FAA与eVTOL适航认证的前世今生

2024年10月,美国联邦航空管理局(FAA)发布了动力升力飞机(eVTOL所在的新类别)运行的最终规则。该规则概述了飞行员和飞行的认证要求以及操作规则,这标志着eVTOL迈向商业化运营前进了一大步,成为业内瞩目的热点事件。在此,航空产业网团队对FAA关于eVTOL适航认证的历史、新规的意义与对全球的影响做了分析。

FAA关于eVTOL相关政策与法规分为两大部分,第一部分是,确保安全的适航认证体系,包含人员运营商航空器等三大部分,第二部分是支持运营的相关文件,重点是如何将先进空中交通(AAM)整合进民用航空空域体系,包含实施计划基础设施建设运营蓝图社会参与等四部分。

FAA对eVTOL适航认证的相关历史

FAA对eVTOL适航认证的相关发展经历了数年动态演变,可以分为四大阶段,以下是其主要发展历程及关键内容:

初步探索与政策预备(2010年代初-2018)

在2010年代初,eVTOL技术概念逐渐兴起,美国FAA逐步开始关注此类新型航空器的发展。2017年,FAA与一些初创eVTOL企业以及NASA等机构合作,研究小型无人机系统以及低空空域的管理模式,为未来更复杂的eVTOL航空器运营打下基础。

首个政策框架(2018-2020)

2018年,FAA提出以Part 21.17(b)特别条件作为eVTOL的适航认证途径。此特别条件原本用于特种航空器的认证,为eVTOL的适航认证建立了一个框架。由于eVTOL同时具备飞机和直升机特性,这一特别条件允许根据具体的安全和技术需求来制定特殊的适航标准。

2020年,FAA明确eVTOL将采用Part 23轻型飞机标准进行适航认证,但将基于eVTOL的特点增添补充条款或进行修改。这一框架意味着,eVTOL的认证路径与传统飞机和直升机有所不同,结合了轻型飞机和直升机的适航标准,同时增加了特定的电动系统与自动化运行要求。

政策的细化与公众参与(2021-2023)

随着eVTOL技术发展进入商业应用阶段,FAA在2021年加强了适航政策的细化,正式提出Part 23+特别条件的框架。2022年,FAA通过了一系列的政策调整,将eVTOL认证的关注重点转向“航空器结构”、“电动推进系统”、“飞行控制系统”和“自动化技术”等领域,以确保eVTOL的安全性、可靠性与适用性。FAA还开始公开征求公众和相关企业的意见,以确保eVTOL的适航标准能够与技术发展和安全要求相适应。

适航试验验证阶段(2023年至今)
进入2023年,FAA正式对若干eVTOL项目(如Joby、Archer等)的适航进行试验验证。这一阶段主要是针对eVTOL的实际飞行能力、电动推进系统的冗余性、飞行控制和安全系统进行评估。

2023年FAA发布的空域蓝图 

FAA强调,由于eVTOL在城市空中交通和短途运输中的潜在应用,需特别关注其噪音、空域管理和城市运行的特殊要求。

FAA计划在未来数年继续完善eVTOL的适航和运营标准,逐步制定相应的城市低空空域管理和城市空中交通支持政策。FAA还与其他监管机构(如欧洲航空安全局EASA)保持合作,以统一适航标准,推动全球eVTOL的安全发展。关键挑战主要有:适航标准的融合,eVTOL结合了飞机和直升机特性,但技术上又独具特点,因此适航标准需灵活调整。电动推进系统的可靠性与安全性FAA对电动系统的认证要求严格,包括冗余设计和电池安全。飞行控制系统的自动化高度自动化是eVTOL的一大特性,但也带来了额外的认证要求,确保飞行中安全控制。

FAA在2024年6月发布的针对eVTOL适航规定草案的AC

FAA对eVTOL的适航认证历程显示出对新兴航空技术的适应和支持,预计未来将继续完善适航标准与空域管理政策,以促进eVTOL在城市和区域内的安全运营。这些政策演进和适航规范将为eVTOL的广泛商业应用提供强有力的监管支持。

FAA官方视频里面的一句话,代表了其对eVTOL的态度:“安全是我们的首要任务,同时我们最大限度地拥抱创新”。

 

10月发布新规的内容与意义
FAA在2024年10月发布了针对动力升力航空器的最终规则,这一规则对eVTOL等先进机型运营带来了关键影响。这项规则明确了飞行员与飞行员教练的认证要求,并确立了eVTOL的操作规范,使其合法进入美国国家空域系统,标志着eVTOL行业在商业化道路上迈出了一大步。

“动力升力航空器是一个新的概念,涵盖eVTOL,这个与以往的对eVTOL适航规定的思路一脉相承。

主要内容:飞行员和飞行教员的认证要求

新规则规定了飞行员与飞行教员必须符合的认证标准,确保他们具备操作eVTOL的必要知识与技能。此举旨在提升飞行员的专业性与安全性,使其能够安全应对eVTOL独特的飞行特性。

eVTOL飞行员的培训和考核标准基于传统固定翼飞机和旋翼机的操作要求,并结合了电动推进、垂直起降和高度自动化的技术特点。此类培训标准能够帮助飞行员更好地适应eVTOL在不同飞行模式间的切换,包括直升机模式的起降和飞机模式的巡航飞行

此次规则建立了以性能为基础的运营规范,即根据eVTOL的具体飞行特性进行相应操作规则的制定。例如,这些规范不仅包括起降、巡航等常规操作标准,还涵盖了eVTOL的电动系统、安全冗余系统以及其他关键性飞行控制的安全要求。对于运营商而言,此类规则为他们的eVTOL商业飞行提供了明确的合规路径,有助于规范运营模式并降低监管不确定性。例如,2023年7月,FAA就将“动力升力”飞行器纳入了《航空承运人定义》之中,使得这些运营商可以合法从事商业飞行。

长远发展:推动先进空中交通体系的整合

FAA发布的“创新28”(Innovate28)项目,旨在确保2028年前将先进空中交通体系逐步整合到美国国家空域中。该项目包括基础设施建设、空域管理、飞行安全标准、应急措施等多方面,为eVTOL和类似的先进空中交通航空器平台提供未来运营的支持。

通过明确的认证和运营框架,FAA不仅规范了eVTOL的运营,同时也为未来空中出租车等场景提供了坚实的政策保障,有望推动eVTOL在城市空中交通、紧急救援、货物运输等领域的普及

对eVTOL行业的影响

新规出台为投资者提供了更大的确定性,减小了商业方面的政策法规类风险,使eVTOL企业更容易获得资金支持和合作机会。这一规范化的路径吸引了大批企业和人才的加入,进一步推动了技术创新。

对于公众和监管机构来说,FAA的标准化操作规则增强了eVTOL的安全性和可靠性,有助于提升社会对eVTOL运营的接受度和信任度。FAA的动力升力最终规则加速了新兴航空器在航空系统中的整合,为其广泛的商业应用铺平了道路。这一规则的实施将进一步推动eVTOL行业的发展,使其能够更安全、更规范地在空域中运行。

FAA新适航规定对全球的影响
FAA推出的eVTOL相关适航认证规则对全球适航认证发展将产生重要影响。FAA推出的eVTOL适航认证规则将对全球产生深远影响,可能推动全球适航标准的协调、促进市场竞争与创新、推动政策和监管环境的改善。这将有助于建立一个更加安全、高效的eVTOL市场,为城市空中交通的未来发展奠定基础。

加速全球政策与法规制定

FAA的规则为eVTOL的适航认证提供了一个标准化的框架,可能促使EASA和其他国家的航空管理机构参考这一模式,从而促进全球适航标准的协调。这种一致性将使制造商更容易在多个市场中获得认证,从而降低成本和时间。

虽然在波音飞机的一系列质量问题上,FAA也难逃其咎。但FAA过去在民用飞机适航认证程序中的工作确实为全球民用航空业奠定了基础。通过制定严格的适航标准,FAA确保了航空器的高安全性、可靠性,为民用航空的快速增长创造了安全框架和信任基础。

FAA强调性能基础的安全标准以及对飞行员培训的严格要求。这可能促使其他国家在制定自身的适航标准时更加关注这些技术细节,例如:电动推进系统的可靠性和冗余性对飞行控制系统和自动化程度的严格规定 此外,FAA的经验和数据驱动的方法也可能影响其他国家的技术评估和验证流程。

推动产品研发与产业链拉动

FAA的规则也为eVTOL市场的成熟奠定了基础,吸引投资和研发的增加,将进一步推动eVTOL产业在全球范围内的应用与普及,并有望吸引更多的资本和资源进入该行业,形成更健康的产业生态。

这极大可能会在其他国家引发类似的市场竞争,促使他们加快适航认证进程,以吸引国内外企业和投资者。更快速的适航认证流程可以激励本地企业在技术创新方面进行更多投入,从而加速本国的eVTOL市场发展。

FAA新的适航标准还具有推动上下游产业发展的作用,包括技术开发、生产制造、维修和维护、基础设施建设等。通过确保安全标准的实施,这些规定帮助巩固了相关技术链和供应链的稳固性,有助于形成健康可持续的产业结构。

提升公众接受度、推动市场需求增长

民用航空适航认证制度在民用航空领域的成功实施带来了人们对飞行安全的高度信任。类似的,新的适航规则的发布有望提升eVTOL的市场需求,增强公众对eVTOL的信心。通过规范安全标准,使得eVTOL在城市交通、医疗救援、物流运输等场景中的商业化应用更具吸引力。