电动垂直起降（electric vertical takeoff and landing,eVTOL）飞机并不是复合材料在移动行业应用的第一个机会。复合材料在航空航天、汽车和船舶等市场的成功已不是什么秘密。但是，eVTOL行业之于复合材料行业而言就像黄金一样好的原因在于其渗透程度。
例如，波音787作为复合材料在飞机上应用的火炬手，其超过50%结构是由碳纤维复合材料制成的。对于汽车行业而言，这一数字要低得多，轻型车辆中复合材料占车辆重量的8-12%。然而，对于eVTOL而言，复合材料使用量可以高达70%。
由于大多数eVTOL将由电池供电，因此需要在很多领域中实现轻量化（如制造更轻的部件，并选择需要更少零部件的设计）。最重要的是，eVTOL还提出了严格的结构要求。因此，复合材料是eVTOL制造商的一个明显解决方案。
从机翼、机身等主要外部结构，到夹子和支架等小型次要部件，复合材料将在eVTOL每立方米结构中获得应用。
根据Stratview Research的数据，在任何eVTOL项目中使用的复合材料中，约有75-80%将用于结构部件和推进系统；其次是梁、座椅结构等内部应用，占12-14%；电池系统、航空电子设备和其他小型应用组合起来将占剩余的8-12%。eVTOL中90%以上的复合材料使用碳纤维进行增强，大约10%的复合材料将以保护膜的形式使用玻璃纤维增强材料。
半汽车化产量下的航空航天质量
任何复合材料零件的材料选择和制造工艺通常取决于性能要求、零件尺寸和复杂性以及生产量等因素。然而，对于eVTOL而言，选择材料还有一个额外的参数：易于认证。
原始设备制造商的首要任务是尽快获得飞机认证，他们正在通过挑选经过测试和验证的材料来实现这一目标，而不是专注于创新。迄今为止，由于热固性树脂一直是航空航天行业中使用最多的树脂类型，而且监管机构最熟悉热固性基体，因此超过90%的eVTOL原始设备制造商正在通过热固性丰富平台进行认证。
另一方面，热塑性树脂系统仅用于第一代eVTOL的较小部分。然而，随着产量增加到每年几千架飞机，向热塑性密集型结构的过渡是不可避免的，并且应用范围可以扩展到小部件以外。尽管如此，这一转变预计也将是渐进的，并且可能在2030年之前占eVTOL中复合材料使用总量的10%以下。
在那些成功登上头条的原始设备制造商中，美国Jaunt Air Mobility是唯一一家致力于热塑性塑料丰富模型的制造商，其愿景是制造99%可回收的飞机。另一家大量使用热塑性塑料的OEM公司是英国Vertical Aerospace，该公司使用的转子叶片、电池外壳、内部和支架等部件都是用热塑性预浸料制成的。
虽然热塑性塑料的适应会有点慢，但可以说，在先进空气机动（advanced air mobility，AAM）市场的材料供应方面，Hexcel、Toray、Solvay和Teijin等关键复合材料供应商已经走在了前面。尽管目前热固性材料在行业中占据主导地位，但所有上述供应商提供的城市空气流动性（urban air mobility，UAM）材料包括广泛的热塑性塑料，其应用范围从较小的次要部件（如转子叶片和支架）到主要结构（如机翼和机身）。
此外，由于eVTOL的生产量将是半汽车型的，其数量高于航空航天，但远低于汽车行业，即年生产量为6000-8000架以上，并且由于eVTOLs将提供市内旅行，因此它们对汽车市场的入侵将超过航空航天市场。正因为如此，eVTOL行业有来自汽车价值链的一些关键参与者的公平参与。Joby与丰田的合作关系以及Archer与Stellantis的合作关系就是两个这样的例子。
eVTOL的发展机遇
由于eVTOL原始设备制造商计划迅速扩大生产规模，因此对复合材料的需求将遵循类似的轨迹。根据Stratview Research最近的一份报告，eVTOL行业对复合材料的需求预计将在六年内增长约20倍，从2024年的110万英镑增至2030年的2590万英镑。
预计到2030年eVTOL行业对复合材料的市场需求将达到6.73亿美元，而2024年仅为3620万美元。东丽已经抓住了这一机会，因为它已经与美国Joby Aviation和德国Lilium合作，这两家领先的公司在认证竞赛中也领先于其他公司。美国Hexcel和Solvay也是首批进入者，分别与Archer Aviation和Vertical Aerospace签订了合同。
eVTOL行业不仅将为复合材料行业创造机会，还将为价值链上的其他几个参与者创造机会。以下列出了eVTOL行业的一些关键制造和供应伙伴关系。
eVTOL行业预计不会面临任何产能限制，至少在初期不会。利用现有技术和能力，可以有效地实现初始eVTOL计划年产量<1000架飞机。然而，随着生产规模的扩大和项目数量每年接近2000架飞机，如果没有自动化的集成，将很难满足产量要求。
一个决定性因素可能是原材料——特别是碳纤维——供应受限。AAM代表了一个新的、高增长、高容量的垂直市场，该市场依赖复合材料来满足基本和关键的车辆重量目标，再加上复合材料在商业航空航天和汽车项目中的现有和新应用，不难发现到在evtol商业化的最初几年，存在供应紧缩的可能性。
未来的发展有多明朗？eVTOL行业的机遇是巨大而真实的，但也正面临一些阻力：认证、制造带宽、试点供应短缺、AAM基础设施的可用性和客户接受度。尤其是最后一个挑战：客户接受度是一个重大挑战。乘坐eVTOL飞行时，个人感觉越安全、越舒适，采用eVTOL的速度就越快。
安全、经济、方便、城际和市内空中交通的前景并不遥远，对于那些希望逃离地面交通的旅行者来说，这可能是一个非常有吸引力的选择。也就是说，如果没有达到预期，市场的兴奋和预期就什么都没有了。对于AAM的股东来说，未来几年将是最关键的，因为他们离兑现自己的承诺有多近。未来几年，世界可能会见证一个新的移动时代，让我们希望eVTOL的价值将变得比兴奋更值得。（来源：碳纤维及其复合材料技术）
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