載客飛行器之技術發展：材料世界網

蔡英文、康顧嚴、周裕福、蔡麗端／工研院材化所

為解決全球都市化龐大交通運輸基建投資及人員通勤耗時等問題，各飛機製造廠商及新創公司已開始投入全自動、環保、低噪音、高操作效率及安全性等特點之電驅動垂直起降飛行器之研究與技術發展，並克服飛機載重、飛航時間及運作效能等難題，以實現短程都會區點對點、中程城市對城市及長程不限區域起降之飛行器載客商業飛行任務。本文將就相關技術與問題進行介紹與探討，一窺載客飛行器的技術發展與商業應用的機會。

【內文精選】

前言

隨著全球各飛機製造廠商的研發投入及相關技術的搭配，短航程載客飛行器發展的速度最快且技術較為成熟，例如Uber Air/飛行計程車(Flying Taxi)、AeroMobil/飛行車及Aurora（波音）/電動垂直起降飛行器(eVTOL)等皆已完成構型或進入實際飛行測試階段，為未來空中運輸開啟商業應用發展的契機。雖然載客飛行器市場需求龐大，也可解決都會區交通擁擠與運輸便利性問題，但唯有同步進行載客飛行器飛航安全及管理法規的討論及建構，方能加速未來載客飛行器商業應用的推展。

電動載客飛行器技術發展現況

基於環保、噪音、安全性及起降空間等因素考量，電動載客飛行器仍是各廠商青睞且開發的主力技術產品。分析其飛行器設計大略可分為五大構型，如表二所示，可根據不同應用需求，選擇最適合的飛行器構型投入運行。比如在都會區內之點對點運輸服務，噪音及起降空間受到嚴格限制，高分散推力之多旋翼型飛行器將是應用的首選，以Volocopter飛行器為代表；當服務範圍拓展至城市與郊區間運輸時，飛行速度須提升以服務較遠距離，四旋翼型飛行器最大航速120~150 km/h將可滿足空中往返運輸之需求，其飛行器代表有eHang184、CityAirbus及Pop.Up Next等；如針對城市間或更遠距離的載客應用，飛行速度及效率是選用的要件，固定翼指向推力型飛行器將能表現出較大的運輸效益，以Lilium飛行器最具代表性。

各相關載客飛行器技術發展與飛行驗證現況說明如下。

5. Lilium Aviation

德國Lilium Aviation公司是由四位慕尼黑工大生於2015年創立，2017年4月完成第一款1:1雙人座版全電動垂直起降載人原型機Lilium Jet試飛，如圖八，其動力採用分散式推進設計，總共配置36組小型電驅動風扇發動機組於前翼及主翼上方，並透過其風扇發電機組轉動提供作為舉升與向前推進動力，最大起飛重量可達640公斤，最大酬載重量200公斤，巡航速度250~300 km/h，飛行距離可達300公里。試飛成功後，更獲得中國騰訊、歐洲創投公司Atomico及Twitter等公司B輪9,000萬美金投資；2019年5月更於德國完成總重1,500公斤五人座版Lilium Jet原型飛機固定點懸停測試。同時Lilium Jet更開發出遠端操控、人工駕駛和自動駕駛等三種版本，以爭取2024年歐洲城市飛行的適航證。