目前，有十多家不同的公司正在开发用于城市通勤的电动垂直起降飞行器（eVTOL）。这些概念和原型仅2020年就获得了超过10亿美元的风险投资，预示在不远的将来，我们将使用快速、安静、清洁和比直升飞机价格实惠的创新性新型飞行器，实现郊区和城市中心之间的点对点空中旅行。美国联合航空公司已经预定了200架eVTOL。美国航空公司也预定了250架，还会选择再预定100架。不过，这些eVTOL平台均尚未获得载客认证，此外，作为一种完全不同的飞行方式，eVTOL在安全性方面仍存在一些有待解决的问题。许多eVTOL设计与传统飞行器（即固定翼飞机和直升飞机）的显著安全性差异在于，倘若动力系统发生故障，eVTOL大多没有无动力产生升力的好方式。固定翼飞机即使发动机没有正常运转，也可依靠其机翼来产生升力。有多个案例，大型客机发生多个发动机故障，仍能实现受控远距离滑翔和安全着陆。同样，直升飞机也可以自转，无动力水平旋翼可产生足够的升力，实现受控下降和着陆。
eVTOL往往完全依赖或大部分依赖于分布式推进系统，即多个小型电机推动螺旋桨或风机共同产生升力。有些eVTOL也有机翼，但这些机翼不是设计助于着陆的。而且有些eVTOL只依靠动力升力系统，这意味着，如果软件或硬件故障导致整个动力系统失效，那么飞行器就无法再产生任何升力。这种情况很可怕，开发eVTOL的公司非常了解这一点。为了获得成功，安全性必须要达到让监管者和未来的乘客都放心的水平。德国布鲁赫萨尔Volocopter公司适航性认证和质量部门的负责人奥利弗•莱因哈特（Oliver Reinhardt）说：“这确实是eVTOL飞行器特有的要素之一。我们必须找到一种方式，向航空管理局解释新型飞行器的安全级别，我们的安全性优于你们期望固定翼飞机或传统轻型旋翼飞机的安全性。”Volocopter公司的eVTOL使用18旋翼推进系统，没有无动力升力面，能够搭载2人以每小时110公里的速度飞行35公里。莱因哈特解释道，传统轻型飞机的设计基于可能出现的灾难性故障率约为运行100万小时1次。更大型的飞机的设计标准更严格，预期故障率为运行1000万小时1次。商业化客机要满足最高标准，预期灾难性故障率范围为10亿飞行小时。莱因哈特说，但即便是不太可能的故障，也必须不能是灾难性的。“实际上，我们的安全性将高于大型客机的认证限制门槛。我们必须展示，在遇到故障时我们的飞行器可以继续飞行，甚至达到计划着陆点，而不是在最近的地方紧急迫降。因此，即便是发生10亿飞行小时才会出现1次的故障，也不意味着拥有分布式推进系统的飞行器会从空中坠落。”
Volocopter的安全性保障方法包括了多层冗余和相异。每个关键系统都有一个备用系统，每个备用系统使用的都是不同类型的硬件，运行不同编程语言编写的不同软件，而且这些都是由不同的公司生产和验证的。这样就能够使整个系统不受任何单个故障的影响。不过，如果发生两个甚至三个故障呢？“这正是我们必须确保的故障发生频率不超过10亿飞行小时1次的原因。”莱因哈特说。Volocopter必须确保飞行性能不受（例如）一个发动机或两个发动机故障的影响。如果3个发动机发生故障，那么飞行器可能不得不下降，但莱因哈特表示，3个发动机同时发生故障“超过了每10亿飞行小时1次的故障率。这是我们的设计逻辑，这也是大型客机的设计逻辑，更是我们需要证明的一点。”“eVTOL将比先前的飞行器更安全，这是我们的目标。”吉姆•提赫（Jim Tighe）表示。他是加利福尼亚州山景城Wisk Aero公司的首席技术官，该公司得到了波音公司和Kitty Hawk公司的资助。Wisk公司的eVTOL的两个机翼周围有12个升力风机，尾部有一个推进式螺旋桨。提赫说，虽然这些机翼能够让飞行器滑翔，但其主要功能是提高飞行器在飞行中的效率。“机翼在巡航过程中作为主要升力源是有帮助的；但无动力着陆并非我们的主要动机。”提赫指出，对于eVTOL而言，能够滑翔并着陆，对于某些故障可能是有用的，但对其他故障不会带来很大的好处，除非飞行器处于飞行模式，机翼正在产生大量升力，但垂直起降的过程并不是这样的。“作为飞行器设计和系统安全分析的一部分，我们考虑了运载工具必备的所有功能以及实现功能所处的各飞行阶段。”提赫说，“然后，我们考虑的是，如果这些功能在特定飞行阶段中发生故障，后果是什么？我们要如何确保灾难性后果是极不可能发生的？”与Volocopter类似，Wisk公司安全性的基础是采用没有单点故障的简单且高冗余的系统来设计飞行器。这也是eVTOL相对于传统飞机的优势之一，与活塞发动机或涡轮发动机相比，电力发动机非常简单，提赫表示，电力发动机能够让飞行器以机械系统无法实现的方式处理故障，其活动部件少得多，而且电源分布非常简单，因此单个发动机可以在必要时补偿其他发动机。
Joby Aviation公司政府和法规事务部的负责人格雷格•鲍尔斯（Greg Bowles）也表示同意：“电力驱动在这方面很出色，因为它能够让我们实现机械系统无法实现的效果。”Joby公司的飞行器有6个可以倾斜螺旋桨，可提供垂直或水平推力，其机翼可支持滑翔并紧急迫降。双绕组发动机为螺旋桨提供动力，实际上是两台单独的电力发动机冗余组合成一台电力发动机，因此即便在飞行时两个发动机发生故障，飞行器最多也只会失去一个螺旋桨，仍可以安全地应对故障。如果这些公司对其系统的信心是基于统计上不可能发生的故障，那么问题来了：考虑到这些飞行器非常新，他们对这些统计数据的信心如何？换言之，如果某件事极不可能发生，那么要怎样准确地衡量这种不可能性？鲍尔斯解释道：“要理解什么是极不可能发生，我们做了系统安全性全盘分析，考虑到所有已知的故障类型。如果软件发生意外会怎样、电子元件以这种方式发生故障会怎样，以及线路以其他方式发生故障会怎样，我们考虑了数百万种组合。”这是一个泛化过程，涉及对系统的每个单一组件，乃至单个电阻器和电容器可靠性的审视，因为一切都是需要了解并考虑的潜在故障源。除了这些估算外，真实世界的测试也起着重要作用。“我们做了很多地面试验。”Wisk公司的提赫说，“我们可以复制多个样机，然后让它们全天24小时运行。还有一种方法是加速寿命试验，我们可以在高温、振动以及比飞行中更恶劣环境条件下测试电路板，从而加速老化。”可以理解eVTOL公司内部对安全性是重视的，但确立安全规程并使eVTOL通过载客认证的是美国联邦航空管理局（FAA）和欧洲航空安全局（EASA）等监管机构。该程序正在进行当中，而且两个机构采取了完全不同的方法。美国联邦航空管理局正在寻求应用更传统的飞机设计的适航标准，将现有监管框架应用到eVTOL。相反，欧洲航空安全局则正在致力于建立一套适用于eVTOL的完整专用技术规范，最终安全性要求可能会比美国联邦航空管理局方法更严格。无论监管机构的要求如何，显然每家eVTOL公司的最佳利益点都是让自己的飞行器尽可能地安全。Wisk公司的提赫说，目标是“为人们提供感觉良好的服务，比驾车去机场更安全”。与任何统计论据一样，真正的挑战可能是让潜在客户切实感受到安全程度，让他们相信这些eVTOL在设计中充分、仔细地考虑到了乘客的安全，即使出现两三个故障。IEEE Spectrum
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