我国电动飞机发展现状及战略思考

在2021年联合国COP26达成《格拉斯哥气候公约》之后，全球正在上演一场交通运输领域的绿色低碳革命，新能源汽车电动化浪潮方兴未艾，以电动飞机为引领的航空器电动化也正席卷而来。这必将开启航空运输领域新一轮创新与变革热潮，引领航空技术创新、推动绿色低碳航空运输深度发展，也必将对全球航空运输业产生革命性影响。

一、我国电动飞机发展起步相对较晚，在新形势下奋起直追

我国电动飞机的发展，起步于“十三五”期间，与美欧日等发达国家相比相对滞后。不过，此后为落实《交通强国建设纲要》和《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》，以及“中发36号文、国发23号文”等政策文件的相关要求，航空运输业加快推动CO2减排，进一步推动电动飞机产业的快速发展与演进。

（一）国家层面相继制定电动飞机科技产业发展规划。

“十三五”期间，民航局出台《通用航空发展“十三五”规划》，提出“推动新能源飞机发展”，奠定我国电动飞机发展的政策基础。此后，科技部、交通运输部印发《“十三五”交通领域科技创新专项规划》，提出“发展新构型新能源通用航空飞机技术，以及新概念新布局无人运输机及现有机型无人化技术，包括针对翼身融合布局/支撑翼布局等新构型与燃料电池、氢燃料、混合动力等新能源无人运输机概念方案”。十三届全国人大四次会议表决通过《“十四五”规划纲要》，提出航空业绿色发展框架性意见，指明了电动飞机科技产业发展方向。

（二）国家民航管理部门积极制定电动飞机产业发展政策。

2019年以来，民航局先后发布《基于运行风险的无人机适航审定的指导意见》《特定类无人机试运行管理规程》等文件，从政策层面为电动垂直起降飞行器（eVTOL）的适航和运行建立框架，推动eVTOL的试运行。“十四五”以来，民用航空局出台《“十四五”民航绿色发展专项规划》，明确了“十四五”时期民航绿色发展的目标要求和主要任务，内容涉及从“节能减排”转变为“绿色发展”；出台《“十四五”民用航空发展规划》，提出未来将完善民航参与碳市场相关政策标准，设计基于市场的运输航空飞行碳减排机制；出台《关于“十四五”期间深化民航改革工作的意见》，提出将在空域优化与改革、政府资源调配、法律法规制定、新技术应用和绿色民航机制等方面促进航空业绿色转型。为此，民航局出台的系列政策文件，为电动飞机发展提供了强有力政策支持。

（三）电动飞机科技产业相互竞争的格局已初现雏形。

当前，以科研院所技术研发为引导、以科技创新型企业为主体、以场景需求拉动为契机，我国电动飞机产业相继孕育出一批颇具竞争力的企业，形成了南北及沿海电动飞机产业竞相发展、产学研深度融合的格局。具体如下：

首先，以城市城际空运为应用场景，轻型电动飞机取得民航生产许可。依托辽宁通用航空研究院电动飞机研发优势，北方辽宁锐翔轻型电动飞机企业，在2015年11月、2017年11月、2019年4月分别联合研制并成功试飞RX1E、RX1E-A（双座）、RX4E（四座）电动飞机，2019年8月成功首飞电动水上飞机。2019年11月RX1E-A取得中国民用航空局颁发的生产许可证（PC），并于2021年1月，RX4E获得AS9100D航空航天质量管理体系认证。

其次，以通用航空为应用场景，固定翼电动飞机步入适航飞行阶段。南方香港昊翔（Yuneec）固定翼载人电动飞机企业，自2008年进入通用航空领域以来，着手开展固定翼载人电动飞机研发。2010年，Yuneec成功研制单人电动飞机E-Spyder以及双座载人电动飞机E430。其中，E-Spyder于2013年获得全球首张电动载人飞机适航证，E430于2017年通过欧洲领空认证标准，获得德国联邦共和国超轻型飞行员协会（DULV）批准并获得适航证。

此外，以干/支线航空为应用场景，混合动力飞机突破关键技术，实现试飞并步入小试阶段。沿海浙江安飞航空（外商独资）混合电动飞机企业，通过对现有机型的电动化改装，突破核心电动动力总成系统技术，实现混合电动飞机（前部采用内燃机、尾部采用电动机）小规模生产，并在积极通过美国适航认证，以加快市场化、商业化进程。具体而言，2019年6月，浙江安飞已成功试飞基于“塞斯纳337”改装的“安飞EEL”6座混合动力飞机，同时启动美国联邦航空局（FAA）取证程序，未来将进一步开发9座和19座整体优化的商用电动飞机，并进行认证和飞行。

二、我国电动飞机产业发展面临较为严峻的挑战

尽管我国电动飞机发展取得了较为显著的进展，但是与国际巨头相比，我国电动飞机整体上处于研制阶段，未来的发展及商业化应用仍存在诸多瓶颈制约。具体如下：

（一）发展认知不足与理念落后，国家层面战略部署相对滞后。

近年来，电动飞机逐步成为航空领域的发展热点，倍受一些企业和研发机构的重视。但由于人们对电动飞机和传统飞机缺乏全面的理解及较为深入的认知，致使电动飞机研发、制造和运维等基本处于“单打独斗”的局面。比如，存在“电动飞机的设计和验证机是对传统飞机方案的改装、动力电池能量密度制约产业发展、电动飞机经济性相对较差、面向大型商用飞机难以实现”等一系列误解。同时，与美欧日等发达国家相比，我国尚未制定专项研究计划，缺少战略指引与相关政策扶持，致使产业发展遭遇重重困难。

（二）基础研究及创新能力薄弱，关键技术制约严重。

现实情形下，受传统飞机研制的潜在影响，电动飞机基础研究与创新能力弱，难以形成较强的体系化研发能力，造成一系列关键性瓶颈制约。参照较权威研究结果，比如电动飞机绿色疲劳设计理念、虚拟试验、数字孪生系统和新材料新工艺的结构完整性设计等理论与方法研究薄弱，电动飞机高升阻比气动布局创新设计、高能量密度动力电池、高效率电推进系统、能量综合管理等关键技术创新能力不强，动力电池能量密度、可靠性、稳定性及寿命的保持，以及电力系统架构能力提升等的诸多关键性制约，亟待在未来发展中给予解决。

（三）产业基础薄弱，未来产业发展与跃升举步维艰。

我国传统飞机制造业存在的系列问题，直接影响到未来电动飞机产业发展。在此局面下，国内致力于开展电动飞机研制生产的企业较少，大约仅有10余家，而初步具备轻型电动飞机（1～4座）生产能力的仅有3家，产业集中度极低；同时，电动飞机存在企业规模小、实力弱，供应链松散、技术储备较少、市场竞争力和盈利水平不高等系列问题，必然对产业持续发展壮大形成障碍。

（四）市场监管法规尚不完善，市场化商业化进程滞缓。

为推动电动飞机稳步发展，需要对新技术、新运维系统等制定新的有效政策及监管法规。不过，我国现有针对电动飞机的政策及监管法规较少，适航认证、法规更新相对有限。比如，低空空域尚未完全开放；城市城际空运系统与其他城市基础设施（如数字基建、空域管控等）互联互通和综合监管政策尚未制定，虽然《正常类飞机适航规定》已出台，但尚未正式实行，这必然影响到电动飞机城市城际运营、商业化示范及推广。

三、电动飞机发展的战略思考

当前，受全球疫情持续演变、地缘政治格局持续动荡等的影响，我国经济社会发展环境越发严峻。在此发展情势下，我国要择机推动电动飞机产业稳步发展，加快航空运输领域绿色低碳战略转型。为此，提出如下战略思考：

（一）着力统筹考量经济社会发展，强化电动飞机宏观顶层设计与长远战略谋划。

面对动荡、不确定的全球经济发展情势，结合经济社会发展的重大战略需求，全面考虑面向2025年、2035年不同发展时段，择时制定综合性、领域性的电动飞机战略规划、创新行动计划（方案），编制科技（产业）创新路线图（2～3年适时更新），形成近期乃至于中长期的战略性指引，助推电动飞机产业发展，推动航空运输业绿色低碳转型落实、落地。面向2025年，择时制定《电动飞机专项规划》，或在国家科技重大专项、国家重点研发计划等有关专项中部署电动飞机技术研发内容，超前部署关键技术攻关，形成电动飞机技术的战略储备。面向2035年，深入贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2021-2035年）》中交通领域绿色低碳技术的发展部署，加快推动电动飞机关键技术攻关，为航空运输业转型提供技术支持。此外，依托国家高端智库，做好电动飞机战略研究，建立动态跟踪、持续研究机制，为未来国家有关部门的宏观决策提供参考与支撑。

（二）着力搭建电动飞机科技创新体系，重塑航空运输科技创新体系以提升其整体效能。

在绿色化、低碳化、电气化趋势引导下，要选择电动飞机产业优势发展区域，依托电动飞机企业、科研院所与高校等创新主体，打造电动飞机创新联合体，建设能力强大、功能完备、资源配置高效的科技创新体系，形成支撑产业高质量发展的体系化创新能力；强化科技创新系统设计，梯度、持续部署并实施电动飞机总体设计、能源系统、高效高功重比电推进系统、能量综合管理系统等的关键核心技术创新行动，构建一体化创新发展新格局，助推航空运输业绿色低碳转型顺利实现。

（三）着力打造完善的产业链体系及政策支撑体系，保障产业健康、可持续发展。

依托电动飞机产业优势发展区域，培育打造相对完整、垂直分布的产业链体系，主动、合理、高效地配置优势创新资源，协调和整合产业集聚、产业集群乃至于相邻集群的产业链网络，提升产业群链整体竞争力；大力实施创新发展人才战略，吸引国内外高端人才参与电动飞机研发创新活动；积极探索实施“负面清单管理”的新型创新、研发投入模式，打造吸引国内外各类风险投资、多种基金、社会民间资本等参与的多元化、社会化投融资新格局，完善适航认证、监管制度及法律法规体系，为电动飞机产业稳健发展提供支撑与保障。

（四）着力加强电动飞机国际合作，积极融入全球创新网络、拓展创新合作新领域。

为加快国际合作步伐，要秉承“互惠互利、共同发展、多方共赢”的原则，以电动飞机创新合作为切入点，积极增进多边合作，探索开创国际创新合作新模式；搭建电动飞机全球创新合作网络（平台），建立基于市场经济场景下的创新资源有偿共享合作新机制、合作共赢的利益分配新模式，促使国内的创新主体快速融入全球创新合作网络、谋求合作机遇；引导有能力的创新主体择机参与全球性创新合作计划（行动），积极参与解决人类共同面对的重大挑战，进而推动电动飞机科技创新成果惠及国内及更多国家和人民。

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转自丨中国科学技术发展战略研究院

作者丨韦东远

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