城市空运——无论是有人驾驶还是无人驾驶——已经成为航空领域最具潜力的创新方向之一。它的未来发展前景取决于制造商、运营商和监管机构如何应对技术、运营和社会层面的各种挑战。

动力系统

当前，城市空运面临两种不同的技术路线。一方面，一些企业认为电池技术将在2023年前达到成熟水平，足以支持小型全电动垂直起降（eVTOL）飞行器的需求。另一方面，许多工业界人士则认为混合动力推进系统更具优势，因为它不仅能支持城市内部的短途运输，还能实现城市外部的长途运输。这主要取决于新型高能量密度电池的发展情况。尽管初期成本可能较高且使用寿命较短，但这类电池有望大幅提高eVTOL的续航能力。

构型

目前，城市空运飞行器尚未形成统一的构型标准。eVTOL飞行器大致可分为两类：无机翼和有机翼。无机翼eVTOL类似于放大版的多旋翼无人机，在低速飞行时表现良好，但在巡航阶段效率较低。相比之下，有机翼eVTOL在巡航阶段效率更高，速度和航程也更长，但设计更为复杂，需要升力和巡航发动机的配合，或者采用倾转机翼、旋翼或涵道的设计方案。

安全性

城市空运作为一种商业化的空中运输方式，其安全标准必须高于传统的固定翼或旋翼飞机。因为城市空运需要在城市上空频繁地进行低空飞行，这对安全提出了更高的要求。一些eVTOL飞行器在失去动力时无法像直升机那样自转着陆，也无法像传统飞机那样滑翔。因此，通过增加电力推进系统或安装弹道降落伞来提高冗余度，成为了提升安全性的关键措施。安全将成为eVTOL设计的核心要素。

认证

由于许多eVTOL飞行器具备前所未有的特性，因此需要全新的认证标准。目前，行业标准仍在开发中，预计未来将用于这些新型飞行器的认证工作。欧洲航空安全局（EASA）于2018年10月发布了eVTOL的初步适航标准草案，并征求各方意见。美国联邦航空管理局（FAA）也在制定新的适航类别，并为这些飞行器设定特殊条款。

空域管理

如果城市空运发展顺利，未来城市上空的航班数量可能会超过整个美国的航班总数。美国计划扩展正在开发的无人交通管理系统（UTM），该系统旨在管理低空无人机运行，并提供由商业实体提供的空域服务。

制造

为了实现高密度城市空运的愿景，制造商需要大幅提升eVTOL的生产速度和降低成本。目标是每年生产5000至10000架eVTOL，而目前的飞机年产量仅为100至500架。为了实现这一目标，制造商正在借鉴汽车行业的自动化生产线技术，如宝马i3所使用的碳纤维车身制造工艺。然而，由于飞机结构的复杂性，自动化制造仍面临挑战。

基础设施

城市空运服务初期将利用现有的直升机机场，但随着业务量的增长，将需要新的基础设施建设。这可能包括重新启用闲置的屋顶直升机停机坪或改造地下停车场。长远来看，还需要建设专门的高吞吐量垂直起降站点，以便更好地处理乘客流量、充电和连接其他交通工具。

融资

目前已有超过100个eVTOL项目，大部分由初创公司推动。尽管其中一些公司已经获得了大量融资，例如德国百合航空公司获得9000万美元，Volocopter获得3000万美元，乔比航空公司获得1亿美元，但大多数初创公司仍面临生存压力。投资正在涌入这个新兴行业，但要将飞行原型转化为实际可用的城市空运飞行器，仍需更多的资金投入。

噪声问题

对于城市空运来说，公众接受度是关键问题之一。人们关心的是飞行器是否足够安全，以及是否足够安静。这两个因素直接影响了直升机在城市中的应用范围。电动机本身相对安静，分布式推进系统可以降低旋翼尖端的速度，涵道也能起到隔音效果，但整体噪声水平仍然需要进一步优化。