本文來自「 」,在 本篇報告 我們重點聚焦 eVTOL 產業,針對五個核心問題展開討論: 1) 適航取證之路; 2) 構型之爭; 3) 動力系統; 4) 商業化路徑; 5) 空管系統。
低空經濟相關技術資料全部上傳至知識星球,加入 下載海量 行業方案資料。
eVTOL 商業化之路或將經歷旅遊觀光、工業套用、城市出行 3 個發展階段。 1)第一階段: 在 eVTOL 產品和低空經濟產業發展初期,適用於以景 區觀光等場景為主的短途飛行。與此同時,低空空管系統、臨時起降點等開始建 設,具備一定適航條件; 2)第二階段: 飛行器續航能力提升,民眾可接受程度 提升、低空基礎設施配套也逐漸完善,eVTOL 套用或將滲透到應急救援、醫療 轉運、安防、物流等領域; 3)第三階段: 全自主飛行、避障、降噪等技術更加 成熟;低空基建走向成熟,空管系統高度智慧化,伴隨飛行器批產成本的降低,「空中的士」時代或將到來,呈現出城市立體分層交通格局。
1、「漫長」取證路?
對於 eVTOL 企 業來講,首要的問題可能是如何設計生產出好的產品並成功推向市場,在這中間有一個非常關鍵的環節,就是適航取證。從某種程度上說,在需求沒問題的前提下,適航取證的進展是決定企業能否順利發展的核心因素。
總體而言,適航活動貫穿民用航空產品和零部件的設計、制造、使用、維修 直至退休的全壽命周期。 民用航空器的適航審定要求,即需 要取得三項合格證:型號合格證(TC)、適航證(AC)和生產授權證(PC)。但目前 eVTOL 的適航審定還沒有統一的標準檔,因此專用適航條件制定的合理與 否至關重要。
2、構型的路線之爭
在對民用航空器(尤其是 eVTOL)適航取證的問題研究之後,當 聚焦到產品本身,就會註意到不同企業的 eVTOL 構型各不相同,企業選擇不同的構型有其自身的道理。
根據航空產業網統計, 全球 eVTOL 制造商目前主要分布在美國、中國、德國、 法國、日本和英國等,累計占據了 80%以上的市場份額。 此外,我們還發現這類 地區通常還具有強的航空航天技術底蘊和高端制造能力、較強的市場需求以及有力的政策支持,或許一定程度上可以認為這是支撐 eVTOL 產業實作較好發展的有 力條件。當前 eVTOL 企業主要分為 2 類: 一類是傳統飛機和汽車行業巨頭, 如空客、巴航工業、羅羅、豐田、吉利等; 另一類是初創企業 ,如美國的 Joby、Archer、 Wisk、Beta、ZeroAvia、Wisk、Jaunt,德國的 Volocopter、Lilium,以色列的UrBanAeronautics,英國的 Vertical Aerospace,歐洲的空客 CityAirbus,日本的 Skydrive 等,以及中國的億航智慧、峰飛航空、沃蘭特、沃飛長空、時的科技、小鵬匯天、禦風未來、零重力飛機等。
目前 eVTOL 的主流構型有三類:垂直起降固定翼、向量推力型、多旋翼型, 與無人機整體布局劃分類似。 截至 2023 年 7 月,飛行器整體布局: 1) 垂直起降 固定翼(復合翼)占比 47%,如沃蘭特的 VE25,零重力的 ZG-VC2,峰飛航空盛 世龍等,沃飛長空的 XB-12; 2) 向量推力(傾轉旋翼)布局占比 38%,如時的科技的 E20,零重力的 ZG-T6、沃飛長空的 AE200; 3) 多旋翼布局占比 15%, 如億航智慧 EH216-S、小鵬匯天的旅航者等。
eVTOL 不同構型的升力原理、效能表現與適用場景各有不同。
1)多旋翼構型: 該類飛行器沒有額外元件,結構輕便、設計相對簡單、制造 成本較低,是技術發展最為成熟的構型之一,但航程、速度和有效載荷表現一般。
2)垂直起降固定翼/復合翼構型: 最大程度上保留了傳統固定翼飛機的特征, 機艙布局更靈活。在懸停和低速飛行時,飛機以垂直起降模式執行;當速度增加到一定程度,旋翼轉速會降低直至停止運轉,與此同時機翼逐漸加入使用,並完全承擔升力,此時向前的推力由螺旋槳系統承擔。
3)向量推進/傾轉旋翼構型: 目前能兼具效率和成本的一種構型,同時也是 研發難度較大、機械設計非常復雜的機型。飛行器配備了可傾轉電驅動元件,可透過改變推力方向來實作垂直起降或巡航。
3、動力系統與兩個關鍵
關於 eVTOL 是傳統通航飛行器的升級?顛覆?補充?產業中有很多討論。決定 eVTOL 能否套用落地的主要效能指標之一就是續航能力,我們用「兩個關鍵」來形容這個問題:動力系統是 eVTOL 產品的關鍵;提高電池能量密度是動力系統的關鍵。
eVTOL 主要由動力系統、機載系統、機體結構等構成。 eVTOL 作為新一代航 空革命性飛行器,集合了新概念、新能源、新材料、新技術,此類飛行器的出現很大程度要受益於電池儲能技術的發展。按照動力模式的不同,eVTOL 可分為全電動、混合動力兩大類。全電動類別包括鋰電池、氫燃料電池、太陽能電池三種,混合動力類別包括鋰電池+氫燃料電池、鋰電池+燃油兩種。
4、商業化路徑探尋
eVTOL 商業化和套用場景的落地,是產業最後能否騰飛的關鍵之一。 在這方面,通航產業過去多年的發展提供了參考,我們在低空經濟系列報告第一篇中,從通航產業發展歷程分析了低空經濟未來發展的制約因素和決定條件。在本章中,我們將分析進一步聚焦,將焦點對準 eVTOL 的商業化和套用場景。我們認為,eVTOL 商業化之路或經歷旅遊觀光類、工業套用類、城市出行類 3 個發展階段,最終或將呈現出空中立體分層交通的發展格局。
全球 eVTOL 產業蓄勢待發,中國具有先天優勢。 中國擁有較好的資源稟賦、 較強的市場需求和有力的政策支持。資源稟賦方面,中國地大物博、人口眾多,具備使用 eVTOL 的數量優勢;同時在人口密集度高、地面交通擁堵的城市,對eVTOL 等空中交通有較為迫切的需求;政策支持方面,中央和地方針對低空產業發展均頒布了支持政策,包括適航取證補貼、企業發展補貼、航線補貼等諸多方面,頂層規劃堅定、發展信心較足。同時,部份頭部企業適航認證方面也取得突 破。
1)億航智慧: 2023 年 10 月 13 日,億航智慧 EH216-S 獲得中國民航局頒 發的全球第一個型號合格證;12 月 21 日,獲得全球第一個無人駕駛 eVTOL 標準適航證。2024 年 4 月 7 日,獲得全球第一個無人駕駛 eVTOL 生產授權證。至此,億航 智慧已集齊「適航三證」,商業化營運提速;
2)峰飛航空: 2024 年 3 月 22 日, 峰飛航空 V2000CG 無人駕駛貨運 eVTOL 獲得由中國民航華東局頒發的全球首款噸級以上 eVTOL型號合格證,可廣泛用於物流、緊急物資運輸和應急救援等領域。
eVTOL 商業化之路或經歷旅遊觀光類、工業套用類、城市出行類 3 個階段。 與傳統航空器相比,eVTOL 除了具備零排放,零汙染等優點外,其可垂直起降、不需要跑道/專用機場、雜訊低和較低的營運成本,使得 eVTOL 有望打破傳統交通運輸工具的邊界,成為高鐵、地鐵、長途巴士、出租車、私家車的重要補充,甚至有機會成為未來的交通出行和運輸的主流方式之一。
5、低空新基建之智聯網/空管系統
低空經濟是一個多產業融合發展的綜合性生態,涵蓋了航空器制造、 套用、飛行保障、營運維護、低空新基建五大領域。「低空發展,基建先行」在邏輯上是成立的,加快建設低空飛行活動所需的新型基礎配套設施尤為重要。
低空生態涵蓋飛行器制造、套用、飛行保障、營運維護、低空新基建五大領域。 其中,低空新基建主要包括臨時起降點/通用機場的建設、低空空管系統建設、空 天地一體化導航/通訊系統建設、低空態勢感知系統建設、充電設施建設等。 低空 空管系統是國家實施空域管理、保障飛行安全、實作航空運輸高效有序執行、捍 衛中國空域權益的戰略基礎設施,也是國土防空體系的重要組成部份。
相關閱讀:
轉載申明:轉載 本號文章請 註明作者 和 來源 ,本號釋出文章若存在版權等問題,請留言聯系處理,謝謝。
推薦閱讀
更多 架構相關技術 知識總結請參考「 架構師全店鋪技術資料打包 (全) 」相關電子書( 41本 技術資料打包匯總詳情 可透過「 閱讀原文 」獲取)。
全店內容持續更新,現下單「 架構師技術全店資料打包匯總(全) 」一起發送「 」 和「 」 pdf及ppt版本 ,後續可享 全店 內容更新「 免費 」贈閱,價格僅收 249 元(原總價 399 元)。
溫馨提示:
掃描 二維碼 關註公眾號,點選 閱讀原文 連結 獲取 「 架構師技術全店資料打包匯總(全) 」 電子書資料詳情 。