GE 航空承诺向 Beta Technologies 投资 3 亿美元，加速先进空中移动的混合电动力
引言
航空业正站在十字路口。数十年来对喷气燃料的依赖正受到气候驱动监管、燃料成本飙升以及对更快、更安静、更灵活的城市交通日益增长的需求的挑战。在这种环境下，**先进空中移动（AAM）**已从小众概念跃升为 incumbents 与创业公司共同的主流战略重点。
2025 年 9 月 4 日，GE 航空宣布向 Beta Technologies 投资 3 亿美元，该公司是一家总部位于佛蒙特州伯灵顿的美国 eVTOL（电动垂直起降）制造商。此合作并非单纯的股权注入；它是一项联合开发并认证混合电动推进系统的努力，旨在将液体燃料的高能量密度与电动马达的效率和减排优势相结合。
本文将解析此交易的意义、混合电动飞机背后的技术、AAM 市场的竞争格局，以及此合作对可持续航空未来可能产生的影响。
交易概览：3 亿美元投资
财务范围
- **总投资额：**3 亿美元，分阶段分配，依据原型飞行测试、系统集成和认证等里程碑发放。
- **股权比例：**GE 航空将取得 Beta Technologies 的少数、非控制性股权，保持 Beta 的运营独立性。
- **联合研发基金：**另有 8 千万美元用于联合实验室、数字孪生及供应链工具。
战略目标
- 为 Beta 的下一代 eVTOL 平台**“Beta‑One Hybrid”**加速混合电动动力系统的开发。
- 利用 GE 在高温涡轮设计、电动马达制造和数字航空服务方面的专长。
- 打造可复制的混合电动飞机认证路径，帮助双方更快进入市场。
“此合作符合 GE 航空到 2035 年实现飞行脱碳的承诺，”GE 航空 CEO Larry Culp 在新闻稿中说。“Beta 的创新机身结合我们的混合推进技术，可解锁一种在续航、载荷和可持续性之间取得平衡的新型飞机。”
为什么混合电动是最佳平衡点
能量密度 vs. 效率
电池技术取得了显著进步，但能量密度仍是许多 AAM 任务的限制因素，这些任务需要 150 英里以上的续航且携带实用载荷。纯电 eVTOL 的续航通常在 80‑100 英里左右，商业运营的充电时间变得不切实际。
混合电动系统通过以下方式弥合这一差距：
- 储存高能量液体燃料（如可持续航空燃料或氢气），用于巡航阶段的紧凑油箱。
- 在起飞、降落及低速机动时使用电动马达，此时噪声降低和瞬时扭矩至关重要。
- 在下降过程中通过涡轮驱动发电机回收能量，提升整体效率。
这种协同效应在 比全电设计高出 2‑3 倍的比能优势 的同时，仍能将 CO₂ 排放降低 30‑50 %（相较于传统仅涡轮飞机）。
运营灵活性
混合动力系统让运营商能够在现有直升机坪上使用（电充电设施可能受限），同时满足严格的城市噪声条例。这种双重能力拓展了 城市空中出租车 与 区域货运 两大市场的机会。
Beta Technologies：拥有推进愿景的合作伙伴
Beta Technologies 由 Kyle Clark 于 2017 年创立，最初专注于为民用和政府任务提供电动飞机。其旗舰 Beta‑One eVTOL 已展示 150 英里续航 与 1,200 磅载荷，全部采用电动架构。
向混合动力的转型
Beta 的工程团队识别出三个核心挑战，促成了与 GE 航空的合作：
- 续航上限——需要突破 200 英里，以支撑城际航线。
- 重量优化——在电池质量与燃料储存之间取得平衡。
- 认证准备——制定满足 FAA Part 23 以及新兴 AAM 标准的安全案例。
通过集成 GE 的高效涡轮发电模块和下一代轴流电动马达，Beta 目标在 2027 年初推出 Beta‑One Hybrid 原型，计划在 2029 年完成认证。
Beta 的创新管线
- **先进复合材料机身：**采用专有碳纤维铺层，比传统铝材结构减重 12 %。
- **数字孪生平台：**实时仿真环境，模拟气动、结构与推进交互，实现快速设计迭代。
- **自主飞行栈：**AI 驱动的飞行控制，可实现有人及全自主飞行，并与混合动力管理无缝集成。
GE 航空在 AAM 领域的战略布局
从涡扇到涡桨再到涡轮‑混合
百余年来，GE 航空一直是涡轮发动机开发的支柱，为全球最受欢迎的商用客机涡扇提供动力。公司如今正将核心竞争力转向涡轮‑混合推进，这是一种自然演进，利用：
- 成熟的涡轮技术用于机上发电。
- 高功率电动马达直接驱动螺旋桨或风扇。
- 先进的控制算法实时平衡燃油流、电子负荷和热管理。
数字服务中心
GE 计划将其 Predix 数字服务嵌入混合 eVTOL 平台，为运营商提供预测性维护分析、性能优化以及机队健康监测。这种数据驱动的做法可将运营成本降低最高 25 %，对新兴的 AAM 市场至关重要。
市场格局：争夺 AAM 主导权的赛跑
主要玩家
| 公司 | 飞机定位 | 推进策略 | 融资规模（2024‑2025） |
|---|---|---|---|
| Joby Aviation | eVTOL 空中出租车 | 全电（双电机） | 22 亿美元（含首次公开募股） |
| Lilium | eVTOL 空中出租车 | 全电（36 电机） | 18 亿欧元 |
| Archer Aviation | eVTOL 空中出租车 | 全电（双电机） | 16 亿美元 |
| Vertical Aerospace | eVTOL 空中出租车 | 全电（双电机） | 7 亿美元 |
| Beta Technologies（混合） | eVTOL 货运 & 客运 | 混合电动 | 3 亿美元（GE）+ 2 亿美元（之前） |
| Wright Electric | 氢燃料电池飞机 | 氢燃料电池（持续航空燃料） | 5.5 亿美元 |
尽管大多数 AAM 初创公司走纯电路线，混合电动在长航程与大载荷任务上具备竞争优势。
预测与投资趋势
- **全球 AAM 市场规模：**预计到 2035 年将达 400 亿美元（Morgan Stanley）。
- **混合电动份额：**预计从 2025 年的 5 % 增至 2035 年的 35 %，受碳减排监管激励驱动。
- 基础设施建设：全球计划建设 1,200+ 直升机坪，许多设计为双重燃料（电充电+ Jet‑A 或 SAF）以适配混合动力飞机。
监管动向
FAA 的 AAM 整合办公室已发布草案 《混合推进指南通告》，阐明了涡轮‑发电机与电动马达组合系统的认证路径。这一监管明确性降低了 GE‑Beta 类合作的进入壁垒，加速了型号认证时间表。
技术挑战与创新路线图
能源管理架构
混合电动飞机需要复杂的能量流控制器，在涡轮‑发电机、动力电池与电动马达之间分配功率。以下伪代码展示了一个简化的实时管理循环：
# Hybrid Power Management Loop (simplified)
while flight_phase != "Landed":
# Read sensor data
fuel_flow = read_fuel_flow_rate()
battery_soc = read_battery_state_of_charge()
power_demand = compute_power_demand(air_speed, climb_rate)
# Determine optimal turbine output
if battery_soc < MIN_SOC_THRESHOLD:
turbine_output = max_turbine_power # charge battery
else:
turbine_output = max(0, power_demand - battery_power_available)
# Update turbine and electric motor commands
set_turbine_power(turbine_output)
set_motor_power(power_demand - turbine_output)
# Log data for diagnostics
log_flight_data(fuel_flow, battery_soc, turbine_output, power_demand)
sleep(CONTROL_LOOP_INTERVAL)
关键考量包括：
- **热管理：**热交换器必须在不影响电池温度的前提下散热。
- **容错设计：**冗余的电力通路以确保涡轮或电动系统失效时仍能安全飞行。
- **重量优化：**将涡轮‑发电模块集成进机身，以保持气动效率。
电池技术
即使采用混合动力，电池仍是起飞推力和着陆能量突发的关键。双方目标研发下一代锂硫（Li‑S）电池，能量密度达到 450 Wh/kg，相较于当前 260 Wh/kg 的锂离子基准实现飞跃。
认证路径
GE 与 Beta 已起草**《混合推进认证计划（HPCP）》**，对齐以下标准：
- FAA Part 23（常规、实用与通勤类飞机适航标准）。
- EASA CS‑23（欧洲对应标准）。
- ASTM F38《混合电动 AAM 车辆》（新兴标准）。
HPCP 强调分阶段测试：从地面功率回路实验起步，逐步展开飞行包线扩展，最终完成全系统认证飞行。
对航空未来的影响
加速脱碳
混合电动 eVTOL 可视为桥接技术，在电池技术成熟前实现即时减排。到 2030 年，混合 AAM 预计可使美国地区航空 CO₂ 排放降低 15 %（EPA 初步评估）。
新商业模式
- 按需空中出租车服务：运营商可开辟超过纯电 100 英里的航线，形成 城际走廊（如波士顿‑纽约、旧金山‑洛杉矶）。
- 货运物流：载重达 1,500 磅的混合 eVTOL 能为电子商务巨头提供时效极高的最后一公里配送。
- 基础设施合作：机场与直升机坪将投资双燃料站，利用现有 Jet‑A 供应链并配合快速充电设施。
GE 航空的竞争优势
通过提前进入混合电动 AAM 领域，GE 将自身塑造成全谱发动机供应商，涵盖从大型区域涡桨到小型 eVTOL的所有机型。这一多元化布局可抵御未来市场冲击，并符合其可持续发展路线图的长期目标。
全球影响
- **新兴市场：**混合 eVTOL 能在非洲、东南亚和拉美等燃料物流可行、但电力充电设施稀缺的地区实现互联。
- 政策配套：多国政府正制定零排放航空（ZEA）目标，将混合技术列为实现阶段性排放上限的合格路径。
结论
GE 航空与 Beta Technologies 的 3 亿美元合作标志着先进空中移动的分水岭。GE 深厚的涡轮技术与 Beta 灵活的 eVTOL 设计相结合，直面长期困扰 AAM 领域的电动推进续航受限难题。
混合电动动力提供了能量密度、运营柔性与减排效益的理想平衡，成为通往全零排放飞行的务实桥梁。随着监管框架逐步成熟、基础设施网络扩张以及电池技术持续进步，混合 eVTOL 有望成为天空的主力军——服务于城市通勤者、区域货运商，甚至全球偏远社区。
对行业观察者、投资者和政策制定者而言，GE‑Beta 联盟表明可持续、按需航空的时代不是遥远的未来，而是正在展开的现实，未来十年将决定这一转型的成败。该合作的成果可能塑造全球航空脱碳的轨迹，定义城市如何在交通拥堵之上，利用清洁空中交通开辟全新运输疆域。