今天的飞行器，在交通行业中的比重，还远不如汽车。
原因之一是不够灵活方便。车可以下楼就开走，但飞机总是要先花几十分钟甚至一个小时去机场，然后还要再花一个小时搞定无聊的值机、安检和登机。
另一个原因是费用较高。飞机往往要爬升到几千米甚至上万米的高空进行工作。一升一降，消耗太多能源。风阻也比流线型的汽车、高铁要更高。
我们不难提出这样一个畅想：如果存在一种飞机，价格上能像汽车一样普及，灵活性上也像汽车一样说走就走，想飞去哪里就去哪里，该有多好啊。
直升机是相对最靠近这一概念的飞机类型，它可以不依赖跑道做垂直起降。因此，工程师首先尝试的就是基于直升机做改良。
2010年，西科斯基飞机公司为研究目的建造了世界上“第一架全电动直升机”西科斯基萤火虫，它是一架经过改装的西科斯基S-300C直升机，其发动机被一个电动机和两个锂离子电池组取代。直升机只能容纳飞行员，不能容纳乘客，最高时速为150公里/小时，可以运行12到15分钟。
西科斯基S-300C的改装
在Eurosatory 2018欧洲军备展上，以色列无人机制造商Steadicopter展出了一款Black Eagle 50垂直起降固定翼无人机，它的长度为254厘米，主旋翼直径为216厘米，最大起飞重量为35公斤，可负重3 公斤，并拥有4小时的续航。它配备各种感测器和摄像仪，并允许顾客根据不同需要进行选装。
Black Eagle 50无人电动直升机
去尝试载人电动直升机的公司并不多，原因很简单，电动化解决不了直升机要面对的两大弊端。
直升机的首要弊端，就是低安全性——只要主桨失效，那基本上很难有挽回的空间，所以直升机飞行员被称为最危险的职业之一。据国际直升机安全队(International Helicopter Safety Team )统计，美国民用直升机事故率是每10万飞行小时3.45次飞行事故，事故率远高于民航客机。也就是说，假设有人买一架私人直升机做交通工具，每年飞机使用200小时，那么连续使用12.5年，就有10%的概率失事。
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无论电动的还是内燃机驱动的直升机，主桨依然只有一个，安全性的问题无法根本性改善。
直升机的第二大弊端是桨叶带来的噪音，无论机舱内外分贝高达110db，不带降噪耳机完全无法正常对话。我在芬兰乘坐过一次直升机，飞机起飞时，方圆百十平米内，别说对话了，就是坚持站在附近都有点困难，空气剧烈的振动都会让我有些瑟瑟发抖。
更糟糕的是，电动化不能解决传统直升机的安全和噪音问题，反而带来了新问题——重量和续航。电动车的续航，这些年让全球无数人，尤其是中国老百姓操碎了心，对于电动飞机来说，来自动力电池的挑战会比电动车还要大很多。
所以，光电动化肯定走不通，飞机结构一定要有根本性的创新。
具体该怎么做，行业里已经有多种技术路线在尝试当中。
有一派比较激进的做法直奔飞行汽车而去，如小鹏汇天。
另一派则通过多旋翼的方式改良飞行器，具体有不同的多旋翼设计方式，如亿航、Volocopter、峰飞等。
1.飞行汽车：汽车有了翅膀
地上能跑、空中能飞的神器让人向往，但实际上短期实现的可能性，很低。
飞行汽车首要面对的问题，是这样的产品需要满足两套取向不同、但都非常苛刻的法规。
汽车已经是地球上法规最严格、工程难度最高的产品之一，需要满足无数个车规级的行业法规。
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在空中飞的飞行器，则需要满足航空行业的苛刻标准。而这套标准和汽车标准是两回事，取向并不一致，这会造成产品设计极为难以兼顾。
比如汽车需要考虑碰撞安全，所以身板要足够坚硬厚实，太轻太小巧的话就很难达标。但飞机在空中不需要担心碰撞，需要担心太重了飞不起来或飞不远，如何瘦身才是关键。
小鹏汇天飞行汽车在2021年发布会展示的产品概念
回到小鹏汇天飞行汽车，这个概念飞机采用双螺旋桨，理论上安全性比单桨更危险。因为AB两个中任何一个出问题都是致命的，这比单独A出问题的概率约等于翻倍。
我推测小鹏汇天展示的这个概念主要是吸引眼球，做宣传大杀器。真实的方案他们不一定愿意现在公布。靠这个概念方案能拿到5亿顶级风投的融资，不现实。不管小鹏汇天的设计师有多疯狂，拿着真金白银投资的人，不会和钱过不去。
2.多旋翼飞行器：放大版大疆
亿航
Volocopter
大疆已经充分证明了多旋翼的技术路线是可以把飞行器送上天的。这个设计思路可靠简单，多个旋翼具有较大的安全冗余，飞控技术成熟，任何一个旋翼出了故障，整个飞机不至于立刻失控坠毁。
而亿航和Volocopter，是对大疆之类的多旋翼飞行器，加上了火星忍者中的“倍化之术”。
缺点也有。在飞行全程，包括上升、平飞、下降阶段，升力始终依靠旋翼提供，电池和电机始终处于较高的工作负荷。这样会导致能耗高、续航低、动力系统散热压力大。
用于娱乐和拍摄的大疆无人机，可以接受这样的缺点。玩大疆的朋友，常常备着四五块电池，每飞20分钟左右，就需要更换。飞手可以忍耐这件事的唯一原因是因为他自己还站在地面上。如果是用于载货/载人的UAM，对于这一缺点的忍受度就低的多了。
3.倾转翼+固定翼：电动版鱼鹰
Archer Maker（V-22倾转旋翼机起飞动图）
V-22倾转旋翼机，绰号鱼鹰，于20世纪80年代由美国波音公司和贝尔直升机公司（Boeing Bell）联合开始研发，1989年3月19日首飞成功，经历长时间的测试、修改、验证工作后。2006年11月16日进入美国空军服役，2007年在美国海军陆战队服役，同年开赴阿富汗进行实战部署。
这种飞机的最大特点是，旋翼可以根据需要调整方向。起飞阶段，旋翼向下提供升力，到了平飞阶段，旋翼可以倾转，变成提供向前的推力，升力依靠固定机翼来解决。
因此，技术路线已经是现成的，需要转化成电动化即可。该设计方式的极速和巡航效率都会比较高。
但劣势就是可倾转机构是一个复杂的高级设计。任何机械设计越复杂，精确和可靠就越难保证。
另外一个劣势是浆叶的选择会陷入两难。为了提供更大的升力，桨叶需要大，就像直升机一样，接触面积越大，同等功率提供的升力就越大。但另一方面，平飞状态下的桨叶会带来空气阻力，桨叶越大阻力就越大，噪音也越大。这一类型的飞行器就像半直升机半固定翼飞机，桨叶的设计上需要做妥协。
4.复合翼+固定翼：电动“鱼鹰”变种
对电动“鱼鹰”做一些调整，就能产生这种新路线。在固定翼飞机上加装几个垂直方向的螺旋桨提供垂直升力，等到爬升到一定高度，提供升力的桨叶停止工作，水平方向的桨叶开始工作，于是变成了平飞模式，依靠固定翼提供升力。
这种设计的优势就拥有类似“鱼鹰”的能力，但设计结构更简单，没有复杂的可倾转运动机构，制造成本更低。而且由于提供升力和推力的桨叶都是专门的，所以在直径尺寸上可以分别优化，达到各自的最优解。这样巡航效率会更高。
缺点是需要协调数量较多的电机一起工作，飞控软件较为复杂。同时提供升力的旋翼在平飞时是死重，会拖累效率。而平飞状态下提供向前动力的推进电机数量比较少（如上图展示的设计，只有2个），所以平飞的极限速度、巡航能耗肯定不如“鱼鹰”。比如Joby的极速是300多公里每小时，采用复合翼设计的峰飞V1500M只有200公里每小时。
可以做一个简单的概括，选择“鱼鹰”就是选择了较高的续航速度，代价是复杂的机械结构、相应的可靠性、高成本难题。选择“复合翼”就是选择了简单的结构、更好的可靠性、更好的巡航能耗，牺牲一定的飞行速度。
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