本文聚焦电动垂直起降飞行器，介绍了其发展历程，从早期德国的研究、英国“鹞式”战斗机、美军F – 35B战斗机，到美国乔比航空公司推出的首架军用原型机，阐述了从“重型油动”到“轻型电动”的转变优势。还探讨了其在低空战场的应用，如人员部署、物资运输、医疗救援等方面的作用，最后展望了其走向自主化、智能化、体系化的未来发展趋势。
美国乔比航空公司的一架实验性电动垂直起降飞行器正在进行起降测试。供图：阳 明
近年来，电动垂直起降飞行器（eVTOL）在全球范围内备受瞩目，相关的技术研究与应用发展呈现出热火朝天的态势。
依据美国垂直飞行学会的数据，截至2024年底，全球电动垂直起降飞行器的概念产品数量已经突破1000个，涉及430多家设计机构。
与此同时，电动垂直起降飞行器在军事领域的发展不容小觑。5年前，美国空军作战试验和创新中心（AFWERX）宣布发起“敏捷至上”项目，专注于探索电动垂直起降飞行器在军事领域的应用。前不久，该项目组又透露，将转向探索混合电推进电动垂直起降飞行器的形式，加速研发其混合电推进系统。
那么，电动垂直起降飞行器有着怎样的发展历程？它会给战场带来哪些变革？未来的发展前景如何？让我们一起关注本期内容。
### 从“重型油动”到“轻型电动”
想象一下，有这样一款飞行器：驾驶舱位于机首，驾驶舱后方是一个可以旋转的“圆筒”状机身，“圆筒”上固定着3片呈45°倾斜布置的机翼，每个机翼的末端都安装了一个喷口。起飞时，“圆筒”开始旋转，机翼尾端的喷口喷气，推动飞行器升上天空……这个外形类似“火箭”的飞行器，便是世界上最早的垂直起降飞行器。
二战末期，盟军掌握了战场主动权，德国空军机场时常受到盟军的压制。由于机场目标较大，在战争中极易被摧毁。为解决这一难题，德国福克·伍尔夫公司的工程师打算研发一种可以短距起降的战斗机。
起初，他们把研究方向放在发动机和机翼上，但后来发现，若采用传统的平衡翼设计方式，起飞滑跑距离至少需要800米左右。
经过反复设计和研究，福克·伍尔夫公司的工程师提出了“垂直起降飞行”的设计方案。与其他飞行器相比，垂直起降飞行器的显著优势在于，其起飞空间只需一个篮球场大小的平地即可。然而，由于技术过于复杂，该飞行器设计方案最终未能实现。
为了确保在战争中机场被摧毁后，空军仍能起飞作战，研发或引进能够垂直或短距离起降的战斗机，一直是世界上许多国家关注的重点。
1957年，英国霍克公司和布里斯托尔公司开始研究垂直起降战斗机。12年后，英国列装了“鹞式”战斗机。这款战斗机利用矢量喷管技术，融合了固定翼飞机的高速巡航性能与直升机的垂直起降特性，实现了短距离起降，服役后显著提升了战斗力。在马尔维纳斯群岛战争中，“鹞式”战斗机击落了21架阿根廷战斗机，被阿根廷空军飞行员称为“空中黑色魔鬼”。
美军F – 35B战斗机作为燃油动力垂直起降飞行器的典型代表，已部署于两栖攻击舰。启动垂直起飞模式时，其作战半径可达400公里左右。不过，该型战斗机存在噪音大、成本高、效费比低等缺点。据悉，F – 35B战斗机自2015年服役以来，已发生至少5起全损事故，可靠性有待考量。
对于垂直起降飞行器而言，其“垂直起降”的飞行方式，决定了飞行器自身重量对飞行有着重要影响。
为了减轻负重，早在2009年，美国航空航天局就提出了概念电动垂直起降飞行器“海雀”。但受限于当时动力与能源等技术瓶颈，“海雀”未能成功落地。
近些年，随着电动机、电池与气动技术的成熟，美国乔比航空公司于2023年推出全球首架军用电动垂直起降飞行器原型机，并交付给美国空军。
从“重型油动”到“轻型电动”，带来的诸多优势十分明显：电动垂直起降飞行器的重量大幅减轻；电驱动系统将其每小时运营成本降至约600美元；电驱动模块化设计，使电动垂直起降飞行器理论故障率较传统直升机减少约70%；电动垂直起降飞行器噪音低，且彻底避免了燃油泄漏引发的环境风险。
回顾垂直起降飞行器的发展历程，它已经发展成为一个庞大的“家族”。从广义上来说，无需依靠跑道起飞的直升机、多旋翼飞行器、倾转旋翼机、推力矢量喷气机等都可算作垂直起降飞行器。同时，垂直起降飞行器也可按照有人驾驶或无人驾驶，以及燃油驱动或电驱动等方式进行分类。
电动垂直起降飞行器作为“后起之秀”，最突出的优点是动力来源从航油变为电力，噪音更低、更加环保，设计也更加灵活，更容易具备轻装简行、敏捷机动的能力，从而适应更为多样复杂的飞行任务。
### 拓宽低空战场新疆界
当前，电动垂直起降飞行器普遍采用分布式电推进系统，驱动能源以高能锂电池为主，具有容错能力强、可靠性高的特点。
未来，随着动力、能源与控制等关键技术的突破，凭借机动敏捷和可探测性低的优异性能，电动垂直起降飞行器有助于构建低空作战与后勤保障的新形态。
2020年，美国空军启动了代号“敏捷至上”的验证项目，探索电动垂直起降飞行器在战术投送与特战救援等场景中的应用，发挥其“战场尖兵”的作用。
#### 在人员部署方面借助电动垂直起降飞行器可获得“动如脱兔”的战术响应速度。在未来战场上，人员快速进出战区的机动能力已成为战术决胜的关键要素之一。电动垂直起降飞行器可与直升机或装甲车辆构建“联合杀伤链”，通过敏捷投送或近距离支援，提升战术响应速度。
#### 在物资运输方面借助电动垂直起降飞行器可实现“最后一公里”保障。传统空运平台体型巨大，容易成为空中靶标，如北约C – 17“环球霸王”运输机翼展约51米、CH – 47“支奴干”直升机旋翼直径约18米。在大规模运输场景中，物资卸载需伴随装甲部队的实时防护。电动垂直起降飞行器可弥补战术级末端补给缺口，通过空中航路快速精确投送物资。甚至可支持吊舱式空投，直接规避近地机动阶段的危险与能量消耗。
#### 在医疗救援方面电动垂直起降飞行器可扮演战场“空中救护车”的角色。通过搭载雷达与光电侦测系统，电动垂直起降飞行器可执行战场人员搜索、定位与抵近救援等任务。比如，遇到山体滑坡、洪涝等灾害时，电动垂直起降飞行器可以实时稳定地将影像信息回传至地面指挥中心，为灾情评估和救援提供决策依据，完成快速精准搜救。
在当前信息化战争的背景下，军事行动要求作战单元具备更强的隐蔽性和生存能力，快速反应和高机动性成为必要条件。从这个角度来看，能够在不同复杂地形和环境中快速反应的电动垂直起降飞行器，是传统飞行器无法比拟的。
### 走向自主化、智能化、体系化
公开资料显示，近年来，在电动垂直起降飞行器领域，很多国家正逐步构建起涵盖技术攻关、空域管理、量产体系及基建标准的完整生态。
随着动力、能源与气动等技术的进一步突破，以及与人工智能技术的融合发展，未来必将出现更加自主化、智能化、体系化的电动垂直起降飞行器，其应用前景将更加广阔。
#### 自主化让电动垂直起降飞行器“操控员”转变为“任务指挥官”目前，“手动操控”模式的电动垂直起降飞行器存在操控员技能门槛高、培训周期长以及人机交互效率低等问题。未来赋予电动垂直起降飞行器自主感知、规划能力与控制权限，可进一步优化战场时空窗口利用率。比如，通过装载避障系统，电动垂直起降飞行器可以感知电线、建筑、树木与山体等，自主避开障碍物，保证飞行安全。其具体过程为：操控员授权或监督任务，电动垂直起降飞行器按照授权执行规划，实现动态人机协同作战。
#### 智能化为电动垂直起降飞行器装上“眼睛、耳朵与大脑”集成惯性导航、光电吊舱与机载雷达等传感器，以及多模态数据融合算法，为电动垂直起降飞行器装上“眼睛、耳朵与大脑”。借助这些设备，电动垂直起降飞行器可独立完成定位建图、目标搜索与识别跟踪等任务。如果搭载嵌入式神经网络处理器，电动垂直起降飞行器还能完成复杂环境下的意图解析、行为决策与路径规划任务。例如，通过充分利用低空气流数据，电动垂直起降飞行器可以优化飞行轨迹，像海鸥一样省力地“御风而行”。如果传感器信号直驱执行机构，电动垂直起降飞行器将具备毫秒级响应能力，环境适应性大幅提升。
#### 体系化将赋予电动垂直起降飞行器不可或缺的战场新角色电动垂直起降飞行器可通过多机集群实现协同作战，形成覆盖陆、海、空的全域作战体系。一方面，多机编组通过分布式信息共享，协同执行“侦察—决策—打击—评估”任务链，提高作战效能。另一方面，电动垂直起降飞行器集群与无人战车或无人舰艇构建“跨域杀伤网”，推动战场模式向体系化演进。目前，美国空军已经实现了通过电动垂直起降飞行器，与其他军用飞机直接进行无线电通信，验证了战术级信息融合的潜力。此外，电动垂直起降飞行器还可作为空中通信节点，整合卫星、5G和地面基站数据链，实现战场信息融合。
从“重型油动”到“轻型电动”，再到融入战场“跨域杀伤网”，电动垂直起降飞行器正以惊人的速度拉近技术与作战之间的距离。它的军事化进程将如何重构战场？答案或许就隐藏在下一代电动垂直起降飞行器的旋翼嗡鸣之中。
本文详细介绍了电动垂直起降飞行器的发展历程，从早期的探索到如今“轻型电动”的转变，阐述了其在军事领域的多种优势。同时，探讨了其在低空战场的应用，包括人员部署、物资运输和医疗救援等方面的作用。最后展望了其走向自主化、智能化、体系化的未来发展趋势，指出其将对战场格局产生重要影响。
