关键词： 热塑性复合材料 TPC eVTOL
一、低空经济研制热潮，热塑复合材料迎来巨大发展机遇
近年来，电动垂直起降飞行器（Electric Vertical Take-Off and Landing，简称eVTOL）作为未来城市空中出行（Urban Air Mobility, UAM）的重要技术方向，受到全球航空航天、汽车、能源及电子等多个领域的广泛关注。eVTOL飞行器以其低噪声、零排放、高机动性等优势，成为解决城市拥堵、实现绿色出行的潜在新动力。
同时eVTOL设备对轻量化材料的需求在快速增长，使用轻量化材料可减轻机身重量、增加有效载荷、延长飞行距离和续航时间、提高飞行的安全性。其中热塑性复合材料（Thermoplastic Composites, TPC）在eVTOL领域的应用正迅速成为技术焦点，其核心亮点在于颠覆传统热固性复合材料的局限，为航空器制造带来革命性突破。
图1 热塑性复合材料在eVTOL上的应用【1】
性能与成本的“双赢”
2.1破解产能瓶颈——让规模化制造成为可能
传统热固性复材生产eVTOL机身需数百小时，制约商业化。 而TPC方案通过热压成型工艺，周期≤15分钟，更适应自动化产线，尤其适合无人机机臂、eVTOL机身框架等复杂结构的规模化生产，实现年产万架级产能。
图2 热塑性复合材料成型工艺【2】
图3 热固性复合材料成型工艺【3】
2.2极致轻量化——提升航程与载重；
热塑性复合材料的密度仅为铝合金的1/2，但比强度是钢的5倍、铝合金的3倍。以某型工业无人机为例，采用PPS-CF/UD替代铝合金后，机身重量降低40%，续航时间提升30%，同时抗疲劳性能提升2倍，显著延长了设备使用寿命。
2.3. 安全冗余设计——应对城市复杂环境
抗鸟撞：TPC韧性比热固性材料高5-10倍（如PPS的断裂韧性达15 kJ/m²），能通过1.8kg鸟体500km/h冲击测试（热固性复材需额外加强）；
极端环境适应性：耐湿热老化，TPC（如PEEK）在85℃/85%湿度下强度保留率>90%（热固性仅60%）；
疲劳寿命提升： eVTOL旋翼系统振动频率很高，TPC的10⁷次循环疲劳强度比铝合金高200%，延长服役寿命。
图4 热塑性复合材料零部件【4】
2.4. 全生命周期降本——从制造到回收
传统热固性复合材料固化后不可逆，废弃后难以回收，导致高成本与环保压力。热塑性复合材料则可通过加热重塑，实现100%回收利用，大幅降低全生命周期成本。
受损部位可局部加热修复（如热风枪熔融修补），维修成本降低70%，
使得在偏远地区实现快速修复机身裂缝成为可能。
表 1 TPC全生命周期降本
| 成本环节 | TPC方案优势 | 降本效果 |
| 制造 | 免高压釜+焊接简化装配 | ↓35% |
| 维修 | 热风枪局部熔融修补 | ↓70% |
| 回收 | 热裂解回收碳纤维 | ↓60% |
参考文献：
【1】热塑性复合材料：低空经济“轻量化”的核心引擎_无人机_高性能_优势
【2】一文了解纤维增强热塑性复合材料的成型 – 艾邦复合材料网
【3】国防军工深度报告：低空经济专题之三：eVTOL详细拆解 – 行业研究报告 – 小牛行研
