电动飞机：美军、政府和民间协同推进的领域

导读：近期数字孪生战场实验室发布了《数字空军白皮书》，对美国空军推进的颠覆性创新做了较为系统的总结和分析。本文重点介绍美国空军、政府和民间力量共同推进的eVTOL电动飞机。

昨天笔者编写了《NASA与美军合作的第一架电动飞机面世》一文，有读者来信指出，美国媒体报道eVTOL电动飞机的时候，似乎没有提及NASA参与。事实并非如此。

作为一种高度灵活的空中作战平台，电动飞机在战场有较大的作用，它能够实现传统战斗机或直升机难以实现的高度机动和智能化功能，而且从国家工业能力来讲，这也将是继电动汽车之后的一个未来产业及市场。

为了全面推动该领域的发展，美国军方和政府单位联合出手，经过多年的经营，已经建立了一个“电动飞机技术生态”，其中，NASA、DARPA和美国空军（包括AFRL、AFWERX等）参与深度最大，为电动飞机的发展提供了理论和工程上的基础。

NASA作为一件政府机构，针对城市空中交通（UAM，Urban Air Mobility），跟商业咨询机构和高校等，开展了一系列的研究工作。

当然，跟美国空军研究实验室的数字孪生体合作项目，持续开展了10多年，电动汽车则是双方的一个重点合作项目。

为了让城市空中交通体系更为完善，NASA把所有研究成果都公开发布，包括几十份花费重金邀请国际知名咨询公司编写的市场调研报告和设计方案，其中包含100多页的演讲稿，可读性非常好，建议数字孪生战场实验室的同事在数字图书馆查阅。

正如当初NASA开放太空技术催生了SpaceX等创新的太空企业，NASA希望通过开放电动飞机的相关研究和开发结果，满足民用企业参与该生态建设的需要。

从NASA公布的报告和资料来看，普通创业企业所需要了解的市场状况、关键技术、资本需求等问题，已经得到了权威解答，剩下的则是如何把这些想法做出来了。

仅仅依靠NASA这些工作，不足以创造一个新产业生态。

任何新产业的发展，都需要资金、人才和资源的投入，这些投入者往往非常关心是否有需求。对于颠覆性创新的应用，往往难以找到市场化的需求，对此美国政府的解决办法很简单：国家来创造需求。

为此，在NASA完成城市空中交通研究工作不久，于2020年2月，美国空军启动了“灵活优选”（Agility Prime）计划，该计划是为了加速先进空中飞机的商业市场，当然，美国空军这样做有充足的军事理由。

美国空军希望研制三类电动飞机，它们分别如下：

第一类为载人电动飞机，可容纳3-8名乘客，最小航程为160公里，最高时速超过160公里/小时，续航时间超过60分钟。

第二类也是载人电动飞机，可容纳1-2个人，最小航程为16公里，最高时速超过70公里/小时，续航时间超过15分钟。

最后一类为无人驾驶电动飞机，有效载荷为230公斤，航程为320公里，时速为160公里/小时，续航时间超过100分钟。

相信读者看到这些技术指标，一下子就可以想到其军事应用场景了吧。

数字孪生战场实验室认为，电动飞机一旦实现，那么美军力图打造的分布式作战样式，就拥有了更为灵活的空中平台，它们既可以联网在一起实现空中互联网，还可以实现分布式任务指挥（Mission Command）。

灵活精选由美国空军风险资本基金提供资金，并通过其技术创新组织AFWERX进行管理。

据统计资料显示，美国空军在2021年向灵活精选投资了2500万美元，并计划逐步增加相关资金投入。

通过这样的方式，美国空军希望从民营企业中找到颠覆性创新的公司，以比专门的军工单位预期要低得多的成本和更大的灵活性，进一步推进军事军事能力的电动飞机相关技术。

跟NASA提供的研究报告及少量测试装备不同，美国空军拥有大量的军事基地，可以提供难以想象的先进试验鉴定设备，这对于民营企业来讲是难得的支持。

灵活优选的近期目标是尽快推进eVTOL技术的应用，跟内燃机相比，电力系统将显著降低噪声和热信号，其操作技术要求也比较低，即使没有受过飞行员培训的人员，也可以迅速掌握电动飞机的操作技能。

AFWERX正在研发军事应用场景，据称要设计出20个场景。

正在讨论的场景包括特种作战行动、城市袭击、短程货物运输/战场补给、搜索和救援、医疗后送、安装安全和侦察等。

参与电动汽车研制工作的民营企业有27家，截止到2021年底，美国空军确定了其中7家民营公司为eVTOL计划的可行合作伙伴，它们分别为Beta技术公司、埃尔罗伊航空、Joby航空、LIFT飞机、穆格公司、凤凰解决方案和液体活塞等。

大家需要注意，AFWERX项目通常不给予大型军工集团，即便有军工集团下属企业参与，往往会受到更为严格的审查，因为它们会冲击美国空军好不容易建设起来的创新生态。

2021年3月，美国空军第355联队通过C-130运送了一架LIFT HEXA，以证明该飞船足够坚固，可以在战术空运中幸存下来，并在卸载后投入使用。

根据负责测试的装载员的说法，准备和加载eVTOL需要40分钟，但一旦建立了一个程序，程序应该需要15分钟。

2021年5月，第355联队将部署HEXA参加布什瓦克行动，这是在亚利桑那州沙漠举行的年度演习。eVTOL原型将测试其是否适合严峻、恶劣的环境。

当然，电动飞机的价值不仅限于此，如果该计划获得成功，它将为卫星加油能力、天基互联网、太空碎片清除等都可以应用。

简单的说，电动飞机为未来空天一体化提供了一条创新的道路。

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