低空新赛道 | 特稿:eVTOL热潮下如何实现多路径突破

文摘   科技   2024-03-15 17:36   北京  


全文共4027字,阅读大约需要10分钟

从2023年底中央工作会提出打造低空经济在内的若干战略新兴产业,到今年全国两会“低空经济”首次写入政府工作报告,作为新质生产力,低空经济正迎来新一轮发展机遇,尤其是eVTOL(电动垂直起降航空器)因其安全便捷、低碳经济、应用场景广阔等特点备受青睐。但在eVTOL热潮之下,依然要清醒地看到目前我国eVTOL产业仍然存在研发的成熟技术路线较为单一、资本投入缺乏科学引导、低空空域管理组织架构和工具方法尚不清晰、不成熟等问题,亟需针对当前情况统筹谋划,抓紧巩固新兴产业发展优势。


本文首发于今日民航IFLY 未经授权 不得转载


   特 稿: 

eVTOL热潮下如何实现多路径突破

撰文:任民辉 王建杰


电动飞机是指依靠电发动飞机而不是内燃机驱动的飞机。按照推进系统架构,电动飞机可分为纯电推进类和混合电推进类;按照起降方式,可分为滑跑起降类和垂直起降类,eVTOL(电动垂直起降)属于其中最常见的一种。eVTOL具有起降方便、安全高效、经济环保等综合优势,目前全球主要航空国家都在聚焦eVTOL研发,其中、美、日和欧洲各国更是早早布局、稳中推进,强力推动城市空中交通产业化发展。

我国在UAM(城市空中交通)领域的发展属于全球第一梯队,尤其在eVTOL装备有关电池、电机、产业链配套等方面具有一定优势,但依然存在eVTOL研发的成熟技术路线较为单一、资本投入缺乏科学引导、低空空域管理组织架构和工具方法尚不清晰、不成熟等问题,亟需针对当前情况统筹谋划,抓紧巩固新兴产业发展优势。


欧美各国加快推动城市空中交通发展   


目前,全球的电动飞机刚刚起步,多数产品处于研发或测试阶段,美国、日本、英国、德国等国凭借自身强大的航空研发能力,成熟的航空产业链、供应链体系,完整自主的民用航空(有人)监管体系,完善的通用航空基础设施,充裕的风险资本一直处于行业领先地位,秉承着以现有规章为基础的监管理念,大力开展面向载人的UAM系统研发。



政府发布战略规划,部署城市空中交通未来发展。美国国家航空航天局(NASA)和美国联邦航空管理局(FAA)为实现国家空域管理系统的现代化改造、推动低空飞行器的运行管理,于2015年启动了低空空域交通管理方法和技术的研究工作,目前已提出较为成熟的交通管理方法工具和运营概念。美国航空航天局于2018年发布UAM发展报告,并专门制订了电动和混动飞行实验计划。欧洲为满足城市建设和智能城市交通发展需求,面向低空空域管理提出发展蓝图和运行概念,并发布30种航空服务、空域分类概念及分类分级的监管规章框架。英国、韩国、澳大利亚政府相继发布《净零航空战略》《2030未来汽车产业发展战略》及《远程驾驶航空器系统和空中交通发展规划草案》。


加大投资和试点应用,促进高新技术研发落地。欧洲18个国家于2022年3月建立了UAM协同机制,提出的“清洁天空计划”投入41亿欧元,探索未来10年混电飞行器的可行性,并开发支持氢动力飞机的相关技术。英国成立航空技术研究院,计划2026年前投入26亿英镑用于重点包括氢能、电动航空等细分领域。美空军2020年启动“敏捷至上”项目,分三阶段探索电动垂直起降技术军民两用特性,第一阶段资助约1亿美元。日本本土飞行汽车企业较少,主要通过引进美国Joby Aviation公司、德国Volocopter公司、英国Vertical Aerospace公司等国外产品,与日本国内运营企业联合开展应用验证,培育飞行汽车发展的市场环境,计划在2025大阪世博会将飞行汽车投入运营。


成立以产业化为目标的行业组织,构建城市空中交通发展生态。美国通用航空制造者协会(GAMA)于2015年成立电动航空与创新委员会(EIPC),旨在推动电动航空技术的发展和应用。欧盟成立“零排放航空联盟”,为氢能和电动航空器产业应用生态做准备。英国多家企业、高校联合成立先进空中交通(AAM)产业生态联合体,推动AAM关键技术和基础设施建设,英国空管局联合巴航工业成立英国UAM产业联盟,支持新能源航空器发展。目前欧美的运行概念较为清晰,系统研发也已基本完成验证。日本成立“空中交通革命”官民协议会,成员包括政产学研用等40多家单位,主要对促进飞行汽车技术研发、完善制度和基础设施、提高社会接受度等方面进行研究讨论,对促进行业发展起到积极作用。


中国eVTOL发展面临的机遇与挑战   


2023年10月13日,中国民用航空局向亿航智能自主研发的EH216-S无人驾驶载人航空器系统颁发全球第一张型号合格证,我国率先具备无人驾驶航空器载人运营安全能力,亿航载人级无人机从应用场景上提供了更多可能、从商业运营上提供了装备支撑、从国内适航上提供了创新路径,具有重要意义。近年来,国内近十家企业获得超千万元融资,其中,小鹏汇天获亚洲eVTOL领域最大单笔融资5亿美元,并在2022年7月获得追加投资;亿航智能2019年在美国纳斯达克上市,成为全球首家上市的eVTOL企业。尽管我国eVTOL企业发展速度很快,但伴随着新一代城市空中交通发展不断变革,在技术能力、资本投入、空管系统等方面存在的不足逐渐显现,风险挑战十分严峻。



国内现有的成熟技术路线单一,适航审定摸索前进。从起降方式来看,锐翔通飞、万丰飞机等少数企业研发滑跑起降类飞机,这类飞机采用固定翼构型,多应用于飞行训练、旅游观光等场景;大多数企业专注于eVTOL/飞行汽车研发,构型包括多旋翼、复合翼、倾转旋翼、倾转涵道和陆空两用飞行汽车等,这类飞机多运行于低空环境,可用于应急救援、短途运输、城市通勤等场景。目前国内距离商业成功最近的eVTOL只有多旋翼,其他技术路线包括复合翼、倾转旋翼、倾转涵道和陆空两用飞行汽车等未见适航。当前,我国没有针对电动飞机单独设立适航规章,而是在现有民航规章体系基础上增加电动飞机适航审定要求,虽然已经领先全球,但是仍缺少成熟技术参与适航,适航审定程序还需继续完善。目前《亿航EH216-S型无人驾驶航空器系统专用条件》针对特定产品提出适航要求,但涉及生产规范、运行规则以及空域使用等多方面的规章体系仍欠缺,应用范围有限。在eVTOL运营模式和运行规则不成熟的情况下,很难为eVTOL航空器在国内适航审定基础、审定方法上指明方向,各领域仍处于探索阶段。


盲目性、跟风性、重复性投资,未能有效发挥资本引导作用。国内顶尖的eVTOL企业不多,2020年之前只有亿航、峰飞、吉利、小鹏汇天,随着2021年第一波融资热潮,越来越多新企业脱颖而出,然而是从0到1的突破,还是1到100的复制目前暂不明朗。



越来越多的国际企业“闻风而至”,空客、波音、巴航工业等传统航空制造商以及丰田、大众、吉利等汽车制造商均已着手布局eVTOL研发,这些企业具备厚实的制造基础、强大的产业整合优势以及相对充裕的资金流,势必会对初创企业带来严重冲击,一些不具备核心竞争力的企业将不得不面临技术路线调整、人才流失甚至被收购。在这些新兴领域,有效的资本引导十分必要,其中国内要数政府资金最具有天使投资的属性,对于地方政府来说,选未来产业就是成绩指标,却常常忽视了研究引进主体以及分析产业国内外布局、联系地方产业链定位和判断未来eVTOL商业模式的能力重要性,因此,经常出现同个省份多个地区同时引进一个项目,投资计划书换一个地方就继续拿政府资金,盲目性、跟风性、重复性投资的后果就是资源供给失衡,政府宝贵的培育资金被浪费,不仅没有培育新兴产业、促进产业创新,反倒提高了行业门槛,导致很多没有融资或者融资较少的科创企业生存周期缩短,影响产品的运营保障服务和持续发展能力,创新企业无法进入,新兴产业发展停步不前。


缺少以算法、算力和数据为中心的空管信息服务系统,难以保障产品大规模投入商业运行。交通工具的研制离不开市场需求、运行规则的牵引,低空飞行器只有符合运行规则、完成作业要求、使用户盈利,才能实现商业成功。当前国内低空经济的核心是城市空中交通,如何确保eVTOL在低空空域进行大规模安全飞行是关键。主观上,很多地方政府把大部分注意力都放在制造上,对探索低空经济运营模式和运行规则的支持力度有待加强。客观上,国内缺少一批市场化、成体系的空中交通管理系统、生态系统建设和具备云计算、数据安全和业务连续性服务的供应商。当前,低空空域管理组织架构和工具方法尚不清晰、不成熟,eVTOL/飞行汽车运营商、临时起降点、低空智能交通网建设及管理系统等环节存在较大缺口,不足以实现低空飞行器的规模化商业应用,限制了无人机等产品的创新发展。同时,由于缺少运营模式和运行规则的有效牵引,产业链存在明显短板,低空无人机产品在总体布局、零部件结构、能源动力、航电设备、机电系统等方面的标准各异,产业链下游的运营、综合保障以及延伸服务等产业链环节缺失。


对我国eVTOL发展的建议   


我国在传统民用航空领域与世界诸多航空强国相距较远,而在eVTOL这一新的领域,我国有能力领跑新赛道。首先是因为技术路线与以往有较大不同,我国具有完整的无人机产业体系、强大的软硬件二次开发能力、超大流量带来的建模数据,完善的数字基础设施给了新技术很大的发展优势。




其次是得益于我国新能源汽车产业多年来的显著发展,尤其在动力电池、电机、电控领域搭建了相对完备的产业链和创新链,自动驾驶、环境感知、决策与控制等技术取得快速突破,为eVTOL装备配套和政策发展提供了巨大支撑。基于此,提出如下建议:


一、强化顶层设计,加快标准法规制定出台

建立大众化的低空短途运输客运和物流体系,利用人工智能等新技术的创新应用,搭建UAM运营试点城市,探索UAM管理体制机制,实现空域精细化管理,同时加快低空运输与铁路、公路、水运、高空运输等传统运输方式的协同发展,打造衔接互联、互相补充的低空运行管理网。制定电动飞机产业化发展技术路线图,引导企业创新突破和商业应用,围绕产品安全、技术性能、市场运营等,加快制定行业标准,鼓励行业社会组织制定团体标准并加快推广,积极推进适航审定体系构建,健全研发制造、运营使用、适航管理等政策法规体系,制定产业创新、人才、应用等方面的支持政策。


二、发挥多领域融合优势,引导资本投入技术创新

综合运用财税、金融等政策,聚焦高功重比、长续航、低成本的动力系统,轻量化设计,智能驾驶等领域,满足eVTOL航空器对于安全性、航程和载荷的使用需求,重点发展电池技术以及其他国内重大短板,鼓励企业、高校与科研院所联合开展技术攻关及应用,对不同技术方案进行大胆尝试,积极探索。发挥产业联盟、学会、协会等研究机构作用,开展上下游产业研讨、技术联合攻关和国际交流合作,为地方产业布局和技术投资提供专业意见,避免地方政府重复无效的资源投入,支持行业研究机构、社会组织等发布eVTOL发展报告,引导社会资本及资源要素合理投向。


三、打造低空无人机系统交通管理平台,围绕试点开展商业应用

支持以新型基础架构模式来实施管理,类似低空无人机系统交通管理平台,具有数字化基础架构和服务,能够提供高级自动化功能,确保无人机在低空空域进行安全飞行。依托eVTOL的产业化应用试点,如国家通用航空产业综合示范区,民用无人驾驶航空试验基地(试验区)等,采用“先载物后载人”策略,从物流快递、应急救援逐步扩大到短途客运、个人飞行等领域,积累数字化智能化管理经验,试点从小片区不断拓展到大片区。适时引入第三方金融、检测机构、行业协会/联盟等共同参与,建立以飞行安全为主的制造运营协同,确保安全、智能、有效、绿色的发展路径。

(作者单位:工业和信息化部装备工业发展中心)



相关新闻:

低空新赛道 |特稿:展望未来应用场景 中国eVTOL将领跑低空经济新赛道

低空新赛道 |推动引领未来赛道 中国 eVTOL 面临的机遇与挑战

低空新赛道 | 中国市场为eVTOL发展提供有力支撑

低空新赛道 | 中国eVTOL年鉴·合作签约

低空新赛道 | 中国eVTOL年鉴·政策措施

低空新赛道 | 中国eVTOL年鉴·热点事件

低空经济 | 柳芳专访:抢抓发展优势 大力推动低空经济发展

低空经济|何小鹏专访:低空经济发展要注重优势转化

低空经济 | 吴仁彪专访:发展低空经济要因时因地制宜

低空经济|新兴新质迸发新活力

IFLY观察 |  地方政府如何为低空经济添把火?

IFLY头条 | 民航局副局长韩钧:2030年我国低空经济规模有望达到2万亿元!

【权威发布+解读】《民用微轻小型无人驾驶航空器运行识别最低性能要求(试行)》

2024年全国民航工作会议在京召开:大力服务低空经济发展



🛫️

更多精彩
敬请期待
点击关注 精彩即刻掌握!



通用航空是国家战略性新兴产业建设民航强国必须实现通用航空与运输航空“两翼齐飞”。由中国民航局主管、中国民航报社有限公司主办的《今日民航IFLY》杂志,是专注于通用航空领域的权威、专业媒体,深耕公务与通用航空领域,主动宣传报道和服务行业,积极打造全媒体平台,持续致力于增强公务与通用航空舆论传播的影响力和公信力。
审核
王泓
微信编辑
本刊记者 邢路


今日民航IFLY
做中国最好的通用航空权威专业杂志
 最新文章