经综合分析和比较，电动飞机是实现绿色航空的关键技术途径。
②易于传输控制，安全飞行
经综合分析和比较，电动飞机是实现安全飞行的产业化变革途径。
③新能源通航手段，降低运营成本
经综合分析和比较，电动飞机是实现低成本运营的重要抓手。
二、电动飞机的发展现状
1.国外电动飞机发展现状
英国商业-能源与工业战略部、航空航天技术研究所于2020年7月设立了4亿英镑的专项基金推动绿色航空发展。2008年至今，欧盟提出了“洁净天空”“地平线2020”系列联合技术创新计划，开展了包括混合电推进架构、先进发电技术、电力电子技术等在内的大量电动飞机关键技术攻关。2019年7月，日本宇航航空研究院（JAXA）与法国航空航天研究院（ONERA）、德国航空航天研究中心（DLR）在巴黎航展上签订为期4年的联合研发协议，合作内容包括新一代直升机旋翼优化、气弹、超声速飞机和电推进技术。
2.国内电动飞机发展现状
我国在电动飞机领域也开展了电动飞机产品研发工作。在小型载人电动飞机领域，辽宁通用航空研究院于2011年开始开展系列电动飞机研制工作，其中RX1E双座电动飞机、RX1E-A增程型双座电动飞机已经取得适航证并进入市场。香港昊翔电能运动科技有限公司在2017年成功研制昊翔E430双座电动通用飞机。由中国商飞公司联合国家电投集团氢能科技发展有限公司等单位共同发起研制“灵雀H”氢燃料电混合动力飞机，该验证机于2019年1月开始进行试验飞行。中国航空研究院在2018年与荷兰宇航院就民用航空科技领域的交流与合作达成协议。
国内外主要电动飞机产品如表1和图1所示。
表1国内外主要电动飞机产品
图3国内外主要电动飞机产品
三、电动飞机产业化的必要性分析
1.电动飞机是发展绿色低碳航空的关键途径及必然选择
2.电动飞机是实现航空低成本运营的重要抓手
技术方面，电动飞机采用电推进系统，传动结构简单，能源利用率高，便于维修保养，能够有效降低能源与维护成本。商业运营方面，通用电动飞机结构简单，便于快速投入商业运营，从而有效提升平台维护性、降低运维成本。
3.电动飞机是实现安全飞行的产业化变革途径
与传统飞机相比，电动飞机采用电动机驱动，其不需要减速齿轮，降低了传动时的故障发生率。同时电动飞机几乎没有传统飞机上的管道和压力部件，这使得其更加轻便。此外，电动飞机采用电能作为动力，易于传输和控制。这些都提高了飞行的安全性。
4.电动飞机是城市空运未来交通新范式的助推器
四、电动飞机产业化的技术可行性分析
图4电动飞机核心支撑技术架构
电动飞机技术主要有4项核心技术，其中电动飞机总体设计技术在整体层面上管控能源系统技术，电推进技术，能量综合管理技术，而后者3个技术又是总体设计技术的有力支撑。
1.电动飞机总体设计技术
总体设计技术是建立电动飞机的框架以及对各个模块进行整合的一项技术。电动飞机的设计结构与传统飞机具有很大的不同，比传统动力形式具有更高的尺度无关性，使得电动飞机总体设计可突破传统架构的限制，具有广阔的设计空间。总体设计技术主要包括：“气动-结构-推进”一体化设计和气动布局创新设计技术。
“气动-结构-推进”一体化设计对飞机的各部件的几何、气动力、重量参数等各种参数进行迭代优化设计和综合权衡分析。气动布局创新设计技术则是在常规布局基础上，重点开展翼身、桁架支撑翼、分布式推进等新型气动布局技术研究。
图5电动飞机总体设计技术发展路线图
2.能源系统技术
纯电力能源系统仅由电池为飞机动力和机载系统提供能量，例如锂电、燃料电池和超级电容等新型能源等。但是传统飞机燃油的能量密度大约为12700kW·h/kg，而目前电池能量密度最大能够达到500W·h/kg，两者相差很大，因此长寿命、高能量密度、高功率密度电池技术是未来电动飞机亟待解决的关键技术。
目前采用纯电力能源系统直接驱动大型飞机还有相当的困难。由此提出了一项过渡方案，即混合电力能源系统。混合电力系统由燃油和电池共同为飞机动力和机载系统提供能量，这是目前可行性更高的方案。
图6混合动力推进系统框图
3.高效高功重比电推进技术
电推进技术是利用能源系统所提供的能源，通过高功率密度电动机带动，为飞机提供飞行推力。电推进技术是电动飞机的核心技术，决定了电动飞机的动力、效率等关键性能指标。主要包括永磁同步电机，超导电机，电机驱动控制器和低噪高效螺旋桨技术。
图7高效高功重比电推进技术发展路线图
永磁同步电机，超导电机分布在飞机的关键部位，有效地实现能量转换，为飞机提供持续的动力。电机驱动控制器则是保证永磁同步电机和超导电机高效可靠运行的必要设备。低噪高效螺旋桨可在同等输出功率下提高飞机气动性能、降低噪声，是电动飞机领域实现碳减排的有效举措。
4.能量综合管理技术
以电能作为一次能源的电动飞机，对电网容量，电网负载特性，配电系统的性能提出了更高的要求；同时对各种用电设备的安全管理也成为一项重要的指标。由此提出的能量综合管理技术主要包括：飞机电网框架，电力电子技术，热管理技术和能量智能管理技术。
飞机电网框架是通过建模仿真，模拟等方案设计出满足电动飞机系统要求的电网。电力电子技术通过电能传递、变换、控制，使得电力电子器件的功率密度、效率等指标达到足够的安全性。热管理技术用于保障飞机的各部件和系统。能量智能管理技术则是从整体层面有效提高能量利用效率，保障飞机的稳定性。
图8能量综合管理技术发展路线图
五、电动飞机产业化发展的瓶颈和挑战
1.电池技术及能源供应
传统飞机燃油的能量密度大约为12700kW·h/kg，而目前电池能量密度最大能够达到500W·h/kg，现阶段以纯电力能源进行供能是一个难以实现的愿望，因此提出了从传统的发动机驱动到电力驱动中的一个过渡方案，即混合电力能源系统。但毕竟这是一种过渡的方案，能否突破高能量密度电池技术仍然是一个关键性的问题。
目前有一些正在尝试的方案包括新型高密度锂电池，燃料电池技术。德国的一个团队已经展示了一种新的锂金属电池，其密度远远超过了重要的500Wh/kg的基准并且能在数百次循环中保持性能。金属锂被一些电池研究人员誉为“梦想材料”，很可能帮助我们突破能量存储的关键瓶颈，但稳定性问题迄今一直困扰着这项技术。燃料电池是利用物质的氧化还原反应所产生的电荷的移动而进行发电。燃料电池只要不断提供活性物质的燃料和氧化剂就能继续发电，不需要提供热能，而是依靠电化学反应直接发电。具有效率高，不排出有害气体物质的优点。燃料电池由于其能量密度大，正广泛应用于电动汽车、电动和混动飞机的研发中，是一个新型的朝阳产业。
2.产业结构及政策方面的不足
在政策方面，科技部、交通运输部也联合制订了《“十三五”交通领域科技创新专项规划》，指出“十三五”期间交通领域科技创新的发展重点包括：研究新能源电动飞机电推进系统技术，通用飞机轻质、高效整体化结构设计与制造技术，研制新能源电动飞机和先进通航轻型飞机，提升高效绿色轻型多用途通用飞机型号研发水平，发展我国通用航空战略新兴产业。
六、结语和展望
放眼未来的出行方式，空中交通网势必会和地面交通网相互依存、相互交融，在城市的苍穹之下构筑起全方位、多层次、立体化的交通系统。以电动飞机为代表的空中交通工具，将凭借自身的便捷性与速度优势，在公共出行、智慧医疗、救援抢险等场景大有可为。