飞行汽车的发展历程可谓漫长而曲折。早在 1841 年，William Samuel Henson 和 John Stringfellow 兄弟就开始研究飞行汽车技术，虽然未能建立功能性描述，但这比莱特兄弟发明飞机还要早。1937 年，Waterman 造出了 Waterman Aerobile 车型，这是历史上第一款进入制造环节并成功飞行的飞行汽车，不过实用性欠佳。此后，1946 年出现了可拆卸式飞机汽车，1949 年有了折叠翼飞行汽车。但这些早期的飞行汽车都存在各种问题，未能真正走向实用。

进入 21 世纪，飞行汽车的研发迎来了新的热潮。2003 年，穆勒国际公司制造出 sky car M400，2006 年 Terrafugia 公司设计制造了拥有可折叠机翼的飞行汽车，2014 年斯洛伐克 Aeromobil 公司第四代飞行汽车原型 AeroMobil 3.0 正式亮相。到了 2016 年，全球只有 6 - 7 种飞行汽车在被研发，而到了 2018 年，飞行汽车公司数量暴增至 70 多家。2019 年，亿航智能登录纳斯达克，成为全球 eVTOL 第一股。2021 年，美国 Joby Aviation、Archer Aviation 等上市，飞行汽车企业当年度融资额达到 69 亿美元。同年，小鹏汇天获得 5 亿美元融资，激发了国内飞行汽车创业热潮。2023 年 7 月，美国阿勒夫公司获批美国第一个飞行汽车特殊适航证。国内亿航智能也有望获批中国民航适航证。

如今，众多企业投入飞行汽车的研发并取得了一定成果。例如，广汽集团在广州 CBD 上空进行了其自主研发的飞行汽车 GOVE 的飞行展示，最大航程可达 30km。沃兰特航空研发的 VE25 首轮试飞成功，并顺利完成 1 亿元 A 轮融资。沃飞长空的 AE200 适航技术验证机也取得多项关键成果，项目已进入符合性计划制定和批准新阶段。飞行汽车正从梦想逐步走向现实。

飞行汽车在技术层面面临诸多难题。首先，动力推进方面，当下应用于新能源汽车上的新能源系统能力和功率密度尚不能满足飞行汽车要求。例如，目前比亚迪三元锂电池能量密度为 219Wh/kg，宁德时代麒麟电池能量密度 255Wh/kg，而实现超过 400 乃至达到 600Wh/kg 的高能量密度就需要下一代电池技术的发展，如固态电池、金属 - 空气电池等。2022 年 10 月 NASA 宣布研制出了 500Wh/kg 的固态电池（硫硒电池），可应用于电动飞机。当电池能量密度提升至 400Wh/kg 时，飞行汽车的续航能力将得到显著提升，但目前离这一目标还有一定距离，这导致飞行汽车载荷小、航程短，尚难完全满足使用要求。

其次，低空智能驾驶技术要求高。eVTOL 的飞行控制相关技术包含多个方面，难度上多旋翼＜复合翼＜倾旋翼。自动驾驶算法目前国内有小鹏汇天在研究，但要实现面向公众大规模应用的完全自动驾驶，还面临着巨大挑战。一方面，城市空中交通会涉及复杂的城市地形地貌、建筑物、局部气象条件变化、电磁干扰环境等因素，对 eVTOL 的避障决策、建立城市低空环境仿真模型等技术要求更高；另一方面，就像高级别自动驾驶的难点一样，怎么做到高敏度的态势感知，从而完成空中避障也是一个难点。现有 eVTOL 制造商一般通过加装 ADS - B、TCAS 等空中防撞设备来自动保持安全间隔，但效果仍有待提升。

当前飞行汽车的市场需求和接受度还有很大的提升空间。一方面，飞行汽车的价格和成本较高，超出了大多数消费者的承受范围。以吉利集团研发的 “Transition” 飞行汽车为例，售价为 28 万美元，约合人民币 190 万元。飞行汽车的成本可以大致分为研发成本、生产成本和运营成本三大部分。研发成本通常较高，但随着技术的成熟和规模化生产，单位成本会逐渐降低。目前，飞行汽车的制造成本和维护费用较高，运营成本也相对较高，尤其是燃料成本和维护成本，这些因素都限制了飞行汽车的普及速度。

另一方面，飞行汽车的安全性和可靠性还有待验证，需要增强消费者的信任和认同。与传统汽车和飞机相比，飞行汽车需要同时满足陆地和空中两种不同环境的运行要求，这意味着飞行汽车必须具备出色的结构强度、动力性能和稳定性，以应对各种复杂的气候条件和突发情况。此外，飞行汽车的控制系统也必须经过严格测试和优化，以确保在各种飞行状态下都能保持精确的控制和稳定的性能。

飞行汽车目前还缺乏相应的监管标准。作为一种新型交通工具，飞行汽车涉及空中和地面两个领域，需要同时符合航空和汽车的法律法规。但是目前全球范围内，对飞行汽车的定义、分类、适航、驾驶、运营、保险等方面，还没有统一的标准和规范。不同的国家和地区，对飞行汽车的监管态度和政策支持力度也不尽相同。

例如，欧盟航空安全局（EASA）负责对飞行汽车进行认证，制定了一系列技术标准和安全要求，所有飞行汽车必须通过 EASA 的认证，才能在欧盟范围内合法飞行。认证主要包括设计认证、制造认证、测试和验证、最终认证等步骤。飞行汽车还需符合欧盟的 CE 标志要求，表明产品符合欧盟的健康、安全和环境保护标准。

我国也在积极探索飞行汽车的监管标准，如《国家综合立体交通网规划纲要》《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》《绿色航空制造业发展纲要 (2023—2035 年)》《中华人民共和国空域管理条例 (征求意见稿)》等重磅政策让 eVTOL 商业化的政策限制被逐步打通。

这就需要各国政府、行业协会、企业和社会各方共同参与制定飞行汽车的法规和标准，以保障飞行汽车的安全、合规和可持续发展。

飞行汽车主要有固定翼式、开放旋翼式、涵道螺旋桨式等构型。固定翼式构型具有良好的飞行效率，因为升力是在向前运动时产生的，能达到 200 - 300 公里 / 小时的高速。但从垂直起降到水平巡航时，姿态控制的难度很高，而且由于有固定机翼，飞机的尺寸和重量增加很多。开放旋翼式构型类似多旋翼无人机，结构简单，成本低，体积小。然而，所有的螺旋桨都必须保持转动以产生恒定悬浮力，导致飞行效率非常低，且在螺旋桨失效的情况下无法滑行。涵道螺旋桨式构型将涵道风扇与倾转机翼融为一体，如德国 Lilium 公司的五座原型机由多达 36 个小尺寸涵道风扇提供升力、推力和航向与姿态控制，消除了开放性螺旋桨在安全方面的隐患。但目前该方案并非主流构型之一，可参考经验少。

电池能量密度：在当前锂离子电池化学体系下很难实现超过 400Wh/kg 的能量密度。例如，比亚迪三元锂电池能量密度为 219Wh/kg，宁德时代麒麟电池目前能量密度 255Wh/kg。而实现超过 400 乃至达到 600Wh/kg 的高能量密度就需要下一代电池技术的发展，潜在的技术包括固态电池、金属 - 空气电池等。2022 年 10 月 NASA 宣布研制出了 500Wh/kg 的固态电池（硫硒电池），可应用于电动飞机。当电池能量密度提升，飞行汽车的续航能力将显著提升。但目前离目标还有一定距离，这导致飞行汽车载荷小、航程短。

氢燃料电池方案：相对锂电方案，氢燃料电池存在能量密度高、电池寿命长等优势，但在动态响应性及功率密度上存在一定不足。航空通常要求 1500W/kg 的功率密度，而氢燃料电池系统仅仅只能达到 600W/kg。因此，长期来看，氢燃料搭配一部分锂电池储能是更优方案，锂电池可用于启动和提供快速变化的功率输出，氢燃料电池可用于续航中的能量输出。

飞控 / 自动驾驶算法：eVTOL 的飞行控制相关技术包含多个方面，难度上多旋翼＜复合翼＜倾旋翼。自动驾驶算法目前国内有小鹏汇天在研究，但要实现面向公众大规模应用的完全自动驾驶，还面临着巨大挑战。城市空中交通会涉及复杂的城市地形地貌、建筑物、局部气象条件变化、电磁干扰环境等因素，对 eVTOL 的避障决策、建立城市低空环境仿真模型等技术要求更高。

机身材料技术：常见的有碳纤维复合材料，其密度通常在 1.6g/cm³ 以下，而航空常用的金属中，铝合金密度为 2.7g/cm³。碳纤维复合材料具有密度低、强度高的特点，如小鹏汇天、商用大飞机等都在使用。

整机空气动力学性能：在巡航过程中，能极大降低能源消耗。单纯依靠多旋翼的机型能效较低，未来的飞行汽车采用复合翼或倾旋翼是大概率事件。

安全性 / 适航认证：

关于适航认证：国际上认可的符合性表明方法有十种。据从业人士和研究机构预计，eVTOL 获取适航认证一般可能需要花费十亿元人民币左右。例如沃兰特选择了中国民航局作为适航切入口，并在今年 1 月签署了中国国内首份客运 eVTOL 的安全保障合作计划，目标在 2026 年取得型号合格证；Joby 在争取美国联邦航空管理局型号合格证，希望在 2024 年开始提供商业服务。

保障安全性的措施：飞行控制系统需要在因故障降级后仍需要一定的飞行性能和飞行品质，故障引发安全关键功能失效的概率要足够小。参考轻型飞机的安全配置，eVTOL 也可标配或选配整机降落伞。

飞行汽车作为一种新型交通工具，虽然目前面临着诸多挑战，但随着技术的不断创新、政策的持续支持以及公众接受度的逐步提高，其未来发展前景广阔，有望成为重要的交通工具。

从技术创新方面来看，随着电池技术的不断进步，能量密度有望持续提升。例如，目前固态电池、金属 - 空气电池等下一代电池技术正处于积极研发阶段，一旦取得重大突破，将极大地提高飞行汽车的续航能力，解决当前载荷小、航程短的问题。同时，氢燃料电池方案与锂电池相结合的技术也在不断探索中，这种组合方案可以充分发挥各自的优势，提高飞行汽车的动力性能和续航能力。在智能驾驶技术方面，随着算法的不断优化和传感器技术的不断进步，飞行汽车的避障决策能力和城市低空环境仿真模型将更加精准，为实现大规模应用打下打下坚实基础。