宁波材料所碳纤维团队钱鑫博士以《高性能碳纤维复合材料在电动飞机中的应用及发展趋势》为题，针对电动飞机用碳纤维复合材料的应用与发展，着重从电动垂直起降（electric vertical take-off and landing，eVTOL）飞机概述、碳纤维特性及其在航空领域应用发展、碳纤维在eVTOL中典型应用以及未来发展趋势等四个方面进行了阐述。

低空经济是一种以各种有人驾驶和无人驾驶航空器的各类低空飞行活动为牵引，辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。目前，低空领域的主要产品有备受关注的eVTOL、无人机（消费级、工业级）、直升机、传统固定翼飞机等，但是近年来火热的低空经济主要得益于eVTOL的引领发展。

2024年4月22日，致力于推进垂直飞行的全球领先的非营利组织垂直飞行协会发布了最新版《世界垂直起降飞机目录》，其中电动飞机eVTOL的概念数量已经突破1000个，并由430多名设计师设计。在2014年举办了全球首次eVTOL研讨会时，当时已知的eVTOL项目数量仅约为六个，2018年7月为100个，2019年9月达到200个，2021年1月达到400个，2022年1月超过600个，2023年4月达到800个，今年4月增加了第1000架作品，Doroni Aerospace H1-X双座个人eVTOL飞机。

从历史上看，研制一架新飞机需要7到9年的时间，而在电动飞机eVTOL领域国内外参与者都试图将其研制周期缩短，这也伴随着大量的资金投入，根据美国宇航局NASA的一份统计数据，电动飞机从概念设计到完成产品开发认证投入高达10亿美元，因此全球电动飞机参与商均经历了多轮且大量的融资，并且带动了包括欧美民航、美空军、欧美车企、碳纤维复合材料供应商等在内的众多行业领域的合作发展。

近年来我国在低空经济领域出台了若干政策，截至2024年初，全国已有二十多个省（自治区、直辖市）将低空经济有关内容写入地方2024 年《政府工作报告》，而根据一项统计显示，截至2023年，亚太地区共有17家电动飞机eVTOL原始设备制造商（OEM），其中中国多达10家。

出于安全性、能源效率等多方面因素考虑，电动飞机eVTOL迫切需要轻量化和新颖的设计理念，例如碳纤维单体机身等。碳纤维复合材料在电动飞机eVTOL中的代表性应用包括：

• 1）主结构：包括机身、机翼、旋翼外壳、起落架，以及各种控制结构如襟翼、方向舵、升降舵和副翼等

• 2）推进系统：包括旋翼叶片、螺旋桨和短舱

• 3）内部结构：包括墙隔板、座椅靠背、储物箱、地板以及门和天花板盖

• 4）面板、盖板和通信应用：包括检修门、货箱、天线和天线盖板

• 5）动力系统：电池架和电池盒

有关碳纤维复合材料在电动飞机领域应用的特性需求、碳纤维材料特性以及代表性应用等更多知识可以延伸阅读本号前期文章《碳纤维下一增长点：全面解密先进复合材料在电动飞机各级系统中典型应用》（阅读原文）。

根据统计显示，目前国外电动飞机的结构材料中均大量使用了碳纤维复合材料，而且以日本东丽、美国Hexcel和比利时Solvay公司已定型的航空级碳纤维复合材料产品为主，由于这些材料已经通过了航空材料认证，因此可以避免电动飞机应用中对材料的再度长周期材料认定。

目前电动飞机中使用的碳纤维复合材料仍然以碳纤维热固性复合材料为主，有些公司产品如Joby电动飞机使用了成本较高的传统高压釜工艺，但是随着后续电动飞机生产率提高以及预计2040年后大规模生产时，将会大量使用碳纤维热塑性复合材料。