eVTOL的未来路径：从设计优化的视角

先进的城市空中交通，特别是电动垂直起降(eVTOL)飞机的快速发展，需要涉及未来城市空中交通生态系统的跨学科方法。运营成本效益、监管方面、可持续性和环境兼容性应直接纳入飞机概念设计中，并跨越操作和监管策略。在本工作中，我们应用了用于eVTOL飞机概念设计的新型多学科设计优化框架。该框架在通用任务上优化eVTOL飞机的常规设计元素，并整合了综合的运营成本模型，以直接捕获所设计系统通过利润建模对运营商的经济激励。我们引入了一种新型指标，跨交通方式 Figure of Merit(FoM)，用于以可持续性、成本和旅行时间等方面比较优化后的eVTOL系统与各种竞争道路、铁路和空中交通方式。我们在广泛的情景空间中研究了四种特定目标的eVTOL优化设计，将监管、技术和操作约束映射到潜在的城市空中交通利益相关者中心设计目标。对优化后利润最大化eVTOL、成本最小化eVTOL、可持续性最大化eVTOL以及综合FoM最大化eVTOL设计的分析突显了盈利性、操作灵活性和可持续性策略之间存在显著的权衡。这凸显了将多个操作上相关的学科纳入设计过程的重要性，同时也反映了运营商、监管机构和社会等不同利益相关者的多样化优先事项。