探讨电动垂直起降飞行器eVTOL的军事应用前景

【摘要】随着eVTOL电动垂直起降飞行器技术的不断演进，该领域在军事应用上展现出巨大潜力。本研究首先综述了eVTOL关键技术发展，进一步分析了eVTOL适应当前军事作战特点的需求，揭示了其在军事作战中应用的可行性与必要性，并探讨大规模应用面临的主要挑战。结合具体案例，本文详细论述了eVTOL在快速部署、物资运输、医疗救援、搜索救援、船对岸运输等多种军事场景中的应用现状与前景。最后针对eVTOL在军事领域的集成应用提出了一系列应对策略，旨在为eVTOL未来在军事领域的大规模应用提供方法和思路。

【关键词】eVTOL|军事战略|电动航空|特种作战

在21世纪的高技术战争格局下，机动性、灵活性及隐蔽性已成为现代军事战略中不可缺少的关键要素。近年来无人机（UAV）技术的快速发展，各国军事力量对电力驱动的UAV无人机依赖程度日益加深。eVTOL飞行器作为一种新兴的航空器，凭借其独特的飞行能力和低噪音特性，进行定制改造后可为作战部队提供了前所未有的进入难以触及地域的能力，同时在动态部署、物资运输、医疗救援、侦察监视等军事场景中展现巨大潜力。eVTOL正被各国军方开始重点关注并赋予新的战略意义。

本文以综合性视角探讨eVTOL在各类军事行动应用模式和路径，对eVTOL在军事领域的优势、应用可行性以及相关挑战进行分析，为未来eVTOL的军事化应用提供可行思路。

一、eVTOL飞行器发展现状

在过去二十年里，eVTOL飞行器技术取得了显著进展，eVTOL行业近年在核心技术、适航认证、自主飞行、简化飞行器操作（SVO）、空域管理与整合、高效益生产、基础设施建设等方面建立完整的行业生态系统。根据垂直飞行学会（The Vertical Flight Society）统计，截止2024年5月底，全球有超过720种eVTOL飞行器概念和设计处于不同阶段的开发中，其中大多数由电池系统供电的电机推动。

（一）eVTOL行业研发、生产与产业化持续发展

众多政府机构的eVTOL飞行器计划得到长足的发展：美国国家航空航天局NASA在2021年发布的一份白皮书《NASA公共电动垂直起降eVTOL飞行器技术》提出了空中出租车（Urban Air Taxi）与先进空中机动性（AAM）概念，阐明eVTOL多在消防、抗灾、物流运输、医疗救援、公共执法、军事以及“最后一英里”的空中递送等公共服务应用场景具有巨大商业价值（Milligan，2022）。各国军队正对电动垂直起降eVTOL技术、eVTOL研发保持关注与投入，美国空军于2020年2月发起敏捷至上（AFWERX Agility Prime）计划（图1），并于2022年3月进行了首次载人eVTOL飞行，证明了eVTOL系统用于军事行动的可行性（穆作栋和袁成，2021）。美国联邦航空管理局（FAA）和欧洲航空安全管理局（EASA）已经在实现可行的eVTOL认证基础和符合适航手段建立了完整的体系。

众多企业在eVTOL的研发、测试、认证和生产方面都取得了瞩目的进展。多家头部航空航天企业的财务报告披露了eVTOL民用的大量订单，证明了该行业的商业化可行性（Russel，2022）。Morgan Stanley等机构指出，eVTOL下游应用的市场总规模预计到2040年将达近1万亿美元，其中52%用于物流运输，46%用于共享交通。

（二）eVTOL飞行器的主要构型

目前各国在研的eVTOL飞行器项目设计主要面向UAM城市交通，四种最常见的电动垂直起降（eVTOL）飞行器构型，分为多旋翼型、复合翼型、倾转旋翼型和倾转涵道型四大类（见表1）。

eVTOL飞行器研发、设计与制造的专业性、综合性强，设计构型、机体气动性、轻量化设计等方面的差异导致了不同eVTOL型号产品的最大航程、巡航速度、飞行高度、乘客数量与最大载荷等核心性能参数各不相同，进而产生eVTOL飞行器产品在运行模式、服务范围、应用场景等维度的差异。

截至2024年5月底，垂直飞行学会数据显示全球在研eVTOL项目设计中主流采用倾转旋翼构型与复合翼构型。复合翼构型、倾转旋翼构型的续航里程、巡航速度等参数优于多旋翼构型，未来这两种机型增长颇具潜力，有望成为未来主要技术方案（何俊艺，2024）。

（三）eVTOL飞行器的技术发展程度

eVTOL研发设计进程具体可分为4个阶段：（1）概念设计；（2）缩比验证机测试（地面试验、悬空试验、起降试验等）；（3）全尺寸验证机测试（飞行模式测试、飞行姿态测试、飞行悬停试飞等）；（4）试制原型机试飞（本场试飞、转场试飞、噪声检测、载人试飞、载货试飞、模拟场景测试等）。

国内外eVTOL项目状态整体处于概念设计到商业化过渡的早期阶段：根据垂直飞行学会（The Vertical Flight Society）数据统计，截止2024年5月底全球eVTOL项目开发状态45%处于概念设计阶段，进入原型机试飞阶段的eVTOL项目不足7%。

二、eVTOL运用于军事作战环境分析

（一）eVTOL特点适应当前复杂作战环境的多重要求

在当前信息化战争的背景下，军事行动要求作战单元具有更强的隐蔽性和生存能力，快速反应和高度机动性成为应用的必备条件。以美军为例，美军的特种作战JOSC司令部对对特种作战、人员与货物输送、侦查搜索、医疗救援等主流的任务场景对航空装备提出了低成本、高可靠性、低可探测性、环境起降能力强等明确需求（USAF Almanac，2019）。

战术层面，以往传统的大规模集群式军事力量部署已逐步向小型、灵活、高效的部署方式转变。无人机（UAV）精准打击的以及特种作战单位的突袭和渗透行动，成为现代军事作战的关键行动模式。随之而来的要求军事装备具备高度集成的作战系统，能在复杂多变的环境中保持信息优势，实现作战任务的高效协同和精确执行。

战略上，隐身技术、精确制导武器以及抗干扰的高效指挥系统的发展，推动了快速打击和远程遏制的战略思想的流行，使得信息集成、集成控制、快速部署成为现代战争的生命线。

（二）eVTOL在军事行动中具有巨大的执行潜力

eVTOL飞行器具有灵活的按需垂直起降的能力、简化架构带来的低维护成本优势、比直升机更低的运营成本，以其低廉的采购价格、运营成本、高可靠性、高耐用性和低光学、声学、红外特征表现出优异的任务执行能力（Klenske，2021）。

eVTOL能够在复杂地形和城市环境中快速反应，实现对战场情报的实时掌握和对目标快速打击，在非对称战争和特种作战中可展现出重要作用。eVTOL分布式电力推进系统提高了安全冗余和加强了系统可靠性，使用自动电驱系统与自动控制系统来管理电机和转子，简化了飞行员/操作员控制、增强了飞行器稳定性。eVTOL飞行器自主飞行和半自主飞行系统允许更为动态的部署，是传统飞行器无法比拟的。

三、eVTOL技术在军事的主要应用

eVTOL飞行器具有应用前景的军事应用场景包括按需快速部署、物资运输、最后一英里运输、医疗搜救、医疗后送、船到岸物流等。

（一）按需部署

持续近3年的俄乌冲突中，众多实际战斗案例表明由小型单位使用方便携带的小型导弹、无人机UAV在地面战场的打击效果极为理想，航空器机动部署人员进出目标区域的能力对微观战局的影响极为关键（Stavridis，2022）。

当前商用用途的eVTOL飞行器可进行军事化改装，以实现军事队单位对人员的短程和中程按需部署。目前研发中的eVTOL型号已具有多样化的载荷能力和构型，涵盖1至6座机型（亦有少量更大型号），航程覆盖10至400公里。专为便捷运输设计的小型eVTOL飞行器型号可同时多地点部署多个单位，实现快速汇集与撤离。而大型eVTOL飞行器可能需要更宽阔的降落场与更完善的基础设施，但可提供更远的航程和更高的载荷能力。

另外，军事单位可综合运用不同尺寸、载荷和航程的eVTOL航空器，与其他空中航空器和地面载具执行联合作战任务，并开发专门型号的军用eVTOL航空器。例如，Doroni H1型eVTOL飞行器已实现了与直升机组合部署、协同作业。

（二）按需运输

传统的空中机动载具大多数规格较大，对于敌对单位有相对较大的击毁机会，例如北约成员国列装的大型高载荷运输机波音C-17环球霸王III、重载直升机规格的波音CH-47支奴干以及倾转旋翼机（例如波音CV-22鱼鹰）。而在大批量运输的情景下物资通常为非活动物体，需要地面载具接收保护或由小型地面载具完成“最后一英里”运输至目的地。eVTOL飞行器则可针对物资运输的最后一英里、中程补给作战的场景填补专用飞行器缺口。

商用的短中航程的eVTOL飞行器可完成武器、弹药、装备和其他物资的补给任务，若配置自动驾驶、远程操作系统可以显著提高运输、补给任务的效率。

目前产业内正在研发多种货运用途eVTOL飞行器，载荷范围目前已从150-300kg（如峰飞航空V2000CG凯瑞鸥）覆盖到500-2000kg区间（如Beta ALIA和Sabrewing Rhaegal RG-1），甚至一些eVTOL型号（如Kaman公司的KARGO）专为适配标准集装箱而设计。

（三）医疗撤离

LIFT Aircraft公司的Hexa任务定制型单人eVTOL可改装用于医疗救援，分布式部署在更靠近前线的位置，调用自主飞行或半自主模式以较低风险安全撤离伤员。其一大优势在于可缩短将救援对象转移、装载至飞行器的时间，显著降低机组人员和伤员的暴露风险。另一大优势为能以极快速度将医护人员送达救援现场，及时评估并稳定救援对象的状况，随后将其以自主/半自主飞行后送至医疗设施。

中大型号eVTOL具有更高载荷和舱室空间的优势，可容纳更多的医护人员随机进行空中救护，类似当今大多数直升机医疗运输作业。中大型eVTOL飞行器将配备基本医疗设备，如呼吸机、体征监控和输血设备，适用于长距离转运。此外，eVTOL飞行器可与医疗搜救直升机协同作战，而非重复直升机的功能属性。

（四）搜索救援

在派遣专业救援团队（如特种部队或特种作战单位）执行搜索救援的任务场景下，eVTOL飞行器可搭载使用雷达、红外传感器、无线电通讯、专网通讯或其他侦察手段来定位失踪或坠落的飞行员。当前的eVTOL飞行器型号需增大续航里程，将数据链、图像传输与集控指挥作战系统进行整合，以全面、高效地执行搜索与救援任务。

eVTOL飞行器可以自主或半自主驾驶模式下借助其低噪音特征和小尺寸优势，能更隐蔽地接近拟救援的伤员，引导eVTOL至暴露风险最小的着陆点。eVTOL可改装配备多种传感器并结合人工智能系统，以规划往返救援地点的最安全飞行路径。甚至eVTOL飞行器可从波音CV-22鱼鹰、洛克希德C-130大力神直升机上进行空投作业， eVTOL飞行器在下降至目标位置过程中极大程度降低能耗，为返程、延程飞行保证能源。

（五）船对岸运输

船对岸运输是指使用船只将军事人员、装备、物资等从海上运输到陆地的过程，是迅速部署兵力、提供战场补给以及支持远距离军事行动的关键环节。

近年地缘局势的快速演变引发了各国对飞行器在海上、海岛与滨海地区的超视距响应需求，尤其无人飞行器的舰载部署更加受到关注。eVTOL飞行器的快速进出的能力可提供及时的运输和后勤，包括运送部队、装备、医疗和任务物资。另一个用途则是提供舰船间运输和后勤支持，虽不适用于重型装备和物资运输，但可以高成本效率地提供额外运输能力。

eVTOL已成功实现在舰艇上提供高度灵活、按需响应的后勤能力，Elroy Air公司的货用Chaparral飞行器可如直升机一样在舰艇上垂直起降，保证灵活性的同时减少暴露风险。

四、结论与政策建议

为实现在军事场景大规模应用eVTOL飞行器，需充分应对包括军事任务专门eVTOL型号开发、探测和避障能力（DAA）、自主飞行、eVTOL充换电系统建设、简化操作员培训、勤支持以及供应链管理安全等挑战。战略领导层、一线部队指战员、技术和服务人员与相关政府机构对eVTOL的接受度等因素对于成功实施eVTOL能力与潜力也至关重要。eVTOL的军事化应用和eVTOL快速按需部署能力的建立需要跨部门、跨行业的共同努力，并且建立适应时代的行业标准和最佳实践准则。

实时变化的地缘政治局势决定了当代军事行动的全球性、动态性和突发性，表明各军种单位、各分支之间建立国内协同、国际合作的关系网络十分必要。各单位应开发和部署前沿的eVTOL型号，以加快eVTOL未来军事化应用的进度并在技术规格上提高eVTOL的任务执行效率。

因此，本文针对以上问题提出如下实际建议：

1.积极敦促各部队单位接纳电动垂直起降eVTOL的技术应用，以扩大军事行动范围、增强任务执行能力。

2.加强促进部队单位与政府机构、eVTOL制造商、eVTOL供应商之间的合作，提升军事最后一英里运输和物流运输能力。

3.全局考虑的eVTOL军事用途的设计特征和要求，将研发生产eVTOL军事定制化飞行器纳入中长期计划。

4.适当采用传统航空、汽车等产业供应链中成本效益高的单元和备件，以确保对关键系统组件、技术和材料供应源的控制，从而保障国家安全。

5.以持续发展的人工智能、集群控制、锂电池、碳纤维材料等先进技术作为开发基础，研发执行特定军事任务的eVTOL飞行器，以实现未来基于简化飞行器操作SVO实践的eVTOL飞行器大规模部署。

6.建立科学、高效的运营标准与操作理念，以充分利用eVTOL飞行器的独特能力，建大化eVTOL飞行器高级空中机动（AAM）效能。

7.协同各军种力量，加速eVTOL在各大军种的推广、测试、评估、定型到最后列装。中国军转民

参考文献

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[作者简介：金恺，硕士研究生，中级经济师、英国特许公证会计师，研究方向为飞机制造、特种作战、无人机、光电子学、半导体（集成电路）；作者单位：东方航空产业投资有限公司]