目前，有十多家不同的公司正在開發用于城市通勤的電動垂直起降飛行器（eVTOL）。這些概念和原型僅2020年就獲得了超過10億美元的風險投資，預示在不遠的將來，我們將使用快速、安靜、清潔和比直升飛機價格實惠的創新性新型飛行器，實現郊區和城市中心之間的點對點空中旅行。美國聯合航空公司已經預定了200架eVTOL。美國航空公司也預定了250架，還會選擇再預定100架。不過，這些eVTOL平臺均尚未獲得載客認證，此外，作為一種完全不同的飛行方式，eVTOL在安全性方面仍存在一些有待解決的問題。許多eVTOL設計與傳統飛行器（即固定翼飛機和直升飛機）的顯著安全性差異在于，倘若動力系統發生故障，eVTOL大多沒有無動力產生升力的好方式。固定翼飛機即使發動機沒有正常運轉，也可依靠其機翼來產生升力。有多個案例，大型客機發生多個發動機故障，仍能實現受控遠距離滑翔和安全著陸。同樣，直升飛機也可以自轉，無動力水平旋翼可產生足夠的升力，實現受控下降和著陸。
eVTOL往往完全依賴或大部分依賴于分布式推進系統，即多個小型電機推動螺旋槳或風機共同產生升力。有些eVTOL也有機翼，但這些機翼不是設計助于著陸的。而且有些eVTOL只依靠動力升力系統，這意味著，如果軟件或硬件故障導致整個動力系統失效，那么飛行器就無法再產生任何升力。這種情況很可怕，開發eVTOL的公司非常了解這一點。為了獲得成功，安全性必須要達到讓監管者和未來的乘客都放心的水平。德國布魯赫薩爾Volocopter公司適航性認證和質量部門的負責人奧利弗?萊因哈特（Oliver Reinhardt）說：“這確實是eVTOL飛行器特有的要素之一。我們必須找到一種方式，向航空管理局解釋新型飛行器的安全級別，我們的安全性優于你們期望固定翼飛機或傳統輕型旋翼飛機的安全性?！盫olocopter公司的eVTOL使用18旋翼推進系統，沒有無動力升力面，能夠搭載2人以每小時110公里的速度飛行35公里。萊因哈特解釋道，傳統輕型飛機的設計基于可能出現的災難性故障率約為運行100萬小時1次。更大型的飛機的設計標準更嚴格，預期故障率為運行1000萬小時1次。商業化客機要滿足最高標準，預期災難性故障率范圍為10億飛行小時。萊因哈特說，但即便是不太可能的故障，也必須不能是災難性的。“實際上，我們的安全性將高于大型客機的認證限制門檻。我們必須展示，在遇到故障時我們的飛行器可以繼續飛行，甚至達到計劃著陸點，而不是在最近的地方緊急迫降。因此，即便是發生10億飛行小時才會出現1次的故障，也不意味著擁有分布式推進系統的飛行器會從空中墜落。”
Volocopter的安全性保障方法包括了多層冗余和相異。每個關鍵系統都有一個備用系統，每個備用系統使用的都是不同類型的硬件，運行不同編程語言編寫的不同軟件，而且這些都是由不同的公司生產和驗證的。這樣就能夠使整個系統不受任何單個故障的影響。不過，如果發生兩個甚至三個故障呢？“這正是我們必須確保的故障發生頻率不超過10億飛行小時1次的原因?！比R因哈特說。Volocopter必須確保飛行性能不受（例如）一個發動機或兩個發動機故障的影響。如果3個發動機發生故障，那么飛行器可能不得不下降，但萊因哈特表示，3個發動機同時發生故障“超過了每10億飛行小時1次的故障率。這是我們的設計邏輯，這也是大型客機的設計邏輯，更是我們需要證明的一點?！?/span>“eVTOL將比先前的飛行器更安全，這是我們的目標?！奔?提赫（Jim Tighe）表示。他是加利福尼亞州山景城Wisk Aero公司的首席技術官，該公司得到了波音公司和Kitty Hawk公司的資助。Wisk公司的eVTOL的兩個機翼周圍有12個升力風機，尾部有一個推進式螺旋槳。提赫說，雖然這些機翼能夠讓飛行器滑翔，但其主要功能是提高飛行器在飛行中的效率。“機翼在巡航過程中作為主要升力源是有幫助的；但無動力著陸并非我們的主要動機?！碧岷罩赋?，對于eVTOL而言，能夠滑翔并著陸，對于某些故障可能是有用的，但對其他故障不會帶來很大的好處，除非飛行器處于飛行模式，機翼正在產生大量升力，但垂直起降的過程并不是這樣的?！白鳛轱w行器設計和系統安全分析的一部分，我們考慮了運載工具必備的所有功能以及實現功能所處的各飛行階段?！碧岷照f，“然后，我們考慮的是，如果這些功能在特定飛行階段中發生故障，后果是什么？我們要如何確保災難性后果是極不可能發生的？”與Volocopter類似，Wisk公司安全性的基礎是采用沒有單點故障的簡單且高冗余的系統來設計飛行器。這也是eVTOL相對于傳統飛機的優勢之一，與活塞發動機或渦輪發動機相比，電力發動機非常簡單，提赫表示，電力發動機能夠讓飛行器以機械系統無法實現的方式處理故障，其活動部件少得多，而且電源分布非常簡單，因此單個發動機可以在必要時補償其他發動機。
Joby Aviation公司政府和法規事務部的負責人格雷格?鮑爾斯（Greg Bowles）也表示同意：“電力驅動在這方面很出色，因為它能夠讓我們實現機械系統無法實現的效果。”Joby公司的飛行器有6個可以傾斜螺旋槳，可提供垂直或水平推力，其機翼可支持滑翔并緊急迫降。雙繞組發動機為螺旋槳提供動力，實際上是兩臺單獨的電力發動機冗余組合成一臺電力發動機，因此即便在飛行時兩個發動機發生故障，飛行器最多也只會失去一個螺旋槳，仍可以安全地應對故障。如果這些公司對其系統的信心是基于統計上不可能發生的故障，那么問題來了：考慮到這些飛行器非常新，他們對這些統計數據的信心如何？換言之，如果某件事極不可能發生，那么要怎樣準確地衡量這種不可能性？鮑爾斯解釋道：“要理解什么是極不可能發生，我們做了系統安全性全盤分析，考慮到所有已知的故障類型。如果軟件發生意外會怎樣、電子元件以這種方式發生故障會怎樣，以及線路以其他方式發生故障會怎樣，我們考慮了數百萬種組合?！边@是一個泛化過程，涉及對系統的每個單一組件，乃至單個電阻器和電容器可靠性的審視，因為一切都是需要了解并考慮的潛在故障源。除了這些估算外，真實世界的測試也起著重要作用。“我們做了很多地面試驗?！盬isk公司的提赫說，“我們可以復制多個樣機，然后讓它們全天24小時運行。還有一種方法是加速壽命試驗，我們可以在高溫、振動以及比飛行中更惡劣環境條件下測試電路板，從而加速老化?！?/span>可以理解eVTOL公司內部對安全性是重視的，但確立安全規程并使eVTOL通過載客認證的是美國聯邦航空管理局（FAA）和歐洲航空安全局（EASA）等監管機構。該程序正在進行當中，而且兩個機構采取了完全不同的方法。美國聯邦航空管理局正在尋求應用更傳統的飛機設計的適航標準，將現有監管框架應用到eVTOL。相反，歐洲航空安全局則正在致力于建立一套適用于eVTOL的完整專用技術規范，最終安全性要求可能會比美國聯邦航空管理局方法更嚴格。無論監管機構的要求如何，顯然每家eVTOL公司的最佳利益點都是讓自己的飛行器盡可能地安全。Wisk公司的提赫說，目標是“為人們提供感覺良好的服務，比駕車去機場更安全”。與任何統計論據一樣，真正的挑戰可能是讓潛在客戶切實感受到安全程度，讓他們相信這些eVTOL在設計中充分、仔細地考慮到了乘客的安全，即使出現兩三個故障。IEEE?Spectrum
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