如果有花時間關注航空、商業、傳統媒體和社群媒體，你可能多少耳聞 eVTOL（電動垂直起降）航空器將如何在三到五年內，讓通勤時間從幾小時縮短為幾分鐘。
上一段的問題在於，它幾乎可以寫在 2018 年以來的任何時間，包括其中的三到五年的時間。
在零利率政策時代，eVTOL（也稱為都市空中交通或UAM）業務一直停留在空中沒有帶來回報，同時投資者為了尋求巨額回報而被誘惑進入股票市場到加密貨幣再到Bored Ape NFT 等各個領域。然而，隨著金融市場收緊，投資人將開始提出疑問。以下是真正需要問的十個問題：
1. 為什麼還沒有人展示過 25 英里、單次充電、等量酬載的 eVTOL 來回飛行？
Joby 依靠電力飛行了 134 海里的距離，但這是在沒有有效載荷的情況下進行的，並且是在封閉迴路上，只有一次消耗能量的起飛和著陸。
航程問題有兩個根源：電動垂直起降航空器可能是綠能環保的，但它們並不是特別有效率。具有 36 英尺旋翼直徑的小型直升機的轉盤面積是具有六個 6 英尺直徑旋翼的 eVTOL 的六倍，並且垂直飛行所需的功率與轉盤面積成反比。攜帶如此多的引擎功率和電池容量會增加整個飛行的重量，對於具有獨立升力和推進系統的電動垂直起降航空器來說，停止的升力旋翼會增加阻力。
將效率本來就不太高的航空器與電池動力結合起來——目前電池能量密度（瓦時/公斤）比碳氫化合物燃料低 30：1——就會遇到問題。目前還沒有能夠提供能量密度來執行 25 英里往返任務（具有四個旋翼）的電池。
在有人示範該參考任務之前，eVTOL 仍處於等待 Louis Blériot 橫渡英吉利海峽的狀態。
2. 是什麼讓您對電池技術能夠提供功率密度以及承受頻繁、深度、快速充電和放電的能力充滿信心？
鋰離子（L-ion）電池對出行的影響可堪比蒸汽機和內燃機。電池的開發仍在繼續，但由於插電式電動車已經達到了大多數消費者可以接受的範圍，因此沒有明確的跡象表明能量密度會再次飛躍。該產業專注於降低成本、提高耐用性和解決安全問題。
然而，eVTOL 需要的不僅僅是能量密度。汽車推進系統具有輕負載循環，在恆速下僅使用一小部分功率。相反，eVTOL 循環不僅更加激烈，而且出現頻繁的峰值。在電池術語中，這被定義為 C 速率（C-rate）。 C速率為 1 是指電池在一小時內放電的速率； 10 C 的速率將在六分鐘內完成，而 C/2 的速率將需要兩個小時。
橡樹嶺國家實驗室 2024 年初發表的一篇論文研究了 eVTOL 電池在起飛和著陸過程中產生的高 C 率。研究人員指出：「在研究這些極端功率條件下的鋰離子電池的公開文獻中，存在非常有限的實驗數據集。」研究人員確定，電動垂直起降電池需要 45 秒 15 C 能量脈衝來提供起飛動力。在模擬 eVTOL 操作中，接受測試的最先進電池在 85 個循環後表現出嚴重的性能損失。
3. 是什麼讓您認為您可以製定出嚴謹的認證時間表？
迄今為止飛行的 eVTOL 實際上是「X 飛機」，其尺寸和複雜性與其他VTOL 航空器和直升機相當。這種具有電力和飛行關鍵整合飛行/推進控制的高磁碟負載、過度航空器對於商業飛行來說是全新的。
蘇格蘭顧問公司 Sophrodyne Aerospace 的空氣動力學家 Richard Brown 博士對高負載多旋翼配置進行了計算流體動力學（CFD）模擬。他的工作表明，流管通過多個轉子的相互作用是複雜的，隨著前進速度的變化，每個轉子對其相鄰轉子的影響不同。高負載的系統在快速下降時容易受到渦環狀態的影響，並且與地面的相互作用將很複雜，具有不均勻的沖刷模式，包括高速噴射。
eVTOL 載具的開發商打算透過緊密整合的飛行和推進控制系統 （IFPCS）來管理這種複雜性，該系統不僅必須可靠，而且必須高度回應。
如果一台馬達發生故障，IFPCS 必須確定哪一個發生故障，並透過減少飛行器另一象限的功率進行補償，同時增加其餘旋翼的功率以維持水平飛行。如果存在湍流，IFPCS 需要施加差動功率，而不能將此現象誤解為由故障引起的 – 這可能會導致過度校正的循環。
如今，即使是像 Textron Denali 這樣的傳統飛機，從推出到獲得認證似乎也需要十年的時間 – 因此，比 eVTOL 的報價要少似乎是雄心勃勃的。
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