低空飞行器黑科技：结构功能一体化复合材料引领eVTOL规模化时代

从科幻概念到常态化试飞落地，电动垂直起降飞行器（eVTOL）的商业化进程持续提速。在这场低空经济产业竞速的背后，先进复合材料已然成为决定企业技术上限与商业化落地速度的核心关键。让低空飞行器从"能飞的铁盒子" 进化为 "会飞的智能体" 的核心黑科技，正是复合材料结构功能一体化技术。近期，国内外多家头部企业接连实现机型迭代、试飞突破、适航认证等新进展，核心突破点均围绕复合材料结构功能一体化展开，低空飞行器的 “复合材料时代” 已全面到来。

 

随着国内eVTOL飞行试点持续放开，民航局适航审定体系不断完善，低空飞行器的商业化竞争已从 “能否实现飞行” 进入到 “能否规模化运营” 的高质量发展阶段，而轻量化技术正是突破这一核心门槛的关键。

 

图1 出行方式对比图

 

01  行业最新动态

头部企业密集落地新成果，复材应用深度持续刷新

 

截至2026年5月，国内低空经济正式迈入规模化商业化试点的关键窗口期，eVTOL的技术竞速正全面聚焦于“性能落地”与“成本可控”两大核心赛道。支撑这场产业竞速胜负的底层核心技术，正是以碳纤维增强复合材料（CFRP）为核心的先进轻量化材料。近期，国内外头部eVTOL企业密集公布机型迭代、试飞突破、适航推进等核心成果，技术升级核心均聚焦复合材料的深度应用与工艺创新。与此同时，国产高性能复合材料接连取得重大技术突破，为低空出行产业的全面落地筑牢了底层技术根基。

 

国内市场

1、亿航智能：全球首款持证机型海外再突破，新机型复材应用升级

 

2026年5月1日，亿航智能EH216-S型eVTOL获墨西哥民用航空局飞行许可，并于次日完成墨西哥及整个拉丁美洲的首次载人飞行，成为该机型继国内商业化运营后的又一国际化里程碑。EH216-S不仅是全球首个获得中国民航局完整适航认证、实现“四证齐全”的无人驾驶载人eVTOL，更是全球首款实现结构功能一体化落地的 "智能体低空飞行器"。它采用全碳纤维复合材料机身，复材用量占比超 80%，同时集成了“承载式结构电池”、“全机光纤传感网络”、“蒙皮集成通信天线”三大核心技术，最大起飞重量620kg，空重仅360kg，可实现2座载人、30公里续航，机身复合材料占比超80%。2026年3月，EH216-S已在广州、合肥启动国内商业化运营，目前已在全国18个城市完成超10万架次安全飞行。其新一代长航程机型VT-30满载设计航程可达300公里，机身、机翼全面采用升级款高性能碳纤维一体化结构，目前已进入民航局适航审定关键阶段。

 

图2 亿航智能 EH216-S

 

2、小鹏汇天：“陆地航母” 实现批量下线试飞，复材一体化成型技术突破

 

2026年3月5日，小鹏汇天于广州黄埔全球首个低空飞行器量产工厂，完成5台“陆地航母”分体式低空飞行器同步下线，并于当日完成自动分离、升空、环线飞行及平稳降落的全流程载人飞行验证，标志着该产品正式进入量产前预生产阶段，计划2026年内启动规模化用户交付。“陆地航母”的机身主体结构、旋翼臂、桨叶均采用高性能碳纤维复合材料，通过一体化模压成型工艺，减少80%以上零部件数量，结构减重比例超50%，同时大幅提升机身抗冲击性能，可完美适配陆空两用全场景出行需求。目前，“陆地航母”已累计斩获超2000台意向订单；广州黄埔量产基地规划年产能1万台，并且已完成碳纤维复合材料自动化生产线的全面搭建。

图3 小鹏汇天：“陆地航母”

 

3、吉利沃飞长空：AE200冲刺适航取证，复材用量超 85%

 

截至2026年5月，吉利沃飞长空AE200六座级倾转动力eVTOL，已完成全倾转过渡飞行试验全部科目，在国内交通接驳类eVTOL适航审定中率先进入第四阶段，预计2026年内完成型号合格证（TC）取证。目前该机型已累计完成超2000架次试飞验证，斩获数百架意向订单。AE200机身主体、机翼、倾转旋翼结构均采用高强度碳纤维复合材料，整机复合材料用量占比超85%，较传统金属结构减重40%以上。2025年9月下线的AE200-100首架适航验证机进一步优化了碳纤维铺层设计与一体化成型工艺，大幅提升机身抗疲劳性能与循环使用寿命，可充分适配低空高频次商业化运营场景。截至目前，AE200已获得国内通航企业、出行平台超300架意向订单。

 

图4 沃飞长空 AE200

 

 

 

国际市场

Joby Aviation：通过 FAA 适航关键节点。

 

2026年3月，Joby Aviation首架符合FAA标准的S4机型正式启动飞行测试，顺利通过FAA型号适航审定第四阶段，成为美国首个进入适航最终冲刺阶段的eVTOL机型，预计2026年底启动商业载客运营。Joby S4机型的机身、机翼、旋翼结构碳纤维复合材料用量占比超90%，通过全碳纤维一体化结构设计，将整机空重控制在1700kg以内，实现超240公里的续航里程。按照规划，Joby将于2026年底完成FAA完整适航认证，同步落地美国加州、纽约州商业载客运营，目前已与美国国防部、达美航空达成长期合作，订单总量超2000架。其俄亥俄州代顿量产工厂已完成碳纤维复合材料生产线搭建，规划年产能500架，2026年二季度已启动小批量量产。

 

图5 Joby Aviation S4 机型

 

02 前沿技术攻坚

结构功能一体化

 

复合材料结构功能一体化技术破解了eVTOL规模化运营的核心痛点。该技术打破了传统航空装备“结构承载+功能系统分立”的固有设计逻辑，将结构承载、能源存储、健康监测、通信导航、热管理、安全防护等多元功能深度集成于复合材料结构本体，实现“结构即功能、一体成型、减重增效、降本提效、提升可靠性”的核心优势，是当前全球eVTOL产业技术攻坚的战略制高点。目前三大核心技术方向均已在国内外头部机型实现工程化落地应用。

 

一、结构电池：消除 eVTOL “能量死重” 的颠覆性技术

电池系统是eVTOL最大的重量来源，传统独立电池包的外壳、支架、固定结构等不产生能量的重量，占电池包总重的20%-30%，是制约eVTOL续航与载荷能力的核心瓶颈。结构电池技术的核心创新，是让eVTOL的机身蒙皮、机翼、梁框等承力结构直接充当储能单元，剔除冗余结构重量，真正实现“结构即能源”。

 

行业基于集成度与工程成熟度，将结构电池划分为四个等级：

Level 1 (当前主流)： 承载式电池包。电池壳体直接作为机身承力结构的一部分。

Level 2 (进阶方案)： 夹层式集成。利用超薄薄膜电池作为复合材料铺层的一部分。

Level 3 (前沿方向)： 本征结构电池。从微观层面让改性碳纤维兼作电池电极，复材层压板本身即储能单元。

Level 4 (终极愿景)： 分子级集成。实现力学与电化学性能在分子维度的完全统一。

 

目前，该项技术已在全球头部机型实现实质性工程突破：亿航EH216-S采用电池包-机身地板一体化结构，取消120余个紧固零部件，电池系统重量降低18%，整机空重降低12%，同等电池容量下续航提升10%。该设计已顺利通过CAAC适航坠撞测试，是全球首个通过官方适航认证的承载式结构电池方案。

 

图6 电池底盘一体式设计

 

二、自感知机身：嵌入式结构健康监测，重构 eVTOL 运营与适航体系

 

城市低空载人运营场景下，eVTOL需面对高频次起降、复杂低空工况，对机身结构安全提出了航空级严苛要求。传统航空“定期定检、拆机无损检测”的维护模式，不仅成本高昂、效率低下，更无法适配eVTOL规模化、常态化的商业运营需求。因此，嵌入式结构健康监测（SHM）自感知机身技术已成为当下eVTOL适航取证的核心加分项，更是商业化运营的核心支撑。

 

这项技术的核心是在复合材料铺层成型过程中，将光纤布拉格光栅（FBG）、压电传感网络预埋至eVTOL机身、机翼、旋翼等关键承力结构中，为机身搭建“人工神经系统”，实现全生命周期、实时、全域的结构健康监测，让机身具备“自感知、自预警、自诊断”能力，彻底重构eVTOL的维护模式与适航审定逻辑。

 

以亿航EH216-S为例，全机预埋64个FBG光纤传感器，实现基于设备状态的维护模式（CBM），替代传统定期拆机检修模式，设备维护成本降低40%，整体运营效率提升50%以上。该系统积累的全生命周期结构安全数据，是其成为全球首款获无人驾驶eVTOL适航证机型的核心技术支撑。小鹏汇天、吉利沃飞长空等国内企业，也已在验证机型上完成全机传感网络装机试飞，可实现结构损伤的提前预警与主动安全防控。

 

该项技术的核心价值，不仅在于提升飞行安全，更推动eVTOL运营模式从“定期停场检修”向“实时监测、按需维护”转型升级，可将设备日均运营时长从4小时提升至10小时以上，实现运营效率翻倍，是eVTOL从试点体验走向常态化城市低空交通运营的核心前提。

 

图7 光纤传感器网络埋入碳纤维复合材料飞机蒙皮

 

三、信号感知集成：机身由结构外壳升级为智能信号载体

 

传统eVTOL的通信天线为独立外置设计，不仅会增加气动阻力、提升机身自重，而且还难以适配城市低空复杂的楼宇遮挡环境，存在通信不稳定、信号盲区多等问题。信号集成技术的核心优势，是将通信功能深度集成至复合材料蒙皮铺层结构中，让机身蒙皮从单一的承载外壳，升级为具备全域信号收发能力的多功能智能载体。

 

利用保形天线-结构一体化技术，可以将通信、导航、雷达天线的辐射单元、馈电网络直接嵌入复合材料蒙皮，使蒙皮本身成为天线，与机身外形完全贴合共形，无任何外置凸起，彻底消除寄生气动阻力。同时依托机身大面积结构优势，大幅提升天线增益与全向信号覆盖能力，有效解决城市高楼峡谷场景的通信盲区难题。其中，亿航EH216-S通过机身蒙皮集成通信设计，消除了外置天线带来的气动阻力，显著提升城市峡谷环境下的通信距离与可靠性，完全满足无人驾驶飞行的适航通信要求。

 

图8 智能蒙皮阵列及其辐射单元

 

03 行业展望

随着低空经济被明确为国家新兴支柱产业，空域试点持续放开、适航审定体系日趋完善，复合材料已从eVTOL产业的“配套选项”，升级为贯穿研发、生产、运营全产业链的核心竞争力。未来，伴随国产高性能复合材料技术持续迭代突破、量产工艺不断成熟、生产成本稳步下行，eVTOL的整机制造成本与后期运营成本将持续降低，彻底摆脱“高端小众玩具”的标签，成为大众可及的普惠出行工具，全面激活城市低空通勤、城际低空交通、低空文旅体验、应急救援等万亿级新兴市场。属于大众的低空出行时代，正由高性能复合材料技术加速开启。