随着小鹏汇天5亿美金的A轮融资引爆全网，一个时髦而陌生的概念进入人们的视野：电动垂直起降技术eVTOL（electric-Vertical-Take-Off-and-Landing)。借助全球范围内较发达国家的电动车大行其道，主要工业国家也逐步建立起庞大的三电（电机 电池 电控）系统供应链，这让电动轻型飞行器的开发成为可能。
电动车虽然能解决碳排放问题，但是却无力解决城市交通日益拥堵的问题。凭借着电动车技术的外溢，构建以轻型电动垂直起降飞行器为核心的城市立体交通网络，成为开发城市新维度空间的有力路径。
本文将从飞行器角度尝试对不同的设计思路进行比较研究。
（原文出处：知乎-美团无人机业务部系统架构师陈天健）
思路一：垂起固定翼
垂起固定翼的设计最为直接简单，就是在一架电动固定翼飞机上布置衍架，并在其上对称布置多个螺旋桨提供起降的升力。这种飞行器有两种工作状态，垂直起降的时候类似于多轴直升机（大号的大疆），达到一定高度的时候启动与固定翼配套的推力系统提高速度，当机翼产生的升力可以完全支撑飞行器后，停止垂直螺旋桨。
这个方案的好处是飞行控制系统简单（固定翼+多轴直升机），缺点是垂直升力系统在平飞阶段是死重并且产生额外阻力。但是由于电动化的功劳，电动机相对来说很轻，只要垂直升力结构在空气动力学上优化得当，仍然有望得到一个飞行性能十分稳健的飞机。
思路二：倾转旋翼机
由于电机相对于燃机体积小重量轻，因此布置机构和控制倾转角度更为容易。倾转旋翼要根据飞机的飞行阶段和姿态速度改变动力螺旋桨的倾角，所以飞行控制系统十分复杂。得益于电动化，6组动力单元提供了6个控制界面，相对于鱼鹰机的两个控制界面，可以说在飞控上发挥的空间以及飞控的可靠性都会更好。倾转旋翼机的效率相对高，死重相对少，但是开发和试飞的难度是非常大的。
思路三：倾转+垂起的缝合方案
由于垂起方案死重大飞控简单，倾转方案死重小飞控复杂，于是就有一些行业大聪明搞出来综合垂起的和倾转的方案，将一部分倾转动力单元转化为垂起动力单元，希望搞出来一种飞控不是很复杂，死重也不是很大的综合了两种方案优点的飞行器。
（PS：但历史告诉我们，这么搞，很有可能搞出来集成两者缺点的怪方案）
思路四：放大版多轴直升机
坦率说，这个东西用于载人，且不说效率如何，安全性如何，其体验大概离飞行三蹦子差得不太远。原理不多说了，和多轴旋翼机没有区别，多用于eVTOL项目早期融资演示。
思路五：分布式动力JetWing
NASA-XV24A
JetWing来源于早期NASA关于分布式动力的脑洞，机翼上布置了一大排的电动涡扇，通过调节电动涡扇的出力，配合机翼整体倾转角度，形成不同的控制力矩。NASA为了验证其脑洞建造了XV24A缩比验证机，使用RR的涡轴发电，并通过综合电力系统控制机翼上的数十个电涡扇产生动力和控制力矩。XV24A在收集数据后没有变为实用的军用飞机，其成果被继承下来，变为Lilium的JetWing飞机方案。
Lilium的JetWing可以说是到目前为止这波eVTOL热潮中，在飞行器本身方面创新最大的。JetWing在动力系统可靠性和噪声控制方面相较于传统旋翼方案都有非常突出的优势。让人联想SpaceX的并联动力方案，一样是通过控制单元和材料工艺的改进，大幅提升分布式系统的综合鲁棒性，大幅降低降低单个部件的可靠性与性能要求，降低成本。
总结：
垂起固定翼方案，混合垂起方案，倾转旋翼方案基本都是传统飞行器电动化的思路，在垂直起降阶段安全性类似于多轴直升机，不太能超脱于现有对直升机的监管框架而进入人口稠密的城市核心区肆意穿行。由于其具有固定翼飞行模式，在航程上有优势，更可能最后适用于郊区微型支线运输场景。
多旋翼放大版本的方案，虽然可靠性（在工程设计没有重大失误的前提下）高于传统直升机，但是在噪声控制，地面损伤控制上，并无突破性解决方案。航程也比较受限，因此用于空中Taxi的前景并不明朗
JetWing方案由于在动力可靠性，噪声控制，气动效率上有可能获得更优的平衡，是一个非常值得关注的eVTOL飞行器设计方向。
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来源：风之翼航空