当(dang)地(di)时间20日(ri)早(zao)，搜救(jiu)人员转移莱希等罹难者遗(yi)体。图(tu)源：IC Photo
【文/科工力量】
5月19日(ri)，伊朗总统莱希乘坐直升机失事，莱希及外长阿卜杜拉希扬不幸罹难。
很多人注意到，莱西乘坐的美制贝尔(er)-212直升机是一(yi)架有着40年以上机龄的老(lao)飞机，关于这架飞机的详(xiang)细情况，以及它可能出现哪些(xie)技术故障，观察者网专栏作(zuo)者席亚洲和张仲麟已经分(fen)别撰文讨论。
根据现有资料(liao)复盘就会发现，莱希总统一(yi)行人这次出行，直升机几乎是唯一(yi)可选的交通工具，但直升机的安(an)全性却是一(yi)个硬伤。
这方面的问题(ti)，中国(guo)也注意到了。去年年底的中央(yang)经济工作(zuo)会议上，首次明确(que)将低(di)空经济列为“战略性新兴产业(ye)”，电动垂直起(qi)降飞行器（eVTOL）及其配套产业(ye)获得蓬勃发展，我们之(zhi)前也对其做过分(fen)析，但更多是从(cong)产业(ye)角度着重分(fen)析其经济属性，这次事件的发生(sheng)，让我们看到其“战略性”的另外一(yi)个维度：安(an)全。
图(tu)源：新华网
eVTOL的起(qi)降条件几乎跟传(chuan)统直升机完全相同，但其安(an)全性却可以提高(gao)好几个数量级，因此在广大(da)地(di)面基础设施不太发达的南方国(guo)家，或有广泛的刚需市场(chang)。
当(dang)前，这条赛道上的领先玩家只有中美两国(guo)，谁能率先引(yin)领产业(ye)发展，谁能尽快在全球(qiu)获取更大(da)的市场(chang)，谁就能率先引(yin)领适(shi)航取证等相关产业(ye)标准(zhun)和国(guo)际规则，我们完全有条件去抢占这座“天王山”。
01.伊朗政要出行场(chang)景与eVTOL典型应用场(chang)景高(gao)度重合
事故发生(sheng)在莱希总统出席完阿塞拜疆边境地(di)区(qu)的阿拉斯(si)河加西亚水电站揭幕仪式后，返回大(da)不里士的路上。从(cong)地(di)图(tu)上来看，从(cong)揭幕仪式现场(chang)加西亚水电站返回大(da)不里士距离只有130多公里，但由于中间隔着一(yi)片(pian)山区(qu)且无法绕过，使得莱希专机机队只能选择从(cong)山区(qu)中穿过，从(cong)其失事位置来看，选择的是沿着山谷河流这一(yi)明显地(di)标飞行，距离约50公里。
坠机现场(chang) 图(tu)源：新华社(she)
其实，伊朗很多领导人都习惯直升机出行，这是几个特点(dian)决定的：
首先，伊朗国(guo)土(tu)面积比较(jiao)大(da)，有164.5万平方公里，在全球(qiu)排第十七位。
其次，在地(di)形(xing)上，伊朗是世界上山地(di)最(zui)多的国(guo)家之(zhi)一(yi)，崎(qi)岖的山脉把各种盆地(di)、高(gao)原(yuan)分(fen)隔开来，平均海拔在900-1500米之(zhi)间，境内还有1/4的面积是沙漠。
第三，基础设施比较(jiao)差，伊朗运营的普通公路总里程不到4.5万公里，高(gao)速公路只有2700多公里，铁路不到1.5万公里，没有高(gao)铁。
再叠加目的地(di)固定翼飞机的起(qi)降条件差；可能有特殊(shu)保密、安(an)保需求；以及政治(zhi)人物对经济成本不敏感，但对时间成本高(gao)度敏感——综合这些(xie)因素的话，直升机出行基本上是当(dang)时莱希总统一(yi)行的唯一(yi)选择。
莱西总统和伊朗政要高(gao)频使用直升机的出行场(chang)景，不免令(ling)我们联想到今(jin)天许多eVTOL企业(ye)宣传(chuan)的典型场(chang)景。
eVTOL是“电动垂直起(qi)降飞行器”的简称，它（复合翼构型和倾转翼构型）兼具直升机可以垂直起(qi)降和固定翼飞机速度更快、航程更远(yuan)的有点(dian)。
自去年年初开始，科工力量就一(yi)直在关注低(di)空经济这一(yi)新兴业(ye)态，比如我们今(jin)年三月份的视频里提到过某eVTOL企业(ye)的这个商(shang)业(ye)化运营案例：上海至普陀(tuo)山两地(di)直线(xian)距离150公里，飞行时间约47分(fen)钟，由于当(dang)中并无跨海大(da)桥(qiao)，地(di)面距离约315公里，耗时约4小时，综合考虑各种成本，企业(ye)和研(yan)报给出的结论就是，eVTOL适(shi)合对经济成本不敏感，对时间成本敏感的商(shang)务人士。
02.eVTOL起(qi)降条件与传(chuan)统直升机相似(si)，但安(an)全性可大(da)幅提升
直升机自发明以来，事故率一(yi)直大(da)幅高(gao)于固定翼飞机的情况。根据不同统计口(kou)径，有数据称目前直升机事故率为每十亿(yi)英里1.19次重大(da)事故，常见(jian)的喷气(qi)客机是每十亿(yi)英里0.07次重大(da)事故，相差近20倍。也有数据显示，民航客机的安(an)全系数在10的负9次方，直升机的安(an)全系数在10的负6次方，两者相差1000倍。
直升机的高(gao)事故率源于直升机复杂的机械结构和高(gao)强(qiang)度的使用环境。
传(chuan)统直升机的旋(xuan)翼系统
1. 机械结构复杂：直升机的旋(xuan)翼系统包括主旋(xuan)翼和尾(wei)旋(xuan)翼，一(yi)般而言，一(yi)架直升机只有1-2台发动机，靠(kao)内燃机把化学能转化为机械能，再依靠(kao)复杂的传(chuan)动系统调整动力螺旋(xuan)桨，比如改变其倾斜角度，来实现飞行姿态的调整与机动，在这套复杂的系统中，任何一(yi)个部(bu)件发生(sheng)故障，都可能导致整个飞机动力或操(cao)控系统失灵。
2. 维护需求高(gao)：虽然定期(qi)维护可以减(jian)少故障发生(sheng)，但其高(gao)度复杂的机械系统决定了直升机的故障率要高(gao)于固定翼飞机。但维护保养又成为一(yi)道门槛，特别是在长期(qi)遭受制裁的伊朗，以及一(yi)些(xie)经济发展较(jiao)差的国(guo)家和地(di)区(qu)。
3. 飞行环境复杂：直升机多在低(di)空飞行，经常面对城(cheng)市、山区(qu)、森林等复杂环境，气(qi)流多变，受气(qi)候条件影响较(jiao)大(da)，地(di)形(xing)障碍物也较(jiao)多，对飞行员的技术和机载设备要求较(jiao)高(gao)。
4. 操(cao)作(zuo)难度大(da)：直升机的起(qi)降比固定翼飞机复杂，尤其是在临时起(qi)降场(chang)地(di)上或遇到恶劣天气(qi)时，操(cao)控难度大(da)幅增加，需要飞行员具有极(ji)强(qiang)的应变能力和飞行经验。
莱西总统的机队正是在飞行过程中遭遇浓雾天气(qi)，飞机在即将脱离小高(gao)加索山脉山谷、进入高(gao)原(yuan)荒漠地(di)带时发生(sheng)问题(ti)，撞到了山谷一(yi)侧的山坡上，坠机地(di)点(dian)位于东阿塞拜疆省(sheng)瓦尔(er)扎甘，撞击点(dian)海拔高(gao)度约1430米，位置坐标北(bei)纬38.770度，东经46.721度。
而eVTOL由于其电机分(fen)布式动力带来的高(gao)度稳定性，其安(an)全性足以比肩传(chuan)统固定翼飞机，甚至更高(gao)。
同济大(da)学航空与力学学院教授、飞行器工程研(yan)究(jiu)所所长沈海军为我们对比了eVTOL与直升机的相关特点(dian)，他告诉科工力量：
1. 电动机比内燃机更加简洁、可靠(kao)。内燃机将化学能转化为机械能，不论是动力输出还是传(chuan)动，这套系统都相当(dang)复杂。直升机的前进、后退、左右(you)移动，要 依靠(kao)调整位于顶部(bu)的动力螺旋(xuan)桨的倾角，以及尾(wei)部(bu)螺旋(xuan)桨轴的倾斜方向来实现。与电机相比，其结构要复杂得多。
相比之(zhi)下(xia)，电机通过交流电产生(sheng)电磁场(chang)，直接驱动轴输出动力，非常简洁，因此可靠(kao)性更高(gao)。
2. 电动机使分(fen)布式动力成为可能，带来额外的稳定性和安(an)全冗余。电动机的简洁和低(di)成本使飞行器的分(fen)布式多动力成为可能。只要有合理的布置，多点(dian)的升力一(yi)定比单点(dian)更加容易实现整体稳定。
举(ju)例来说(shuo)，现在大(da)家对电动多轴无人机已经司空见(jian)惯，它的特点(dian)就是极(ji)佳的稳定性，即使是没有受过系统训练的人，都能轻易上手飞行；如果换成直升机或固定翼飞机航模，那(na)是绝对做不到的。无论是传(chuan)统直升机还是固定翼飞机，在起(qi)降阶段(duan)的事故概率都是最(zui)大(da)的，这是因为低(di)空的复杂环境，而现在的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(qi)降阶段(duan)都相当(dang)于一(yi)个多轴飞行器，其安(an)全性大(da)幅提升。
多旋(xuan)翼还会带来额外的安(an)全冗余。传(chuan)统直升机就是单旋(xuan)翼，eVTOL（电动垂直起(qi)降飞行器）现在普遍是多旋(xuan)翼甚至十几个旋(xuan)翼，即使有两三台电动机损坏，照样可以飞行。
3. 电动机响应速度比内燃机更快，与数字化、智能化的控制系统更容易结合。今(jin)天电动车的零百加速动辄3秒、2秒，较(jiao)传(chuan)统燃油车大(da)幅提升，电控系统也比传(chuan)统机电系统更加简洁，eVTOL也是如此，更快的动力输出、更简单的操(cao)控，对于应对处置突发情况非常有帮助。
4. 在高(gao)原(yuan)环境下(xia)，电动机比内燃机更具优势(shi)。高(gao)原(yuan)环境空气(qi)稀薄，对旋(xuan)翼结构获取动力会产生(sheng)一(yi)定影响，更少的氧气(qi)也会影响内燃机的动力输出。电动机也会受第一(yi)点(dian)因素影响，但不会受第二点(dian)因素影响，因此更具优势(shi)。
03.eVTOL可融合固定翼飞机与直升机两者的优点(dian)
垂直起(qi)降是传(chuan)统直升机的核心优势(shi)，但缺点(dian)也是明显的，航空界有一(yi)个说(shuo)法是“没有机翼（固定翼）的飞机飞不快”，因为它平飞时无法获得机翼上的气(qi)动力，因而无法飞得更快、更远(yuan)。
人类追求垂直起(qi)降和固定翼飞行器融合的努力从(cong)未停止，最(zui)近一(yi)个比较(jiao)典型的例子就是“技术超前”的美军“鱼鹰”倾转翼飞机。
美军“鱼鹰”倾转翼飞机 图(tu)源：搜狐新闻
它是美国(guo)海军陆战队的最(zui)爱，它无需跑道滑行，能够像直升机一(yi)样直接在原(yuan)地(di)起(qi)飞，同时还能以远(yuan)超普通直升机的速度和航程完成中远(yuan)距离飞行，是目前最(zui)适(shi)合登陆投送任务的空中装备之(zhi)一(yi)。
同时“鱼鹰”也因为高(gao)事故率而广为人知。各种各样的事故都有其复杂的直接原(yuan)因，但概括起(qi)来也很简单，就是复杂、笨重的内燃机动力系统，与旋(xuan)翼倾转操(cao)作(zuo)过程中所必须的高(gao)度精细化控制不匹配的问题(ti)。问题(ti)不出在倾转翼构型上，而是出在技术不成熟。
而一(yi)旦动力由内燃机变成简洁可靠(kao)的电动力，如前所述，两个单点(dian)动力变成十几个分(fen)布式动力，并且能够快速响应新一(yi)代的飞控系统的精准(zhun)控制，那(na)就打开了新的空间。目前美国(guo)领先的eVTOL公司joby和archer尝试的都是倾转翼构型，国(guo)内时的科技、小鹏汇天、沃飞长空等企业(ye)都在进行倾转翼构型飞行器的开发。
另外，“鱼鹰”的事故有60%是在旋(xuan)翼倾转过程中发生(sheng)，那(na)么可以舍弃这一(yi)较(jiao)高(gao)风(feng)险的过程，使用一(yi)部(bu)分(fen)电机提供垂直升力，一(yi)部(bu)分(fen)电机提供水平动力的复合翼构型，更便宜、更轻巧的电动机动力使这种方式也具有相当(dang)的经济性。
eVTOL几种旋(xuan)翼的构型对比
目前国(guo)内外eVTOL赛道的头部(bu)企业(ye)概况
“虽然eVTOL的前景广阔，而且目前来看，已经可以平替一(yi)部(bu)分(fen)小型直升机，但要取代大(da)型直升机还不太现实，”沈海军告诉我们，这主要是受到当(dang)前电池(shi)能量密度的限制，相对于汽车，飞行器对重量更加敏感，“堆电池(shi)”增加续航的方式是不可取的。
目前，国(guo)内唯一(yi)“三证”齐全的亿(yi)航无人机，由于采用多旋(xuan)翼架构，其飞行速度仅(jin)有50-80公里/小时，飞行时长在1小时左右(you)；使用倾转翼构型的话，飞行速度可以达到200公里/小时左右(you)，使用复合翼构型的话，在150公里/小时左右(you)，但飞行时长仍是问题(ti)。解决方案上，一(yi)是可以等待固态电池(shi)的突破，二是燃油或氢能的燃料(liao)电池(shi)也是可选项。
最(zui)后，飞行器的发展远(yuan)远(yuan)不局限于飞行器本身，更在于基础设施体系的支撑，卫星定位系统、天地(di)泛在、通感一(yi)体的通信系统、AI能力等等，都是对新一(yi)代电动智能飞行器的必要支撑，也是飞行安(an)全的有力保证。
总之(zhi)，类似(si)伊朗政要的出行刚需，在全球(qiu)广大(da)南方国(guo)家，甚至西方发达国(guo)家的部(bu)分(fen)地(di)区(qu)，都是较(jiao)为普遍的，中国(guo)如今(jin)大(da)力发展低(di)空经济，正是要抢占这块战略高(gao)地(di)，也是为全世界提供多一(yi)种选择。