通航科普丨低空垂直起降场开发建设思考

电动垂直起降(eVTOL)飞行器能够为城市带来诸多好处，如加速交通连接、减少道路交通压力和降低环境影响。然而，只有在合适的地点开发建设垂直起降场，才能实现这些好处。

陆地、水上或现有建筑物是垂直起降场选址的三种选择，但无论选择哪一种，完美的场址是不存在的。主要原因是，开发垂直起降场并融入现有的城市环境，需要经过仔细考察，才能规避与城市位置等环境因素带来的相关的风险。

随着发展 eVTOL 商业飞行，确保在规划阶段正确识别需求变得更加重要。eVTOL 飞行器在电池和推进系统的开发和测试已投入大量资金，这些努力正在使飞行器接近或进入适航认证，因此基础设施规划建设更需要跟上发展的脚步。

通过收集货运无人机的相关资料了解到，货运无人机通常在农村地区进行，为偏远社区提供重要的连接。而客运服务往往在城市环境中进行，可能是在一个城市内，也可能是城市与城市之间，以提供电动垂直起降飞行服务作为综合运输解决方案的一部分，为旅客提供选择。因此，站点必须位于需求场所附，这些场所可能是机场、火车站、购物中心或医院。

融入现有城市环境的需求是垂直起降场开发商面临的最大挑战之一

在确定场址之前进行对场地进行评估是规划垂直起降场的第一步，评估场地的适宜性需要考虑许多因素：

法规和安全

同任何与飞行器相关的开发一样，首先要考虑的是法规，但垂直起降场所处的城市环境又增加了其复杂性。法规主要有两种类型：与空中运营相关的区域/全球法规，以及与城市规划和建筑规范相关的地方法规。运营法规、规则、标准和指南由 CAA（英国民航局）、美国联邦航空管理局 (FAA) 或欧盟航空安全局 (EASA) 等当局或机构执行。目前国内也已经出台相应起降场标准。地方当局制定城市规划和土地使用法规，包括建筑法规和防火规范。鉴于需要大量电力，还需遵守特定的防火和减灾规定。

了解乘客需求是垂直起降场规划的关键

安全是垂直起降场开发的关键，但在深化规划之前需要考虑一些因素。决定垂直起降场设计的因素包括乘客如何进入电动垂直起降飞行器，同时要与滑行的电动垂直起降飞行器、地面设备保持安全距离。这需要了解特定飞行器类型，甚至要了解其冷却和通风程序、充电和冷却插头的位置。虽然希望开发的起降场是通用的，不限定于某些特定的飞行器类型，但没有标准化的飞行器类型之间的差异可能会导致某些飞行器无法在该垂直起降场运行。

与传统机场一样，垂直起降场也必须从应急程序的角度来看待预选场址。关键问题包括：应急服务如何进入？是否有场地来容纳第一响应元素？另外，如果位于水边或水上，紧急通道如何与现场的浮桥或船只配合使用？

开发商不仅需要考虑国家规划法规，还需要考虑地方规划法规

空域因素

融入现有空域可能是垂直起降场面临的最大挑战之一。在大多数城市，空域已经设计成允许特定的目视飞行规则（VFR）运行，或者有专门的直升机运行走廊。融合到现有的空域设计中可能比创建新设计更容易、更快捷。

必须避开已经存在的特定禁飞区域，例如机场飞行航线、军队指定空域以及大使馆或高层建筑等敏感基础设施。从eVTOL飞行器的角度来看，必须考虑飞行器性能和空中机动性。其他空域用户，包括鸟类现有的迁徙、活动或进食飞行路径，也是需要了解和考虑的。

场址条件

天气条件变化等环境因素为规划阶段增加了其他考虑因素。主风向将决定起飞和着陆方向以及最终进近和起飞区（FATO）的方向。在分析风向时，有必要了风速变化、向下气流、向上气流以及邻近建筑物如何影响和汇集风以及由此产生的涡流。鉴于离地越高风速越大，建筑屋顶上的垂直起降场通常会比地面垂直起降场承受更大的风。城市环境还会产生无形的热区，影响飞行器的飞行性能。

每个垂直起降场的具体城市位置都会有自己的季节性天气变化，包括强降雨、雷暴、雪、冰、沙尘暴和气温变化，这些都必须与季节性变化一起考虑在内。

垂直起降场需要为乘客提供安全的登机通道

垂直起降场还必须融入城市环境，并与现有的和未来的基础设施配合使用，这会产生规划的约束条件。这些约束条件可能是不可移动的，例如建筑物、电线和树木，它们会给飞行造成障碍。

还应考虑未来土地利用的规划。考虑到电动垂直起降飞行器的电力需求，还应该评估周围基础设施的雷电吸引和导电性。

公共设施可能在规划阶段产生限制，这也是至关重要的。垂直起降场需要大量电力才能实现快速充电和飞行器快速周转。与电网的连接是一个高风险项目，因为连接和提供足够电力所需的设施费用可能比单独的垂直起降场基础设施费用还多，并且需要时间来规划和落实到位。如果没有足够的电力供应，可能需要考虑储能解决方案。供水和排水也至关重要。

做一个好邻居

有些邻近设施可能有利于垂直起降场的开发，但也有些是需要规避的。如果现有消防站拥有应对垂直起降场潜在火灾的设备和培训，那么与它临近可能是有益的，因为这可能意味着可以减少相关设备，从而节省空间和成本。位于附近的飞行器维修设施也可以节省本场的宝贵空间。

虽然一些邻居可能会帮助为垂直起降场提供服务，但垂直起降场也必须与其他现有邻居融为一体，这一点也很重要。垂直起降场的目标之一是为当地社区提供积极的社会效益，但飞行航线对社区产生的影响是一个关键考虑因素。一些国家正在考虑在公路/高速公路上方划设飞行航线，以尽量减少影响，但航线设计必须注意尽量减少对飞行员和汽车司机的视觉干扰。

按需设计

每个垂直起降场都必须具有商业可行性，它应包括初始资本支出和未来运营支出。早期的一个关键决策是场地成本，是购买、租赁还是特许经营。项目的商业可行性还应考虑收入模式，同时考虑航空和非航空收入。非航空收入通过非飞行客户创收，但可能会限制运营空间并牺牲部分航空收入。

开发商必须决定是否纳入非航空创收功能

了解乘客需求将成为商业模式的重要内容，并影响垂直起降场设施的规模和性质。高峰时段的需求和目标服务水平用于计算设施的规模，而站点的规模将决定容量限制。预期服务的类型（定期航班或动态航班）以及多模式融合的程度将是推动需求的因素，并将成为预测模型中的考虑因素。

还应考虑为站点预留未来的发展空间。最初的需求和运行量会较低，但随着更多飞行器投入运营，更多垂直起降场开放并成为网络的一部分，预计需求将会增加，站点就可能需要扩建。

系统和安全

所有垂直起降场的运营都基于数据和技术的连接，因此考虑所需的系统至关重要。需要考虑的问题包括提供所需的带宽、必要的基础设施（例如天线和发射器）以及数据安全。垂直起降场网络连接和地面到飞行器连接的基础设施也是场内或场外解决方案的一部分。

与传统机场一样，垂直起降场必须为乘客、工作人员、游客和当地社区提供一个安全的环境，因此有必要在陆侧和空侧之间建立安全边界和隔离措施。

大多数国家都会要求进行不同程度的乘客和行李检查，考虑到电动垂直起降飞行器将在城市中心上空运行，这就需要在垂直起降场内提供安检空间。

开发设计

垂直起降场的最终设计将受到垂直起降场的使用场景的影响，比如该设施是由多个运营商共用还是由单个运营商使用，以及场址类型——陆地、水上或高架。

由于垂直起降场位于城市中，其总用地面积将受到限制，因此设计必须在飞行区、航站楼和配套设施之间进行正确的分配，以支持运营类型和目标服务水平。运营类型，是客运、货运还是紧急救援服务，都会影响设计。在没有详细掌握预期的运营理念的情况下，不应仓促作出设计。

在规划和建设垂直起降场的过程中，确保风险得到有效控制是至关重要的，因此需先进行场址评估。这通常包括进行技术调查并创建危险信号报告。报告中将风险按照严重程度进行分级。特别是在城市地区寻找最佳垂直起降场位置时，为技术调查中考虑的每个要素创建热图是一种非常有效的方法。这种方法可以对各个因素进行同等加权或优先排序，通过热图的叠加，可以直观地识别出风险较低的区域，从而确定首选场址。接下来，对这些首选场址进行更详细的评估，以进一步确认其可行性。

如果某个场址的风险无法通过设计来减轻或解决，那么该场址就不适合建设垂直起降场。不能仅仅因为该地区需要垂直起降场，就忽视了风险的存在。只有在能够通过设计手段有效降低风险的情况下，才应考虑在该场址开发垂直起降场。

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