分析：103部eVTOL超轻机的商业化前景
文摘
科技
2024-01-11 19:24
德国
在本周举行的消费电子产品展（CES）期间，美国Pivotal公司宣布开始接受其“Helix”单座eVTOL预订，并在网站公布了价格：三个规格，分别是19、24和26万美元，预订页面显示预计交付时间为今年七八月间，值得一提的是，以上价格都包含了对用户的培训。据我们了解，Pivotal此前已经向少数挑选的、与该公司双向奔赴的启动用户交付了该机进行试用，本次预订是公开面向所有人的正式预订，只需要交250美元的可退订金就可以占有一个交付名额。![]()
Pivotal公司网站公布的Helix单座eVTOL的售价，详见：Helix Package Comparison 2024.01.05.docx (pivotal.aero)![]()
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Pivotal这个名字可能很多人不熟悉，但它之前的名称在业内可谓大名鼎鼎：Pivotal是2023年10月由Opener改名而来。Opener eVTOL项目由加拿大企业家Marcus Leng于2009年在加拿大创立，2011年12月试飞首架技术验证机，2014年，该项目被谷歌创始人拉瑞佩奇投资控股，随后迁至加州帕洛阿尔托，并重组为 Opener公司，谷歌负责科研的前高级副总裁Alan Eustace亲自出任Opener公司执行董事。最终原型机“BlackFly”（黑蝇）于 2018 年在奥什科士航展首次进行了静态展示，2019年该公司将原型机捐赠给了EAA航空博物馆，是第一架进入博物馆的eVTOL。2023年10月，Opener公司改名为Pivotal,“黑蝇”也改名为Helix。详见：Opener eVTOL原型机捐赠给EAA博物馆Helix eVTOL的各项指标符合FAA的103部超轻机的规定（也相应符合我国民航总局的103部超轻机航规），因此该机无须进行适航审定、飞行员无须飞行执照就可以合法销售和飞行。该机取巧了103部超轻机水上型的相关规定，以及加上整机降落伞的额外11公斤重量许可，因此该机空重可以最大到180公斤（103部超轻机陆上型的最大空重是116公斤），最大起飞重量和航程根据各国航规相应调整电池块数量，最大速度130公里每小时，巡航速度100公里/小时，搭载8千瓦电池的续航为40公里，搭载12千瓦时电池的续航为65公里，爬升率为每分钟 500 英尺。该机采用非常独特的垂直起降方式设计，没有倾转旋翼或机翼，也不是单纯的多旋翼或升力螺旋桨和推进螺旋桨分别设置的复合翼形式，而是采用在主翼和鸭翼上分别布置螺旋桨。Opener的原型机空重为 343 磅（155公斤），最大有效载荷为 200 磅（91公斤），驾驶舱可容纳身高 6 英尺6 英寸的人。机身由环氧树脂浸渍的碳纤维制成，装有八个电机，电池安装在机翼上，全电传操纵。整机救生降落伞安装在驾驶舱顶部前方。最终推向市场的Helix的三个型号的空重都约为158公斤，续航为20英里（36公里），使用 240V充电器从 20%的电池电量充到100% 的电池电量大约需要 75 分钟，三个型号的差别主要是附带的拖车、内饰和涂装等。Opener公司此前表示，已经制造了 30 架全尺寸Blackfly和 250 套机翼，为量产做了准备，因此Pivotal公司很快实现交付是有基础的。由于该机为单座，因此将借助VR眼镜和地面模拟器进行飞行培训。Pivotal公司特别强调，由于该机属于103部超轻机，该机的使用者无须拥有FAA飞行执照，因此该公司把使用者称为“操作员”（operator），而非“飞行员”。
首先，让我们来简单了解一下103部超轻机的规章。103部的起源是70年代美国开始有狂热的飞行爱好者将悬挂式三角翼加上小发动机进行动力飞行，出了不少事故，因此FAA开始将此类极简的飞行器纳入管理。在此顺便提一句的是，超轻机的鼻祖和龙头企业--快银飞机公司(quicksilver）就是从悬挂式三角翼加上小发动机开始制造起家的，整机降落伞鼻祖和龙头企业--BRS公司（西锐整机伞供应商）的创始人也是因为70年代一次悬挂三角翼事故后开始埋头研发整机降落伞，最早的应用也是悬挂三角翼和103部超轻机。就笔者所知，目前只有中国民航局和FAA设立有103部超轻机航规，两者内容完全一致。103部由FAA于1982年最初设立，据通航业朋友介绍说我国民航局适航司1988年就曾引用过FAA的103部。目前我国民航局103部的规定与FAA的规定保持一致，但没有专门的类别，而是在91部《一般运行和飞行规则》的I章（第82页）中规定，详见：那么，103部超轻型飞机（我国是91部I章，在此为行文简便，都称为103部）是不是适合eVTOL的商业化道路呢？103部可能是目前世界上适航管理最宽松的飞行器类别，从前面全文引用的航规中可以看出，全部条文写下来只需要一页A4纸，简单说来就是无需任何适航审定、适航检查或是认证，运行上飞行员无需飞行执照，厂商可以直接向用户销售，103部仅对此类飞机的性能比如最大速度、失速速度、空重等做出了限制性要求，在这些性能范围以内的整机就可以直接销售，无需任何适航检查程序，因此上销售来说，卖一架103部超轻机跟卖一张椅子并没有什么区别。这么简单宽松的适航管理，引起飞机公司的关注是很自然的。Pivotal不是第一个开启正式预订和宣布交付期的针对个人用户（2C市场）的eVTOL，也不是第一个按103部进行销售的eVTOL。曾经和正在按103部超轻机研发并销售（包括预售）过的eVTOL包括小鹰的Flyer（飞行者）、LIFT公司的HEXA、Opener公司的“黑蝇”（blackfly）和瑞典Jetson公司的eVTOL等，其中小鹰公司是拉瑞佩奇2010年亲自创立的eVTOL公司，2017年发布的首款eVTOL就是一款103部级别的产品，名为飞行者（向莱特兄弟首飞的同名飞机致敬），经过外观设计改进后，同年宣布按103部超轻机进行预售，据说当时的预售价为小几十万美元。为此自成立后非常低调的小鹰公司甚至还一反常态，邀请了网红和媒体进行几次特邀体验飞行。但2022年9月小鹰公司宣布终止经营，详见：小鹰公司终止103部eVTOL超轻机项目美国LIFT公司2017年在匈牙利成立，后搬迁到美国。2018年发布原型机，曾宣布按照103部超轻机在全美进行巡回体验飞行，拟后续进行商售，并曾计划与主题公园合作进行体验飞行。但该公司已经没有再提商售，工作重心已转移到参与美国空军的“敏捷至上”测试，已经获得“敏捷至上”项目的试飞合同。那么，为什么上述这几家起步较早的公司都放弃了或仍然没有开始按103部超轻型进行销售呢？笔者认为，可能的原因是：1、103部重量极其受限，相应的机上空间也很有限，是螺蛳壳里做道场，这就使得整机的安全性设计和性能设计非常被掣肘，相应的也就会影响用户体验。前面提到的这几个试图按103部销售的eVTOL都取巧了103部超轻机的水上型的相关规定，因为103部允许水上型号的空重可以最大到180公斤（103部陆上型的最大允许空重是116公斤），此外还可以加上允许的整机降落伞的额外11公斤重量。但即便按180公斤的最大限度的103部空重，设计上的重量安排仍然是捉襟见肘。2、103部超轻机的最大优势是无须任何适航认证，但这是把双刃剑，对企业而言这也同时是个巨大的法律风险隐患。103部超轻机自类别设立以来，其销售和使用在美国一直存在巨大的法律风险，历史上被告破产的103部公司不要太多，包括传统103部超轻机龙头公司快银公司也是破产了几次（当然不是每次都是由于事故诉讼）。实际上，即使审定类飞机在美国市场上也存在很大的法律风险，美国通航80年代的市场垮塌很大程度上就是受几次事故诉讼赔偿的影响，直到现在，法律风险计提在美国通航新机售价中还占相当大的比例，例如赛斯纳172这样的已经近80年陈的老机型，复产后新机售价达到近50万美元，但其中20-25%是法律风险计提，美国通航小飞机制造企业显然对曾经的事故诉讼赔偿还记忆犹新。由于很大的法律风险和很小的市场规模，103部超轻机的相关保险在美国一直没有形成成熟的市场。由于即使有保险公司承保，保费相对103部的飞机价格（特别对二手飞机）的比例来说相对审定类小飞机高不少，因此很多103部的美国用户干脆就没有任何保险，这对用户来说就是很大的使用风险，如果使用中对地面人员财产造成损失的话机主就可能需要承担全部责任。笔者曾问过小鹰公司、LIFT公司和Opener的人员关于他们产品的责任险投保问题，他们当时都没有给出明确的答复。目前在Jetson公司和Pivotal的网站中都没有提到其eVTOL的投保问题。3、目前就笔者所知，只有中、美两国设立了103部这样无须任何适航检查的机型类别，其他国家对再小再轻的载人飞行器或多或少还是有一定的适航检查要求。因此按照103部要求设计的eVTOL可能就只能在中美两国比较容易实现商售，这样的话市场相对有限，其中可能又主要以美国市场为主，因为实事求是地说，我国虽然有对应103部超轻机的规定，但在实际使用中还是存在诸多困难，比如103部超轻机在大部分通航机场都难以正常飞行，甚至难以入场。由于上述原因，对飞机制造企业来说，以103部超轻机进行商售的弊可能是远大于利，实在不值得为存在较大风险和不确定性的市场去冒险。在此顺便简单说一下经常容易被混淆的欧洲超轻机。欧洲也有个ultralight的类别（欧陆叫法，英国叫microlight），名称上刚好跟中美的103部飞机一样，但适航管理上两者完全不同。按照EASA成员国（与欧盟成员国有交叉）的适航法律，超轻机由EASA成员国自行进行适航管理。2019年以前，欧洲超轻机的起飞重量规定450公斤以下（陆上型，安装整机降落伞后允许到472.5公斤），超过该重量的航空器由EASA统一进行适航审定.2019年，经过欧洲多国超轻机行业组织的长期努力，EASA把审定类航空器的起飞重量提高到了600公斤，也就是说，把各国自管的超轻机标准也相应提高到了600公斤（必须指出，LSA的类别还是没变，还是审定类，还是归EASA管理）。欧洲各国一般是局方授权的委托行业组织进行超轻机适航检查或认证（不是审定），因此相对灵活，比如Volocopter当年的X2原型机就是通过了德国超轻机协会（DULV）的适航检查，但缺点是一国一策，各国自管，理论上超轻机在每个国家销售都必须在该国重新进行适航检查，没有互认安排，对于传统的固定翼和自转旋翼机来说，这种重新适航检查相对简单，但对于eVTOL来说就存在很大困难。那么，满足103部超轻机规定的eVTOL能否打开商售的突破口呢？经过以上的简单分析，可以看出在法规上是没有障碍的，关键可能还是商业因素，包括用户体验、保险、市场规模等，当然这一切的基本前提是足够的安全性。祝Pivotal和所有eVTOL项目好运，希望Pivotal能通过优秀的设计和商业运作开启eVTOL交付用户、投入使用的重要阶段。
