未來戰場必有一席之地：美國空軍為何關註eVTOL軍用化技術？

近年來，eVTOL（電動垂直起降飛行器）技術逐漸走進大眾視野，其獨特的飛行方式和低碳環保的特性，使得它不僅在城市空中交通（UAM）領域引發熱潮，也 在軍用市場上引起了各國軍隊的關註 。

△ 美國基於eVTOL（電動垂直起降飛行器）技術的發展時間軸，以及美國空軍（USAF）和NASA在這一領域的參與情況（圖源：蘭德 ）【圖片詳細解讀見文末附錄】

eVTOL飛行器的設計靈感來自於科幻電影中的未來交通工具，憑借其 無需跑道 、 低噪音 和 高靈活性 的特點，越來越被被視為一種具備戰略潛力的新型飛行器。

在這一背景下， 美國空軍啟動了「 敏捷優勢（ Agility Prime ） 」專案，嘗試將eVTOL技術納入其作戰和後勤體系 。這一舉措不僅旨在應對未來可能面臨的復雜戰場環境，也為美軍的後勤運輸和靈活部署帶來了全新選擇。

美軍的「敏捷優勢」專案與eVTOL的引入

為了探索eVTOL技術在軍事中的套用潛力，美國空軍在2020年 正式啟動了「 敏捷優勢 」專案 。該專案的目標是透過與多家eVTOL制造企業的合作，推動商用電動飛行技術的軍用化行程。

美軍希望透過這一專案，加速「 第三次航空革命 」的到來，為未來的空中機動系統奠定基礎。其核心技術領域涵蓋了電動與混合動力、自主飛行以及先進材料和制造工藝等。

2023年9月 ，美國eVTOL制造商Joby航空成功將第一架實驗性eVTOL飛機提前六個月交付給美國空軍。該飛機在愛德華茲空軍基地進行了首次部署，旨在展示其在基地內部和短距離運輸任務中的套用前景。

Joby航空表示，該機型具備「零排放」和「獨立於跑道」的特點，能夠顯著提高基地內部的交通效率，同時與NASA的合作也將進一步探索這種飛行器如何融入國家空域系統。

該機的交付，標誌著eVTOL技術的軍用化邁出了關鍵一步。該機型設計速度可達每小時320公裏，最大航程在280至370公裏之間，能夠在基地內部進行貨物運輸和人員輸送任務。

美國空軍研究實驗室表示，該機型未來將被用於驗證其在物資補給、短途空中運輸和戰術支援等方面的能力，並與NASA合作，共同研究eVTOL技術在全國空域系統中的套用模式。

Joby航空的成功交付，不僅展示了eVTOL技術的實際套用前景，也為未來的電動飛行器在軍事中的廣泛部署提供了重要參考。

透過與NASA和其他機構的合作，美軍希望借助eVTOL的試驗，為未來的新型飛行器發展積累數據和經驗，並探索這一技術在更廣泛的軍事和民用領域的潛力。

△ Joby航空的eVTOL（圖源：美國空軍 ）

總而言之，「敏捷優勢」專案的啟動，標誌著美軍在垂直起降飛行器領域的戰略布局發生了重大變化 。該專案不僅透過引入新型電動飛行器來增強空軍的機動能力，也為未來可能出現的分散式作戰提供了新的技術支持。

值得一提的是，針對eVTOL技術在軍事中的潛力，美國 知名智庫 蘭德公司 也在其最新報告中建議，美國空軍應更積極地將eVTOL飛行器納入其裝備體系。

蘭德公司認為，eVTOL技術可以有效提升美軍在基地內部運輸、短距離後勤支援和隱蔽作戰方面的能力。特別是在面臨未來高強度對抗環境的背景下， eVTOL飛行器憑借其靈活性和低噪音特性，可以減少敵方偵察和打擊的威脅，進一步提高作戰部隊的生存能力。

此外，蘭德公司還指出，電動垂直起降飛行器不僅能夠支持「綠色軍隊」發展目標，減少碳排放，同時其技術成熟度和成本相對較低，能夠透過與商用技術的融合，迅速實作大規模部署。

這一觀點與美軍正在推進的「綠色發展」和「敏捷作戰」戰略高度契合，顯示出eVTOL飛行器在未來軍事中的多重價值。

eVTOL的獨特軍事價值與展望

eVTOL飛行器雖然起初設計的主要用途是城市空中交通，但其技術特性也為軍事套用提供了不少潛力。低噪音、靈活性和環保特性，使其能夠在特定的軍事場景中發揮獨特作用。

eVTOL的低噪音特性為隱蔽性作戰提供了新的可能性。相比傳統的軍用直升機和傾轉旋翼機，eVTOL的電動系統執行時的噪音水平更低 ，這使得它在特種作戰或偵察任務中更難被敵方發現。

△ eVTOL噪音水平圖示（圖源：Joby航空 ）

此外，eVTOL的零排放特性契合了美軍的「綠色軍隊」發展目標，減少了對傳統燃料的依賴，有助於提高部隊在復雜或後勤受限環境中的作戰靈活性。

其次，eVTOL無需跑道的垂直起降能力使其成為分散基地和小型前沿基地的理想選擇。 隨著現代軍事沖突向分散化作戰模式轉變，美國空軍需要具備快速部署和靈活反應的能力，而eVTOL正是應對此類需求的理想工具。

蘭德公司的報告也指出，eVTOL飛行器可以在大型軍事基地內部代替地面車輛，用於安全部隊的運輸任務，從而提高基地的整體營運效率。

另外，此前有些朋友拿eVTOL和傳統傾轉旋翼機進行對比，筆者認為這樣的對比意義不大，畢竟eVTOL即便發展軍用型號，和這些正兒八經的大家夥， 也只是互補，而不會取代 。

相比於大型的軍用垂直起降飛行器（如CV-22「魚鷹」傾轉旋翼機和貝爾V-280「勇士」傾轉旋翼機），eVTOL當然有一些顯著的差距—— 載重能力和航程 是eVTOL最大的局限。

傳統的軍用傾轉旋翼機如CV-22「魚鷹」可以承載數噸的重量並飛行超過1000公裏，而大多數eVTOL飛行器的載重能力通常限制在500至1000公斤之間，航程大約在280至370公裏。

所以，從這方面來說，對於需要運輸重型裝備和進行遠距離部署的作戰任務來說，eVTOL無法取代更成熟的軍用直升機或傾轉旋翼機。

△ 在50海裏（nmi）距離內，不同飛行器在運輸乘客過程中每名乘客的單位運輸成本與總運輸人數之間的關系（圖源：蘭德公司 ）【圖片詳細說明見附錄】

此外，在抗幹擾和適應力方面，eVTOL還需要更多的技術改進。軍用飛行器通常需要在復雜的電磁幹擾和惡劣的氣候條件下執行，而eVTOL作為新興技術，在這方面的適應能力還有待驗證和提升。

相比之下，CV-22和V-280等軍用飛機在長期的使用中積累了豐富的實戰經驗，可靠性和抗幹擾能力得到了充分證明。

在未來的發展中， eVTOL軍用化的技術突破方向 主要集中在以下幾個方面：

1. 首先是電池技術的進步。隨著固態電池 和新型儲能材料 的研發推進，eVTOL的航程和載重能力有望逐步提高，從而滿足更高強度的軍事任務需求。

2. 其次是混合動力系統的引入。一些eVTOL公司正在探索將電動驅動與燃油驅動相結合的混合動力方案，這將使eVTOL在提高航程和載重的同時，保持較低的營運成本和靈活的部署能力。

3. 此外，材料科學 和自適應飛行控制系統 的發展，也有助於提高eVTOL的可靠性和適應力，使其能夠在更復雜的戰場環境中執行任務。

除了上述方面之外，eVTOL的軍事化套用仍 面臨一些挑戰 ，如自主飛行技術在戰場環境中的安全性問題、惡劣環境下的可靠性測試，以及與現有作戰體系的相容性等。這些挑戰需要在未來的研發和實驗中逐步克服。

小結：eVTOL的軍事化新機遇與大國競爭

總體而言，eVTOL技術的引入為美國空軍提供了一種低噪音、高靈活性且環保的新型作戰工具，特別適用於分散作戰、隱蔽行動和基地內運輸等任務 。

雖然目前eVTOL在載重和航程方面仍有限，但隨著電池技術、混合動力方案和材料科學的進步，其軍事潛力將進一步釋放。

△ 【國產】時的科技E20復合式eVTOL（圖源：時的科技 ）

「敏捷優勢」專案的設立，標誌著美軍在應對未來戰場挑戰時，正加速從傳統作戰向靈活、分散和環保作戰的轉型。這不僅是技術革新，更是對未來戰爭模式的前瞻性布局。

在 大國競爭 愈發激烈的背景下，eVTOL技術的套用將重新定義軍事競爭的焦點，成為新興技術博弈中的重要一環，不僅對現有戰術能實作良好的補充或者輔助，更是對於新型戰術的開發和部署有獨特價值，值得 大國 持續關註。

附錄

蘭德公司報告中的圖片1展示了美國基於eVTOL（電動垂直起降飛行器）技術的發展時間軸，以及美國空軍（USAF）和NASA在這一領域的參與情況。圖片主要涵蓋了從2009年到2023年間與eVTOL技術相關的關鍵事件。

圖片以年度為單位，分為不同階段，標註了自2009年起美國空軍和NASA在eVTOL技術的推進和參與過程中發生的重要事件。

1. 2009年 - 「Puffin」 eVTOL概念的開發

1. 由NASA的工程師開發了「Puffin」 eVTOL概念，奠定了美國在eVTOL技術研究上的基礎。

2. 2017年 - AFWERX成立

1. 2017年，AFWERX（美軍創新部門）成立，開始與eVTOL行業合作，表明軍方對eVTOL技術的興趣逐漸增加。

3. 2019年 - USAF公開對eVTOL表現出興趣

1. 2019年，AFSOC（美國空軍特種作戰司令部）建議將eVTOL用於分布式作戰。同年，AFWERX公開表達了對eVTOL技術的興趣，並釋出了相關的請求資訊（RFI）。

4. 2020年 - 進入AFWERX的ICO（創新資本）階段

1. AFWERX在2020年釋出了ICO（創新資本）檔，並與美國空軍研究實驗室（AFRL）合作。2020年下半年，AFWERX舉辦了一系列虛擬活動，並釋出了「敏捷優勢」（Agility Prime）專案的相關計劃。eVTOL行業如Joby和Beta公司，進入了ICO階段的第三階段。

5. 2021年 - eVTOL技術的進一步發展

1. 這一年標誌著eVTOL技術在美國空軍中的第一次實際套用試驗。Joby成為第一個獲得空軍適航認證的eVTOL公司，並且在年內，Lift公司也獲得了相同的認證。同時，Joby和Beta等公司啟動了空軍的eVTOL系統運輸計劃。

6. 2022年 - eVTOL技術的擴大使用

1. 2022年，Kitty Hawk成功完成了首個遠端飛行任務，並在同年舉行了新的競爭測試。美軍繼續擴大對eVTOL技術的套用，並在飛行訓練和操作方面投入了更多資源。

7. 2023年 - eVTOL的全面生產和認證

1. 到2023年，預計eVTOL技術將全面投入生產，美國空軍和FAA（聯邦航空管理局;）對eVTOL認證的審查方式也做出了調整。

這張時間軸圖表明，美國空軍與NASA積極推動eVTOL技術的發展，並透過多個專案、活動和實驗來加速其軍用和民用化行程 。圖片重點突出了「敏捷優勢」專案的設立與推進，以及多個eVTOL公司在適航認證和營運中所取得的裏程碑式進展。整個時間軸展示了從概念到實際套用的全方位發展過程。

蘭德報告也繪制了在50海裏（nmi）距離內，不同飛行器在運輸乘客過程中每名乘客的單位運輸成本與總運輸人數之間的關系曲線。具體來說，蘭德將不同類別的飛行器和車輛的乘客運輸成本進行了對比，並說明了當需要運輸不同數量的乘客時，各飛行器的相對經濟性。

圖表的橫軸和縱軸

圖例和曲線

圖表中包含了不同類別飛行器的曲線，圖例部份詳細標明了這些飛行器的類別和所需的飛行器數量（fleet size）。這些曲線展示了不同飛行器在運輸不同人數時的成本變化。主要包括：

主要發現和結論

1. 單位成本隨總乘客數量增加而降低 ：幾乎所有的飛行器在總乘客數量增加時，單位乘客運輸成本呈現下降趨勢。這表明在更高的運輸需求下，運輸工具的單位成本得到攤薄。

2. C-130J-30運輸機在大量乘客運輸中具有成本優勢 ：C-130J-30的曲線在總乘客數量較高的情況下保持最低的單位成本，表明其適合大規模的乘客運輸任務。

3. eVTOL在中等乘客數量的成本表現 ：eVTOL的曲線（紅色虛線）顯示，在乘客數量較低時，eVTOL的單位成本較高，但在中等乘客數量情況下，成本逐漸接近傳統直升機。這表明，eVTOL在某些中等運輸任務中可能是一個可行的選擇。

4. 直升機的運輸成本差異顯著 ：不同型號的直升機在不同運輸人數條件下表現差異顯著。例如，MD 500E 和 R66在低人數時的單位成本較高，但在乘客數量增加時其單位成本逐漸下降。

蘭德報告透過圖片透過對比展示了不同飛行器在相同運輸距離下（50海裏）對單位乘客運輸成本的影響。整體來看，C-130J-30適合大規模的低成本運輸，而 eVTOL在中等乘客數量情況下逐漸顯示出競爭力 。不同的運輸工具在各自的任務需求下有不同的成本效益表現，這對於選擇適合的飛行器進行特定運輸任務提供了依據。