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当地时间(jian)20日早，搜救人员转移莱希等(deng)罹难(nan)者(zhe)遗体。图(tu)源：IC Photo
【文(wen)/科工力(li)量】
5月19日，伊朗总统莱希乘坐直升机失事(shi)，莱希及(ji)外长阿卜杜拉希扬不(bu)幸罹难(nan)。
很多人注意到(dao)，莱西乘坐的(de)美制贝尔-212直升机是(shi)一架(jia)有着40年以上机龄(ling)的(de)老飞机，关于(yu)这架(jia)飞机的(de)详细情况，以及(ji)它可能出现(xian)哪些技(ji)术(shu)故障，观(guan)察者(zhe)网专栏作(zuo)者(zhe)席亚(ya)洲和张(zhang)仲麟已经(jing)分别撰文(wen)讨论。
根据现(xian)有资料复盘就会发现(xian)，莱希总统一行人这次出行，直升机几乎是(shi)唯一可选的(de)交通工具，但直升机的(de)安全性却是(shi)一个硬伤。
这方面的(de)问(wen)题，中国也注意到(dao)了。去(qu)年年底的(de)中央经(jing)济工作(zuo)会议(yi)上，首次明确将低空经(jing)济列为“战略性新兴产业”，电动垂(chui)直起降飞行器（eVTOL）及(ji)其配套(tao)产业获(huo)得蓬勃发展，我们之前也对其做过分析，但更多是(shi)从产业角度着重分析其经(jing)济属性，这次事(shi)件的(de)发生(sheng)，让我们看到(dao)其“战略性”的(de)另外一个维(wei)度：安全。
图(tu)源：新华(hua)网
eVTOL的(de)起降条件几乎跟传统直升机完全相同，但其安全性却可以提高(gao)好几个数量级，因此在广(guang)大地面基础设施不(bu)太发达的(de)南方国家，或(huo)有广(guang)泛的(de)刚需市场(chang)。
当前，这条赛(sai)道上的(de)领先玩家只有中美两国，谁能率先引领产业发展，谁能尽快在全球获(huo)取更大的(de)市场(chang)，谁就能率先引领适航取证等(deng)相关产业标准和国际规则，我们完全有条件去(qu)抢占这座(zuo)“天王(wang)山”。
01.伊朗政(zheng)要出行场(chang)景(jing)与eVTOL典型应用场(chang)景(jing)高(gao)度重合
事(shi)故发生(sheng)在莱希总统出席完阿塞拜疆边境地区的(de)阿拉斯河加西亚(ya)水电站揭幕仪(yi)式后，返回大不(bu)里(li)士的(de)路(lu)上。从地图(tu)上来看，从揭幕仪(yi)式现(xian)场(chang)加西亚(ya)水电站返回大不(bu)里(li)士距离(li)只有130多公里(li)，但由于(yu)中间(jian)隔着一片山区且无法绕过，使(shi)得莱希专机机队(dui)只能选择从山区中穿过，从其失事(shi)位置来看，选择的(de)是(shi)沿着山谷河流这一明显地标飞行，距离(li)约50公里(li)。
坠机现(xian)场(chang) 图(tu)源：新华(hua)社
其实，伊朗很多领导人都习惯直升机出行，这是(shi)几个特点决定(ding)的(de)：
首先，伊朗国土(tu)面积比较大，有164.5万平方公里(li)，在全球排(pai)第十七位。
其次，在地形上，伊朗是(shi)世界上山地最多的(de)国家之一，崎岖的(de)山脉把各种盆地、高(gao)原分隔开来，平均海拔在900-1500米之间(jian)，境内还有1/4的(de)面积是(shi)沙(sha)漠。
第三，基础设施比较差，伊朗运营的(de)普通公路(lu)总里(li)程不(bu)到(dao)4.5万公里(li)，高(gao)速公路(lu)只有2700多公里(li)，铁路(lu)不(bu)到(dao)1.5万公里(li)，没有高(gao)铁。
再叠加目的(de)地固定(ding)翼飞机的(de)起降条件差；可能有特殊(shu)保密、安保需求；以及(ji)政(zheng)治人物对经(jing)济成本不(bu)敏感，但对时间(jian)成本高(gao)度敏感——综合这些因素的(de)话，直升机出行基本上是(shi)当时莱希总统一行的(de)唯一选择。
莱西总统和伊朗政(zheng)要高(gao)频使(shi)用直升机的(de)出行场(chang)景(jing)，不(bu)免令我们联想到(dao)今天许多eVTOL企业宣传的(de)典型场(chang)景(jing)。
eVTOL是(shi)“电动垂(chui)直起降飞行器”的(de)简称，它（复合翼构型和倾转翼构型）兼(jian)具直升机可以垂(chui)直起降和固定(ding)翼飞机速度更快、航程更远的(de)有点。
自去(qu)年年初开始，科工力(li)量就一直在关注低空经(jing)济这一新兴业态，比如我们今年三月份(fen)的(de)视(shi)频里(li)提到(dao)过某eVTOL企业的(de)这个商业化运营案例：上海至普陀(tuo)山两地直线距离(li)150公里(li)，飞行时间(jian)约47分钟，由于(yu)当中并无跨海大桥，地面距离(li)约315公里(li)，耗时约4小时，综合考虑各种成本，企业和研报给出的(de)结论就是(shi)，eVTOL适合对经(jing)济成本不(bu)敏感，对时间(jian)成本敏感的(de)商务人士。
02.eVTOL起降条件与传统直升机相似，但安全性可大幅提升
直升机自发明以来，事(shi)故率一直大幅高(gao)于(yu)固定(ding)翼飞机的(de)情况。根据不(bu)同统计口径，有数据称目前直升机事(shi)故率为每十亿英里(li)1.19次重大事(shi)故，常见的(de)喷气客机是(shi)每十亿英里(li)0.07次重大事(shi)故，相差近20倍。也有数据显示(shi)，民航客机的(de)安全系(xi)数在10的(de)负9次方，直升机的(de)安全系(xi)数在10的(de)负6次方，两者(zhe)相差1000倍。
直升机的(de)高(gao)事(shi)故率源于(yu)直升机复杂的(de)机械(xie)结构和高(gao)强度的(de)使(shi)用环境。
传统直升机的(de)旋(xuan)翼系(xi)统
1. 机械(xie)结构复杂：直升机的(de)旋(xuan)翼系(xi)统包括主旋(xuan)翼和尾旋(xuan)翼，一般(ban)而(er)言，一架(jia)直升机只有1-2台发动机，靠(kao)内燃(ran)机把化学能转化为机械(xie)能，再依靠(kao)复杂的(de)传动系(xi)统调整动力(li)螺旋(xuan)桨，比如改变(bian)其倾斜角度，来实现(xian)飞行姿态的(de)调整与机动，在这套(tao)复杂的(de)系(xi)统中，任何一个部(bu)件发生(sheng)故障，都可能导致整个飞机动力(li)或(huo)操控系(xi)统失灵。
2. 维(wei)护需求高(gao)：虽(sui)然定(ding)期维(wei)护可以减少故障发生(sheng)，但其高(gao)度复杂的(de)机械(xie)系(xi)统决定(ding)了直升机的(de)故障率要高(gao)于(yu)固定(ding)翼飞机。但维(wei)护保养又成为一道门槛，特别是(shi)在长期遭受制裁的(de)伊朗，以及(ji)一些经(jing)济发展较差的(de)国家和地区。
3. 飞行环境复杂：直升机多在低空飞行，经(jing)常面对城市、山区、森林等(deng)复杂环境，气流多变(bian)，受气候条件影响(xiang)较大，地形障碍物也较多，对飞行员的(de)技(ji)术(shu)和机载设备要求较高(gao)。
4. 操作(zuo)难(nan)度大：直升机的(de)起降比固定(ding)翼飞机复杂，尤其是(shi)在临时起降场(chang)地上或(huo)遇到(dao)恶劣(lie)天气时，操控难(nan)度大幅增加，需要飞行员具有极强的(de)应变(bian)能力(li)和飞行经(jing)验。
莱西总统的(de)机队(dui)正(zheng)是(shi)在飞行过程中遭遇浓雾天气，飞机在即将脱离(li)小高(gao)加索山脉山谷、进入高(gao)原荒漠地带时发生(sheng)问(wen)题，撞(zhuang)到(dao)了山谷一侧的(de)山坡上，坠机地点位于(yu)东阿塞拜疆省瓦尔扎甘，撞(zhuang)击点海拔高(gao)度约1430米，位置坐标北纬38.770度，东经(jing)46.721度。
而(er)eVTOL由于(yu)其电机分布式动力(li)带来的(de)高(gao)度稳定(ding)性，其安全性足以比肩传统固定(ding)翼飞机，甚至更高(gao)。
同济大学航空与力(li)学学院教授、飞行器工程研究(jiu)所(suo)所(suo)长沈(shen)海军为我们对比了eVTOL与直升机的(de)相关特点，他告诉科工力(li)量：
1. 电动机比内燃(ran)机更加简洁、可靠(kao)。内燃(ran)机将化学能转化为机械(xie)能，不(bu)论是(shi)动力(li)输出还是(shi)传动，这套(tao)系(xi)统都相当复杂。直升机的(de)前进、后退、左右(you)移动，要 依靠(kao)调整位于(yu)顶部(bu)的(de)动力(li)螺旋(xuan)桨的(de)倾角，以及(ji)尾部(bu)螺旋(xuan)桨轴的(de)倾斜方向来实现(xian)。与电机相比，其结构要复杂得多。
相比之下，电机通过交流电产生(sheng)电磁场(chang)，直接驱动轴输出动力(li)，非常简洁，因此可靠(kao)性更高(gao)。
2. 电动机使(shi)分布式动力(li)成为可能，带来额外的(de)稳定(ding)性和安全冗余。电动机的(de)简洁和低成本使(shi)飞行器的(de)分布式多动力(li)成为可能。只要有合理的(de)布置，多点的(de)升力(li)一定(ding)比单点更加容易实现(xian)整体稳定(ding)。
举例来说，现(xian)在大家对电动多轴无人机已经(jing)司空见惯，它的(de)特点就是(shi)极佳的(de)稳定(ding)性，即使(shi)是(shi)没有受过系(xi)统训练的(de)人，都能轻易上手飞行；如果(guo)换成直升机或(huo)固定(ding)翼飞机航模，那是(shi)绝对做不(bu)到(dao)的(de)。无论是(shi)传统直升机还是(shi)固定(ding)翼飞机，在起降阶段的(de)事(shi)故概率都是(shi)最大的(de)，这是(shi)因为低空的(de)复杂环境，而(er)现(xian)在的(de)eVTOL无论哪种构型（主流构型有多旋(xuan)翼、复合翼、倾转翼三种），在起降阶段都相当于(yu)一个多轴飞行器，其安全性大幅提升。
多旋(xuan)翼还会带来额外的(de)安全冗余。传统直升机就是(shi)单旋(xuan)翼，eVTOL（电动垂(chui)直起降飞行器）现(xian)在普遍是(shi)多旋(xuan)翼甚至十几个旋(xuan)翼，即使(shi)有两三台电动机损坏，照样可以飞行。
3. 电动机响(xiang)应速度比内燃(ran)机更快，与数字化、智能化的(de)控制系(xi)统更容易结合。今天电动车的(de)零百加速动辄3秒、2秒，较传统燃(ran)油车大幅提升，电控系(xi)统也比传统机电系(xi)统更加简洁，eVTOL也是(shi)如此，更快的(de)动力(li)输出、更简单的(de)操控，对于(yu)应对处置突发情况非常有帮助。
4. 在高(gao)原环境下，电动机比内燃(ran)机更具优势(shi)。高(gao)原环境空气稀薄，对旋(xuan)翼结构获(huo)取动力(li)会产生(sheng)一定(ding)影响(xiang)，更少的(de)氧气也会影响(xiang)内燃(ran)机的(de)动力(li)输出。电动机也会受第一点因素影响(xiang)，但不(bu)会受第二点因素影响(xiang)，因此更具优势(shi)。
03.eVTOL可融合固定(ding)翼飞机与直升机两者(zhe)的(de)优点
垂(chui)直起降是(shi)传统直升机的(de)核心优势(shi)，但缺点也是(shi)明显的(de)，航空界有一个说法是(shi)“没有机翼（固定(ding)翼）的(de)飞机飞不(bu)快”，因为它平飞时无法获(huo)得机翼上的(de)气动力(li)，因而(er)无法飞得更快、更远。
人类追求垂(chui)直起降和固定(ding)翼飞行器融合的(de)努(nu)力(li)从未(wei)停止，最近一个比较典型的(de)例子就是(shi)“技(ji)术(shu)超前”的(de)美军“鱼(yu)鹰(ying)”倾转翼飞机。
美军“鱼(yu)鹰(ying)”倾转翼飞机 图(tu)源：搜狐新闻
它是(shi)美国海军陆战队(dui)的(de)最爱，它无需跑道滑行，能够像直升机一样直接在原地起飞，同时还能以远超普通直升机的(de)速度和航程完成中远距离(li)飞行，是(shi)目前最适合登陆投送任务的(de)空中装备之一。
同时“鱼(yu)鹰(ying)”也因为高(gao)事(shi)故率而(er)广(guang)为人知。各种各样的(de)事(shi)故都有其复杂的(de)直接原因，但概括起来也很简单，就是(shi)复杂、笨重的(de)内燃(ran)机动力(li)系(xi)统，与旋(xuan)翼倾转操作(zuo)过程中所(suo)必须的(de)高(gao)度精细化控制不(bu)匹配的(de)问(wen)题。问(wen)题不(bu)出在倾转翼构型上，而(er)是(shi)出在技(ji)术(shu)不(bu)成熟。
而(er)一旦(dan)动力(li)由内燃(ran)机变(bian)成简洁可靠(kao)的(de)电动力(li)，如前所(suo)述，两个单点动力(li)变(bian)成十几个分布式动力(li)，并且能够快速响(xiang)应新一代的(de)飞控系(xi)统的(de)精准控制，那就打(da)开了新的(de)空间(jian)。目前美国领先的(de)eVTOL公司joby和archer尝试的(de)都是(shi)倾转翼构型，国内时的(de)科技(ji)、小鹏汇天、沃飞长空等(deng)企业都在进行倾转翼构型飞行器的(de)开发。
另外，“鱼(yu)鹰(ying)”的(de)事(shi)故有60%是(shi)在旋(xuan)翼倾转过程中发生(sheng)，那么可以舍弃这一较高(gao)风(feng)险的(de)过程，使(shi)用一部(bu)分电机提供垂(chui)直升力(li)，一部(bu)分电机提供水平动力(li)的(de)复合翼构型，更便宜、更轻巧的(de)电动机动力(li)使(shi)这种方式也具有相当的(de)经(jing)济性。
eVTOL几种旋(xuan)翼的(de)构型对比
目前国内外eVTOL赛(sai)道的(de)头部(bu)企业概况
“虽(sui)然eVTOL的(de)前景(jing)广(guang)阔，而(er)且目前来看，已经(jing)可以平替一部(bu)分小型直升机，但要取代大型直升机还不(bu)太现(xian)实，”沈(shen)海军告诉我们，这主要是(shi)受到(dao)当前电池能量密度的(de)限制，相对于(yu)汽车，飞行器对重量更加敏感，“堆电池”增加续航的(de)方式是(shi)不(bu)可取的(de)。
目前，国内唯一“三证”齐全的(de)亿航无人机，由于(yu)采用多旋(xuan)翼架(jia)构，其飞行速度仅有50-80公里(li)/小时，飞行时长在1小时左右(you)；使(shi)用倾转翼构型的(de)话，飞行速度可以达到(dao)200公里(li)/小时左右(you)，使(shi)用复合翼构型的(de)话，在150公里(li)/小时左右(you)，但飞行时长仍是(shi)问(wen)题。解决方案上，一是(shi)可以等(deng)待固态电池的(de)突破，二是(shi)燃(ran)油或(huo)氢能的(de)燃(ran)料电池也是(shi)可选项。
最后，飞行器的(de)发展远远不(bu)局限于(yu)飞行器本身，更在于(yu)基础设施体系(xi)的(de)支撑，卫星定(ding)位系(xi)统、天地泛在、通感一体的(de)通信系(xi)统、AI能力(li)等(deng)等(deng)，都是(shi)对新一代电动智能飞行器的(de)必要支撑，也是(shi)飞行安全的(de)有力(li)保证。
总之，类似伊朗政(zheng)要的(de)出行刚需，在全球广(guang)大南方国家，甚至西方发达国家的(de)部(bu)分地区，都是(shi)较为普遍的(de)，中国如今大力(li)发展低空经(jing)济，正(zheng)是(shi)要抢占这块战略高(gao)地，也是(shi)为全世界提供多一种选择。