交流异步电机在一些混合动力eVTOL 系统中被用作辅助动力。MAGicALL 公司开发的电动航空的交流异步电机系统已配置于BellAPT70 物流无人机，最大载货量为 70 磅（32kg）。

（3）永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）因更高的功率密度和高扭矩密度使其在轻量化设计中具有显著优势，成为eVTOL 电机的首选。永磁同步电机采用高磁能密度的永磁材料，强大的磁场能够使电机在较小的体积和重量下输出更大的功率，转子磁场与定子磁场的同步运行机制也使得电机能够在不同工况下保持高效运行。使用高性能的永磁材料（如钕铁硼）可以进一步提高电机的扭矩密度，这对于 eVTOL 等对重量敏感的应用尤为重要。PMSM 分支之一的轴向磁通电机被认为是未来理想的eVTOL 动力系统单元。第一，其磁场方向与电机轴平行，磁通路径较短，磁场利用率高，显著提升了功率密度和扭矩密度，满足 eVTOL 在垂直起降和悬停阶段所需的高扭矩输出，同时确保了飞行器在频繁起降、低空低速盘旋、变速飞行等各种工况下的高效稳定运行。第二，轴向磁通电机的结构紧凑，径向长度更短，安装自由度高。其体积和重量相比传统径向磁通电机大幅减少，也极大地匹配了 eVTOL 的轻量化设计要求，有效增加载荷能力和续航里程。

YASA 的轴向磁通电机体积为 5L、重量为 24kg，而同功率的径向磁通电机体积为10L、重量为 50kg。其扭矩密度和功率密度分别达到160 Nm/L 和14.9 kW/kg，是传统径向磁通电机的 4 倍。美国的 Joby 和 Archer 的eVTOL 项目都采用了轴向磁通电机。 PMSM 用于航空推进动力系统的典型代表有美国 H3X 的液冷径向磁通永磁电机系统 HPDM-250、英国 YASA 750R 油冷轴向磁通永磁电机、斯洛文尼亚EMRAX228系列外转子水冷轴向磁通电机、比利时 Magnax 的 AXF225 油冷轴向磁通电机。

（4）高温超导电机利用高温超导材料制成的线圈作为电机绕组，具有极高的功率密度和效率，理论上全超导电动机的功率密度能超25kW/kg，契合eVTOL对于电机高功率密度性能的需求。超导线圈的零电阻特性和大电流载流能力大幅降低了电机损耗，使得高温超导电机能够在更高的磁场强度下运行，增加电机的功率输出从而提高功率密度。高温超导电机尺寸更小、质量更轻、空间利用率更高，且可主动退磁，维护方便，但需要复杂的低温冷却系统，成本较高，适用于对高功率密度和高效率有特殊要求的高端应用领域，如大型电动飞机推进系统等。目前美国、俄罗斯、欧洲和澳大利亚等国家的高校和科研机构在开展将超导电机技术应用于大功率航空纯/混合电力推进系统中的相关研究工作，大部分研究都是概念设计或者地面模拟测试，只有俄罗斯的 Yak-40 混合动力飞机实现了首飞。2021 年，空客成立先进超导和低温动力总成系统演示器ASCEND 项目，2023年11月，ASCEND 团队成功启动了系统核心的 500kW 动力系统，这是全球首次在航空领域实现如此高功率的超导动力系统。该项目结合液氢冷却和超导技术演示纯电/混合电推进，探索超导材料和低温系统对飞机电力推进系统性能的影响。其目标是将动力总成重量和电气损耗降低至少 50%，并将效率提高5%-6%，研究和短期应用集中于 eVTOL、轻型和支线飞机。澳大利亚 MagniX 公司开展超导电动机的研究，提出了 MagniAlpha 超导电动机概念。其设计功率密度高达25kW/kg，未来投入商业应用后，将有效降低推进系统的体积和重量，大幅提高推进效率。

航空电机和新能源汽车电机对比

目前新能源汽车的电机以永磁同步电机为主，在部分双电机车型下配置交流异步电机。根据高工锂电的数据，2021 年，永磁同步电机/感应异步电机/其他电机的累计装机量分别为 323/17/2 万台，占比分别为 94%/5%/1%。永磁同步电机在国内新能源汽车驱动电机市场中占绝对主流地位。

由于空中环境与应用场景的特殊性，航空级电机在功率密度、扭矩密度、安全性与可靠性、系统复杂性、材料与成本等方面与新能源汽车电机存在一定差异，主要体现在以下几点。 1）功率密度更高。功率密度是指单位体积的电机所能输出的功率，反映了电机在有限空间和重量下的性能表现。高功率密度意味着电机可以在更小的尺寸和重量下输出更大的功率，这对于提升车辆或飞行器的性能和效率至关重要。新能源汽车对持续功率输出的要求更高，注重效率和续航能力的平衡，而eVTOL需要在轻量化的要求下提供足够的推力以满足垂直起降和飞行的需求，同时减轻飞行器的整体重量，从而延长续航里程。《节能与新能源汽车技术路线图2.0》提出，到 2025 年，新能源汽车电机的功率密度目标是达到5 kW/kg，到2030 年提升至6kW/kg。而目前，Joby S4 的单个电机峰值功率可达236kW，重量仅为28kg，其电机功率密度约为 8.43 kW/kg。英搏尔开发的 eVTOL 电驱产品峰值功率为131kw，重量仅为 14.17kg，功率密度可达 9.24kW/kg。

2）扭矩密度更高。对于地面交通工具，扭矩密度对于加速性能和续航表现至关重要，新能源汽车电机的扭矩密度通常在 10-20Nm/kg 左右，已能够满足其在加速和爬坡等工况下的动力需求。eVTOL 的电机则需要在垂直起降和悬停阶段提供低速高扭矩输出，以提供足够的推力。在有限的尺寸和重量下，eVTOL 电机扭矩密度通常在 30-35 Nm/kg。广汽埃安的夸克电机扭矩密度为14.8 Nm/kg，JobyS4的电机扭矩密度则能达到 49Nm/kg，英搏尔的航空级电机也能达到35.28Nm/kg。

3）安全性与可靠性要求更高。新能源汽车主要关注电机的耐用性和日常运行的稳定性。eVTOL 需考虑在极端环境下运行，如海拔 8000-12000 米、温度-90℃-70℃，对安全性的要求极高，需满足失效率为 10 -9的航空级标准。eVTOL 电机还需具备高可靠性和冗余设计，例如在紧急情况下提供额外50%的功率输出，以确保飞行安全。

4）系统控制更复杂。新能源汽车常采用单电机或双电机配置以平衡成本与动力需求，而 eVTOL 多采用分布式电推进系统，以提升安全性、垂直起降能力和能源利用效率，满足低空飞行的特殊需求，因此电控系统高度集成，需要精确协调多个电机的运行。

5）材料有所不同，成本更高。新能源汽车主流采用硅钢材料，行业正向更薄的硅钢片发展，以降低损耗，材料成本相对较低。而 eVTOL 部分采用CoFe 合金等高性能材料，具有更高的磁密，可显著提升功率密度和降低电机重量，但成本较高。由于 eVTOL 产业处于起步阶段，所涉及到 eVTOL 专用电机信息较少，故我们用新能源汽车电机方案列示以作参考。驱动电机的主要零件通常包括转子、定子、线束、壳体、端盖等。在新能源汽车驱动电机的主要零部件中，价值量最高的是定子/绕组/轴承/转子，成本占比分别为 19%/17%/12%/11%。

动力系统路线对比：混动 VS 纯电

纯电推进系统：利用先进的电池技术和高效电机，航空器能够实现零排放飞行，同时显著降低运营成本和噪声，成为 eVTOL 动力系统的主流选择。全电推进系统使用电动机作为主要推进方式，通常依赖于高能量密度的电池（如锂离子电池）或其他电源（如燃料电池或超导体）来提供动力，通过电动机将电能转换成机械能并带动风扇旋转，具有效率高、排放和噪声低等优点。选择电池类型时，需要综合考虑能量密度、功率密度、安全性、成本等因素并针对不同的应用场景选择最优方案。目前，在 eVTOL 飞行器上应用的电池主要为锂离子电池、固态电池等。锂离子电池以其高能量密度、长循环寿命等优点成为主流选择，但在安全性、低温性能方面还有待提高；固态电池具有更高的安全性和能量密度，但目前成本较高，商业化进程相对较慢。不同新能源动力方案优势区间不同，纯电项目主要集中于城市空运和通用航空，氢动力主要集中于城际飞行和大型商用飞机。 纯电推动航空器受限于锂电池能量密度，适用于载客量20 座级以下、航程100km 的城市空运市场。 氢燃料电池飞机的能源系统复杂度与综合成本大于锂电池，10 座以下无显著优势，航程与载荷受限于氢燃料电池功率密度，适用于载客量80 座级以下、航程 1500km 以下的支线客机或中型干线客机。

目前，航空用锂离子电池的能量密度约为 250W∙h/kg，可适用于小型飞机，但不足以用于大型客机。2023 年 10 月，美国莱特电气公司宣布正在开发一种能量密度为 1000W∙h/kg 的高能量密度电池，是传统锂电池能量密度的4 倍，足以应用于100座级、航程 1130—1290km 的全电推进飞机。为推动电池领域的发展，2024年3月，工信部等四部门联合印发了《通用航空装备创新应用实施方案（2024-2030年）》，要求重点推动具有较高能量密度潜力的固态锂离子电池的研发与应用。电推进技术在分布式推进系统中实现创新突破。相比传统集中式推进，采用分布式推进可优化飞行空气流场，降低阻力和噪声，提高系统安全性，也可以实现垂直起降等特殊功能。例如，Joby 航空公司推出的 2 座S2 飞机和5 座S4 飞机采用16 组分布式推进，其中 12 组用于垂直起降、4 组用于巡航。S4 飞机最高速度可达 322km/h，而电能消耗只有汽车的 1/5，飞行里程可达240km，巡航时分布式螺旋桨可折叠，减少了气动阻力，而降落后甚至可利用风能充电。混合动力系统：通过结合传统燃料与电能，提高航空器的燃油效率和减少排放，提高飞行器续航能力，已成为电推进技术的一大创新方向。混合电推进系统通过传统的航空燃油发动机带动发电机发电，为分布在机翼或机体上的多个电动机提供电力，并由电动机驱动螺旋桨提供全部或大部分推力，主要有三种架构类型。

（1）串联式架构：发动机不直接提供动力，而是驱动发电机供电，通过电机将电能转换成机械能带动风扇旋转。发动机与电机的安装位置灵活，通过设计多螺旋桨／旋翼的分布式电力推进（DEP）布局，一方面，功率得以分散，进一步减缩气动噪声总声级；另一方面，多推进器的冗余为飞行器提供了更可靠的推力保障，这种布局方式适用于垂直起降飞行器。

然而，串联式架构多级能量转换导致的能量损失使得电机的最大功率受限，并且在运行过程中，电池的消耗速度较快。 德国西门子公司研发出一款采用混合电推进系统的飞机DA36E-Star2，驱动系统在起飞期间，可提供 80kW 的输出功率，持续输出功率则为65kW，该飞机可以实现静音起飞，并能够使燃料成本和排放量降低 25%。

（2）并联式架构：发动机和电机并行工作，电机仅由电池供电，风扇的推进功率仅由电机和内燃发动机提供，通过电机将电能转换成机械能和内燃发动机共同带动风扇旋转。在城市内短距离飞行时，主要依靠电力驱动，减少噪音和尾气排放，符合城市低空飞行的环保要求；而在需要长距离飞行时，内燃机可以为飞行器提供持续的动力，延长航程。并联式架构的两个推进源的冗余性提供了可靠的动力保障，如果电机出现故障，内燃机可以继续提供动力，使飞行器能够安全降落，符合无人机和 eVTOL 在执行关键任务（如军事侦察、应急通信中继等）时需要高度可靠的动力系统的要求。 然而，电流的混合与调节增加了系统控制的复杂性，机械耦合问题也可能影响稳定性，增加内燃机与电机之间协调的难度。 2020 年，法国沃特航空公司成功首飞 Cassio 1 混合动力飞机。该机翼两侧各装配一台赛峰集团的 ENGINeUS 型电机，总功率近 440kW，尾部则采用同轴并联式混合电推进系统，由一台 270kW 内燃发动机和三台 60kW 电机通过单一动力输出轴驱动螺旋桨。

（3）串联+并联式架构：通过同轴驱动的发动机与电池包并联，同时电子控制单元根据电池包的电量状态决定是否对电池进行充电。相较于传统的串联或并联混电系统，这种架构避免了多级能量转换导致的能量损耗，提供更灵活的运行模式，例如，在高速巡航时，系统可以由发动机直接驱动螺旋桨，而在需要额外动力时则可以同时使用发动机和电池组合供能，避免了传统串联和并联结构中的主要问题。但是该架构存在系统复杂、电路效率低的问题。

混合动力系统中采用的发动机主要有活塞发动机和涡轮发动机（含涡喷、涡扇、涡桨、涡轴发动机），适用的飞行器类型不同。 （1）活塞发动机：发动机的活塞承载燃气压力，在气缸中进行反复运动，并依据连杆将这种直线运动转变为曲轴的旋转活动。在设计轻型飞机时，气缸的尺寸往往受限，无法简单地通过增加气缸容积来提高功率，导致活塞发动机动力较小，功率输出和飞行效率较低，但也具有耗油率低、成本低的优势。功率小于370kW的水平对缸活塞式发动机广泛应用在轻型低速飞机和直升机上，如行政机、农林机、勘探机、体育运动机、私人飞机和各种无人机，旋转活塞发动机在无人机上崭露头角。 （2）涡轮发动机利用旋转的机件自穿过它的流体中汲取动能，包含涡喷、涡扇、涡桨、涡轴四种类型。 涡轮喷气发动机利用压缩空气和燃料混合后燃烧产生高温高压气体，通过喷嘴加速排出，从而产生推力。其强大推力能够应对飞机克服巨大空气阻力的需求，响应速度快的特性让发动机能迅速调整推力，保障飞行安全与准时性，所以涡喷发动机主要用于高亚音速运输机。在低速工况下，涡喷发动机耗油量大、效率低，航程缩短。 涡轮风扇发动机在涡喷发动机基础上增加风扇运转，其气流一部分精准地进入压气机（内涵道），另一部分则直接向外排放（外涵道）。通过把部分燃气能量用于驱动风扇降低了排气速度，极大地提高推进效率。涡扇发动机主要用于歼击机，其强大的推力能够瞬间为飞机提供充足的动力，在短时间内改变飞行轨迹。涡轮螺旋桨发动机由螺旋桨和燃气发生器组成，螺旋桨直径大且转速低，螺旋桨后的气流类似于涡扇发动机的外涵道，因其涵道比大，效率在低速下高于涡扇发动机，但适用速度一般限制在 900km/h 以下。涡桨发动机广泛应用于中低速飞机：执行巡逻任务时，飞机需长时间低空盘旋，涡桨发动机具备燃油经济性与低速稳定性优势；反潜飞机低空慢速搜目标，其低噪、高效特性既能隐匿行踪，又能保障动力续航。 涡轮轴发动机通过燃烧室内燃烧产生的高温高压气体驱动涡轮转动，涡轮通过轴连接到主旋翼或其他机械装置，从而提供动力。涡轮轴发动机结构紧凑、重量轻、功率输出高和运行效率高，适合在高速和高负载的条件下工作。由于能在较低的转速下提供持续的动力输出，适用于直升机悬停和低速飞行中保持稳定的场景。它还具有良好的响应性和可靠性，能够快速调整输出功率，适应飞行过程中不断变化的需求，因此涡轮轴发动机适用于直升机和垂直升降飞行器。

混合电推进系统已在国内外航空领域广泛应用。国际市场上，大型航空公司主导行业发展，多款混合动力飞行器已成功首飞。国内则由航发动力主导，多家民营企业积极参与布局，逐步形成多层次的产品体系。

混动 VS 纯电：纯电推进系统未来有望继续成为 eVTOL/无人机动力系统主流选择，混合动力系统覆盖长距离应用场景。 从性能看，混合动力系统在续航能力方面具有明显优势。纯电推动航空器因锂电池能量密度局限，难以支撑长航程、大运载需求。以常见的锂电池为例，其能量密度通常约为 250W∙h/kg，而航空燃油的能量密度高达12000W∙h/kg，差距数十倍。而混合动力技术路线结合燃油与电力优势，飞行中燃油发动机可随时补充动力，减少“里程焦虑”，既在起飞、爬升等耗能阶段协同电机发力，保障动力强劲，又能在巡航时优化能源分配，延长续航，未来在中远途低空交通运输的应用前景广阔，能够实现更大范围的服务。

从环保性看，全电推进系统具有低噪音、低排放的环保优势。传统航空业的温室气体排放占全球人为二氧化碳排放量的 2%-3%，如果不采取任何措施，我国航空运输业碳排放可能会以 14.8%的年均增幅持续增长。2016 年，国际民航组织(ICA0)提出了 CORSIA 计划，目标是到 2050 年航空运输业碳排放量降低至2005 年同期的一半水平。混合动力系统相较于传统燃油系统能够减少噪声，且碳排放也有所降低，但仍然依赖部分燃油，无法实现完全零噪声和零排放。而全电推进系统在运行过程中几乎无噪声，同时能够实现零排放。以氢燃料电池为例，仅产生水蒸气作为副产品，无二氧化碳等温室气体排放。NASA 研究认为，电推进飞机可以实现节能超过 60%、减排超过 90%、降噪超过 65%的潜在收益。从安全稳定性看，混合动力系统凭借冗余备份、全电推进系统凭借简单的系统设计和逐渐优化的电池技术，提高了可靠性。混合动力系统能够在某一动力源发生故障时，通过另一动力源提供备份，提高整体的安全性和稳定性。NASA 研究表明，在模拟单动力源故障的情况下，混合动力系统能够在90%以上的情况下通过备用动力源成功维持飞行，确保飞机安全降落。相比之下，传统单动力源飞机在类似故障情况下的安全降落概率仅为 30%左右。而全电推进系统的设计相对简单，机械故障风险较低，虽然电池技术限制存在风险，例如能量密度限制影响飞机结构设计从而影响飞行的稳定性和操控性、功率密度限制导致瞬间放电能力不足，但电池技术逐步优化，整体上其可靠性较高。

从经济性看，混合动力在城际通勤应用场景中更具经济优势。航空类动力电池放电倍率高，使用环境恶劣，综合寿命相对较低，这意味着纯电eVTOL 需要频繁更换电池，沃兰特在构建商业模型时，将电池损耗折旧考虑在内，正常商业运营强度下，在研机型的电池更换周期约为每年 1 次到 1.3 次。保时捷管理咨询在2025年 2 月发布的研究报告指出，纯电 eVTOL 电池频繁充放电，加速电池老化，考虑电池折旧成本，则纯电飞行器的经济性表现不如混动飞行器。增程式混动eVTOL单次充电可支撑超过五次起降，无需在每次降落后充电，也不要求每个起降点都具备充电能力，可以减少电池在飞机全生命周期中的更换次数，亦可大幅提升机队运行效率和机动性。考虑到电池更换折旧，混动eVTOL 的运营成本会比纯电eVTOL 低 10%。但混合动力系统的初期投资较传统燃油动力系统高，由于结构更加复杂，在行业发展初期，混动 eVTOL 整体售价会比纯电eVTOL 高出5%至10%。

低空飞行器的动力类型，具有形成纯电为主、混动为辅格局的趋势，不同应用场景有倾向性选择。在旅游观光场景中，对续航里程的要求不高，而更加注重舒适性，纯电动力类型的 eVTOL 更适合。在城市内客运场景中，经济性问题尤为重要，混动动力能够满足消费者的跨城际需求，但前期仍受到技术制约，纯电和混动动力类型可能长期共存。对于城际客运场景，油电或氢电混动支线飞机是理想选择，但中短期内的市场推广仍需时间。对于物流末端配送场景，噪音小、安全性高且更具灵活性的纯电无人机最适配。对于长距离支线物流场景，油电或氢电混动方案更为适配，此类场景的推广依赖于货运产品的低成本敏感性和高时效性要求。美国 eVTOL 企业 BETA 研发了地面 Charge Cube 快充桩，并已在佛罗里达等三个州的 47 个站点部署。Charge Cube 快充桩支持 350kW 功率输出，BETA 的eVTOL机型充满电约需 50 分钟，速度仍然受限。eVTOL 所需要的更高的功率意味着需要额外投资、单独建设专用的电网线路，整体成本预计是汽车快充桩的数倍。

eVTOL 电机的适航认证

目前，eVTOL 电机多与主机厂随机适航，技术壁垒高，认证时间长、难度大。电机的性能和安全性直接影响整机的适航性，因此 eVTOL 电机供应商通常与主机厂共同参与产品研发和适航认证过程。由于主机厂适航要求高且复杂，认证周期长，通常需要 3 年以上，预计认证通过的主机厂和电机厂将形成稳固的供应关系，适航认证成为进入市场的关键门槛。目前进入 eVTOL 电机企业主要分为三种类型：一是自主研发电机的主机厂；二是海外航空发电机厂商；三是国内电机电控厂商等。

国内多家 eVTOL 电机企业产品处于早期研发和合作阶段，与主机厂共同推进适航认证。卧龙电驱、英搏尔、蓝海华腾等企业已与国内多家主机厂达成战略合作，共同进行产品研发。卧龙电驱与吉利沃飞开展合作，沃飞AE200 已申请TC证，预计 2026 年可获得。英搏尔与亿航智能共同研发满足适航标准的电机产品，还共同设立合资公司，围绕 eVTOL 产品生产制造以及上游零部件产业链展开深入合作，负责亿航智能 eVTOL 总装前各工序、零部件的生产。蓝海华腾与览翌航空共同推进客运级 eVTOL 的研发，计划在 2027 年底完成 LE200 的TC 取证。

随着 eVTOL 行业的发展，电机和电控系统等关键部件的独立适航认证体系逐步建立，但单独适航测试难度大，目前极少企业能够实现。中国民用航空局（CAAC）尚未针对 eVTOL 电机单独发布适航认证的技术标准，目前对eVTOL 整机适航认证采取“一事一议”的方式。CAAC 正在尝试制定电机等关键设备的规范，计划适时发布中国民用航空技术标准规定（CTSO）。这些标准将参考国际适航要求，如美国联邦航空局（FAA）、欧洲航空安全局（EASA）和美国航空无线电技术委员会（RTCA）的相关规定。 FAA 将电机视为主机动力系统的一部分，并依据《联邦法规汇编》第14 编的相关条款进行审定。EASA 针对 VTOL 发布了专用条件(SC-VTOL)和符合性方法(MOCSC-VTOL)，还发布了针对电动/混合推进系统的条件（SC-E19），明确电机安全性和性能要求。RTCA 的 DO-160 标准用于测试航空设备在高温、高湿、振动等极端环境下的性能，DO-178C 和 DO-254 标准则提供软件和硬件开发的指导。这些标准要求高，通过认证的企业仍然较少。随着电机适航认证标准的完善，主机厂采用获得认证后的电机，将减轻 eVTOL 整机的适航取证压力。

电机单独适航认证的路径可以参照整机适航及航空发动机适航取证路径。根据我国《民用航空产品和零部件合格审定规定》(CCAR-21-R4)，国产民用航空器的取证路径为 TC→PC→AC，国产民用航空发动机、螺旋桨的取证路径为TC→PC→AAC-038（适航批准标签）。芜湖钻石航空发动机有限公司的AEC2.0L 航空重油活塞发动机是我国首款获颁 TC 的国产重油活塞发动机，按照民用航空规章CCAR-33R2 要求完成适航审定。其适航认证过程自2013 年启动后历时多年，完成了包括 150 小时持久试验在内的多项关键测试，该发动机于2023 年7 月正式获颁TC 证，并于 2024 年 4 月正式获取 PC 证。 赛峰集团研发的 ENGINeUS 100 电机是全球首个成功完成单独适航认证的eVTOL电机。2025 年 2 月，赛峰集团宣布全球首款用于新型空中交通的电机ENGINeUS100获得 EASA 认证，根据 EASA 发布的认证航空电机专用适航条件SC-E19 进行型号认证，SC-E19 重新定义和测试电动推进系统的安全性，特别是针对高压电弧和火灾风险的最坏情况场景，并制定相应的措施以确保飞行员在故障情况下能够安全降落。赛峰 ENGINeUS 100 航空电机的取证基于 1500 小时的电机认证测试以及在真实飞机环境下开展的超过 100 小时的飞行测试。EASA 称，该电机认证耗时不足两年，与传统旋翼机涡轴发动机认证所需时间接近。据赛峰介绍，AURA AERO、万丰旗下的钻石飞机公司、时的科技和 VoltAero 等诸多新型空中交通飞机制造商已选择赛峰集团 ENGINeUS 电机系列。赛峰正筹备于2026 年在法国尼奥尔和英国皮特斯通建立四条半自动化生产线，以量产 ENGINeUS 系列电机，建成后每年可生产超过 1000 台电机，并具备增产能力。

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