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一台航空电动发动机,能否补上中国eVTOL的最后一块拼图?

文/纸不语

2026年6月5日,中国航发控制系统研究所(简称“中国航发动控所”)在江苏无锡完成AEE25航空电动发动机首台下线交付,接收方为上海时的科技有限公司。该型发动机实现国内首创“六合一”一体化全集成设计,将主电机、控制器、冷却系统、变距舵机等六大核心部件融为一体,以40牛米每千克的扭矩密度创造国内200千瓦等级航空电动发动机最高纪录。

此次下线标志着中国航空电动发动机关键技术取得重要突破,整体性能迈入国际先进水平行列。首台交付的发动机将装配于时的科技E20五座级倾转旋翼eVTOL,为国产电动垂直起降飞行器提供自主可控的核心动力支撑,也打破了长期以来动力系统依赖进口的产业格局。

“六合一”集成突破,扭矩密度40牛米/公斤创纪录

作为eVTOL的动力核心,航空电动发动机直接决定飞行器的性能边界与安全水平。AEE25以高度集成化的设计思路,重新定义了国产航电发动机的技术标准。

AEE25将主电机、主电机控制器、冷却系统电机、冷却系统电机控制器、变距舵机、变距舵机控制器6大核心部件融为一体,实现“六合一”一体化全集成架构,是当前国内集成度最高的航空电动发动机。中国航发动控所AEE25项目负责人张宇表示,全集成设计带来的不仅是体积和重量的缩减,更是系统可靠性的跃升,从架构层面为航空安全筑牢根基。

关键性能指标上,AEE25扭矩密度达40牛米每千克、功率密度达5千瓦每千克,创造国内200千瓦等级航空电动发动机最高扭矩密度纪录。同等重量条件下,该发动机可输出更大扭矩,为飞行器提供更强升力与推力,可适配2至3吨级、4至6座主流eVTOL机型。研发团队正推进新一轮技术迭代,目标是将扭矩密度提升至44牛米每千克,进一步拓展产品性能边界。

安全冗余的设计贯穿AEE25研发全程。所有电机均采用两套配置,所有控制器均设置为双通道,确保任一单点发生故障时动力输出仍能得到有效保障。中国航发动控所副所长刘国平指出,这款电动发动机设计足够安全,发生任何单点故障,动力输出都能得到保障。

集成化设计的难点在于多系统协同与电磁兼容,六大部件整合为一体后,各模块间的电磁干扰、热场分布、振动耦合等问题都需要逐一破解。研发团队通过多物理场仿真优化,在有限空间内实现各系统的高效协同,同时确保电磁兼容性符合航空标准。

AEE25可承受高低温交变、湿热、低气压、盐雾、振动冲击等复杂环境考验,同时在单一故障下仍可维持航空器姿态与升力,保证安全着陆。这些严苛测试标准,均对标航空级适航要求。

此前,中国航发动控所已推出J250ST001等多型百千瓦级一体化推进电机产品,部分技术指标处于国内领先水平。J250ST001总重量不足30千克,峰值功率达125千瓦,峰值运行时长达2分钟,2024年配装国内一款3吨级倾转旋翼eVTOL完成原型机系留试飞。该产品已取得电机电控相关专利20余项,集成化设计思路延续至AEE25的研发中。

研发过程中,团队采用数字仿真、智能制造生产线等多种智能化手段提升研发效率与产品精度。以电机设计为例,仅静力与疲劳仿真便覆盖46个工况,确保产品在各种极端条件下的可靠性。中国航发动控所电动力事业部技术总监黄礼浩表示,正是这种集成化设计,让产品在同等功率等级下,体积更小、重量更轻、能耗更低。

动力系统占成本四成,国产替代重塑产业链

动力系统作为eVTOL产业链中技术壁垒最高、价值占比最大的环节,其国产化突破将深刻影响整个产业的成本结构与发展节奏。

包括电机、电控、减速器在内的整套电驱系统,其物料成本约占整机的40%,是成本构成中占比最高的部分。若加上能源系统,动力相关总成本占比可达50%。动力系统不仅是技术壁垒的制高点,也是产业价值链中最丰厚的一环。

长期以来,国内eVTOL企业的动力系统多依赖国际供应商,采购成本占整机的25%至35%,且面临12至18个月的供货周期。据业内测算,AEE25实现量产后,有望使动力系统成本下降30%至40%,带动整机成本下降10%至15%,交付周期缩短至3至6个月。这种成本与供应链优势,将加速国产eVTOL在低空文旅、城际通勤等场景的商业化落地。

电机系统的技术门槛体现在多个维度。高功率密度是首要前提,eVTOL起降阶段功率需求可达巡航阶段的10倍,电机功率密度需达到5至10千瓦每千克,约为新能源汽车电机的两倍。高可靠性是载人运营的根本,eVTOL动力系统需满足灾难性故障率低于10的负9次方次每飞行小时的航空级标准,远高于车规级要求。

eVTOL主要以电驱系统作为动力系统,是eVTOL的“心脏”。图源:金元证券

近年来,中国航发动控所专注航空发动机领域电机电控研究,面向低空经济发展专门组建电动力事业部,以市场化机制加速技术转化,自主研制的多型航空电动发动机产品已取得关键技术突破,并具备一定量产规模。电动力事业部运营总监陈斐表示,预计2030年eVTOL国内市场规模将达500亿元,对电机电控的需求旺盛。

无锡当地的产业基础为航空动力创新提供了得天独厚的土壤。无锡正大力推进大飞机零部件和航空发动机、燃气轮机产业发展,中国航发系统机载产业共性技术与能力中心也已落地揭牌,将打造国内领先、国际一流的研发验证中心与产业服务支撑平台。

新能源车产业链的技术外溢效应同样显著。SiC功率器件的规模化应用、高压电机设计经验、三合一集成架构等技术均可复用于eVTOL领域,大幅缩短研发周期并降低成本。中国企业凭借完整的新能源车产业链,在成本控制、量产速度和供应链安全上优势明显。

主机厂与动力系统供应商的深度绑定,正成为eVTOL产业发展的重要趋势。

时的科技与中国航发动控所的合作,探索出“研究所技术攻坚+企业场景验证”的高效协同研发路径。上海时的科技创始人兼首席执行官黄雍威表示,与中国航发动控所的合作,不仅攻克了航空电动发动机的技术瓶颈,更探索出一条高效协同的研发路径,将有效助力中国eVTOL产业自主化、高端化发展。

动力系统的高度集成化也极大简化了飞机厂商的装配流程。刘国平介绍,对飞机厂商来说,只要装上螺旋桨,接上电源和总线就可以工作,飞机设计工作大幅简化。这种“即插即用”的动力系统方案,降低了eVTOL整机研发的技术门槛,有利于更多创新主体进入行业。

全球仅一家国外电机取证,国产适航进度领跑

全球eVTOL产业正处于技术路线分化与商业化落地的关键节点,动力系统的技术选择直接影响企业的竞争地位与发展前景。

当前行业主要分为纯电推进、混合动力两大技术路线,超过八成机型选择纯电方案。该路线结构简单、噪音低、维护成本少且安全冗余性强,但受电池能量密度制约,多数机型航程仅50至100公里。混合动力借助燃油、氢能等高能量密度能源,可将航程提升至400至1000公里,补能效率与运营半径优势突出,缺点是系统架构复杂,研发、验证及运维成本偏高,同时还需应对城市噪音与排放相关管控要求。

全球企业的技术路线布局各有不同,行业格局持续变化。美国JobyAviation的S4倾转旋翼纯电机型时速330公里、航程240公里,噪音仅为传统直升机的十分之一,2024年率先完成美国FAA认证第三阶段。ArcherAviation的Midnight聚焦城市空中交通,可连续完成短途飞行,已获得超过60亿美元订单。欧洲行业则经历了一轮深度洗牌,德国Volocopter、Lilium两家企业相继破产,前者资产被国内企业收购,后者彻底停止运营。

在全球竞争中,中国企业逐步形成自身的特色。据SMGConsulting2025年6月统计,全球主流整机厂商里,复合翼与倾转旋翼构型占比合计超75%。时的科技E20采用倾转旋翼纯电设计,可搭载5人,最高时速320公里、航程200公里,运行噪音约70分贝。

适航取证是eVTOL商业化落地的核心门槛,动力系统与整机认证深度绑定,需通过多项严苛测试,整体周期长达3至5年,率先完成认证将形成稳固技术壁垒。目前,国产AEE25航空电动发动机已完成软硬件初始适航审查,取证进度领跑国内。在航空器电机领域,当前仅有1家国外电机企业的产品取得欧洲航空安全局颁发的型号合格证,国内尚无电机产品获得适航取证。

E20的适航工作也在同步推进,相关申请已获受理并进入符合性验证阶段,预计2027年完成取证并量产,有望成为国内首款获证的倾转旋翼构型eVTOL。

随着适航进程推进,eVTOL的商业化应用场景正逐步清晰。时的科技已获得阿联酋Autocraft公司350架E20订单,总金额10亿美元,标志着国产eVTOL开始参与全球市场竞争。该项目是第7届中国国际进口博览会合作成果的实质性落地,也是“一带一路”倡议下中阿高科技合作的重要成果。

国内市场方面,上海已将低空经济列为未来产业发展重点。2022年印发的《上海打造未来产业创新高地发展壮大未来产业集群行动方案》将空天利用、低空经济列为发展重点,后续不断出台扶持举措,地方产业基金也为企业技术研发、产能建设提供资金支持。

行业预测显示,中期存量eVTOL的动力系统市场空间有望达到千亿级别,放眼全球更是万亿级的蓝色海洋。伴随AEE25等国产核心部件逐步成熟量产,国内eVTOL产业将打破核心部件对外依赖,在全球电动航空领域进一步巩固竞争优势。

[引用]

① “六合一”全集成航空电动发动机下线交付.新华社.2026-06-06.

② 中国首台“六合一”全集成航空电动发动机下线交付 创造一项纪录.中国新闻网.2026-06-05.

③ 锡产航空电动发动机创纪录交付.无锡日报.2026-06-06.

④ 打造飞行汽车强劲“引擎”——中国航发控制系统研究所推进eVTOL电机技术研发.科技日报.2025-06-10.

⑤ 我国自研全集成航空电动发动机AEE25下线交付:创同等功率最高扭矩密度纪录.IT之家.2026-06-05.

⑥ 2026年eVTOL动力篇:低空心脏eVTOL电驱系统详解.金元证券/搜狐网.2026-03-23.

⑦ eVTOL行业竞争格局与发展前景分析:万亿级市场加速从概念迈向商业化.未来智库.2025-07-31.

⑧ 阿联酋一口气定了350架“空中的士”,时的科技斩获70亿出海大单.文汇报.2025-07-16.

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