空中新視界：解密低空經(jīng)濟的顛覆與機遇（下篇）

前言在上篇中，我們與CIC灼識咨詢共同對低空經(jīng)濟的市場發(fā)展、監(jiān)管體制等方面進行了介紹。在低空經(jīng)濟的發(fā)展中，低空航空器是不可或缺的重要載體。在本篇中，我們與CIC灼識團隊將對eVTOL（electricVerticalTake-offandLanding，電動垂直起降航空器）進行專題分析，簡要討論eVTOL的應(yīng)用場景、適航審定、產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)及相關(guān)企業(yè)等事項。一、eVTOL有哪些特點和應(yīng)用場景？eVTOL是指以電力為動力來源進行垂直懸停、起飛和降落的一類飛行器。eVTOL可以像直升機一樣垂直起降，無需跑道，起降可以使用直升機坪或任何垂直起降場地。eVTOL作為航空領(lǐng)域的新銳力量，自誕生起就蘊含了眾多創(chuàng)新理念、設(shè)計、技術(shù)與材料，與傳統(tǒng)飛行器有較大區(qū)別，主要體現(xiàn)在以下幾點：全電/混合動力技術(shù)：飛行器使用電動或混合動力系統(tǒng)，減少了對傳統(tǒng)燃油的依賴，降低了碳排放；垂直起降能力：eVTOL飛行器可以在有限的空間內(nèi)實現(xiàn)垂直起降，無需長跑道或固定起降設(shè)施；分布式推進：采用多個分布在機身不同位置的電動發(fā)動機來提供推進力，實現(xiàn)穩(wěn)定和靈活的飛行。eVTOL作為一種創(chuàng)新的電動垂直起降飛行器，其應(yīng)用前景廣闊，涵蓋了載人、載貨以及監(jiān)察等不同用途，涉及空中交通、貨物配送、農(nóng)業(yè)監(jiān)測、緊急救援、國防安全等多個領(lǐng)域。隨著技術(shù)的成熟和市場的發(fā)展，eVTOL有望滲透到各行各業(yè)中，成為推動社會進步和改善人們生活的重要力量。圖1eVTOL應(yīng)用場景示例二、eVTOL有哪些分類？技術(shù)的不斷進步推動了eVTOL飛行器的多樣化構(gòu)型設(shè)計。不同的構(gòu)型也反映了eVTOL技術(shù)的發(fā)展歷程和創(chuàng)新嘗試。隨著技術(shù)的進步和市場的需求變化，eVTOL的設(shè)計也在不斷演變和優(yōu)化。各種構(gòu)型都有其獨特的優(yōu)勢和局限性，因此多樣化的構(gòu)型使得eVTOL能夠更廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域。eVTOL按飛行原理分類主要可分為多旋翼構(gòu)型、復(fù)合翼構(gòu)型、傾轉(zhuǎn)翼構(gòu)型、傾轉(zhuǎn)涵道型四大類。多旋翼構(gòu)型原理類似于傳統(tǒng)民用無人機和直升機，設(shè)計構(gòu)型相對簡單，穩(wěn)定性更強，且體積較小，可以在城市內(nèi)環(huán)境靈活部署，基建要求更低。復(fù)合翼構(gòu)型有兩套旋翼，一套垂直旋翼控制起飛降落，一套水平推進旋翼控制巡航，起飛降落與推進動力系統(tǒng)分離，因此飛行安全性高。傾轉(zhuǎn)翼構(gòu)型原理類似于傳統(tǒng)的傾轉(zhuǎn)旋翼直升機，在速度和航程上優(yōu)勢最大，但因機械設(shè)計過于復(fù)雜，對技術(shù)可靠性和飛行姿態(tài)控制帶來了額外的挑戰(zhàn)。傾轉(zhuǎn)涵道型將裸露在外的風(fēng)扇結(jié)構(gòu)裝入涵道中，在動力可靠性、地面?zhèn)α叶?、噪聲控制、氣動效率等方面實現(xiàn)了更好的平衡。圖2不同構(gòu)型eVTOL對比示例三、eVTOL如何進行適航管理？（一）航空器的適航管理安全性是航空器最核心的要求，適航審定則是確保航空器安全性的重要環(huán)節(jié)。除了超輕型飛行器、微型/輕型/小型無人機等部分航空器由于自身的性質(zhì)特點、安全性風(fēng)險較低而無需取得適航許可之外，其他民用航空器則需要通過適航審定程序，確保航空器的設(shè)計和制造符合最低的安全性要求。中國境內(nèi)航空器初始適航管理的三個環(huán)節(jié)：適航審定秉持基于風(fēng)險原則，不同種類的航空器適用不同的審定標(biāo)準(zhǔn)，對于風(fēng)險相對較低的航空器，審定標(biāo)準(zhǔn)和審定程序則相對簡化。針對正常類飛機（主要指小型固定翼飛機）、運輸類飛機（主要指大中型固定翼飛機）、正常類旋翼航空器（主要指小型直升機）、運輸類旋翼航空器（主要指大中型直升機）、中型/大型民用無人駕駛航空器等不同類別的航空器，中國民航局已經(jīng)制定了相應(yīng)的適航審定標(biāo)準(zhǔn)。（二）中國境內(nèi)對eVTOL的適航管理eVTOL作為一種新型的航空器，中國民航局目前尚未制定單獨適用于eVTOL的適航審定標(biāo)準(zhǔn)。由于eVTOL在具體設(shè)計、預(yù)期用途等方面與其他類別的航空器存在類似之處，但也存在一定差異，針對正常類/運輸類旋翼航空器、無人駕駛航空器的適航審定標(biāo)準(zhǔn)并不能完全適用于eVTOL?，F(xiàn)階段中國民航局對eVTOL的適航審定更多地采取一事一議的原則，參考現(xiàn)有的其他類別航空器的適航標(biāo)準(zhǔn)為每個eVTOL項目單獨制定專用條件。對于有人駕駛的eVTOL而言，如果從事商業(yè)載客等業(yè)務(wù)，通常按照“特殊類別航空器[1]”進行型號合格審定。對于無人駕駛的eVTOL，則需進一步根據(jù)是否載人、是否進行融合飛行或在人口密集區(qū)域上方飛行等因素綜合判斷其屬于運輸類、正常類或限用類無人機，從而制定不同的專用條件。例如，2022年2月，中國民航局針對億航EH216-S型載人無人駕駛航空器發(fā)布了首個eVTOL項目專用條件《億航EH216-S型無人駕駛航空器系統(tǒng)專用條件》。[2]2023年5月，中國民航局針對峰飛科技V2000CG載物無人駕駛航空器發(fā)布了《V2000CG型無人駕駛航空器系統(tǒng)專用條件（征求意見稿）》并于2023年11月發(fā)布最終版本的專用條件[3]，根據(jù)V2000CG型號的設(shè)計特點和運行風(fēng)險等確定了適用的適航要求。2023年12月，中國民航局發(fā)布針對沃飛長空AE200-100型電動垂直起降航空器發(fā)布了首個有人駕駛的eVTOL項目專用條件《關(guān)于就沃飛長空AE200-100型電動垂直起降航空器型號合格審定項目專用條件征求意見的通知》。[4]（三）境外法域?qū)VTOL的適航管理歐盟航空安全局（EASA）未將垂直起降飛行器（VTOL）簡單歸類于傳統(tǒng)的飛機或旋翼航空器，而是于2019年7月發(fā)布了面向小型載人VTOL的適航審定特殊條件SC-VTOL-01文件[5]，確立了相關(guān)安全和設(shè)計目標(biāo)。SC-VTOL-01文件將審定類型與運行場景相匹配，按運行場景將VTOL的審定類型分為基本類（Basic）和增強類（Enhanced），并規(guī)定了不同的安全性目標(biāo)和審定條款。2020年5月，在SC-VTOL-01文件的基礎(chǔ)上，EASA又頒布了符合性方法建議稿MOCSC-VTOL文件[6]，并對于如何證明航空器符合相關(guān)安全和設(shè)計要求進行了詳與之類似，由于《美國聯(lián)邦航空法規(guī)》（14CFR）[7]并未針對動力升力機（powerlift）專門制定適航標(biāo)準(zhǔn)，美國聯(lián)邦航空局（FAA）將動力升力機作為14CFR第21.17（b）部分項下的特殊類航空器（specialclassaircraft）進行型號認證，并按照一事一議的原則根據(jù)每個型號的情況相應(yīng)制定專門的專用條件?；谏鲜霰O(jiān)管理念，2022年11月，F(xiàn)AA發(fā)布針對JobyJAS4-1型eVTOL的適航準(zhǔn)則專用條件之建議稿，并于2024年3月8日四、eVTOL有哪些優(yōu)勢？eVTOL航空器作為一種新興的交通工具，憑借其獨特的優(yōu)勢，正逐漸嶄露頭角。eVTOL巧妙融合了電動汽車經(jīng)濟性、直升機便捷性及民航客機安全性，因此被視為實現(xiàn)城市空中交通（UAM）的革新途徑。其巨大的市場潛力與獨特優(yōu)勢不言而喻，尤其在解決城市交通問題上具有顯著效果。eVTOL的相對優(yōu)勢包括但不限于：速度快：eVTOL采用先進的電動推進系統(tǒng)及輕量化設(shè)計，飛行效率高、速度快，且eVTOL不受到地面交通情況的影響，極具便利性；低碳環(huán)保：eVTOL只需要充電樁補能即可，如結(jié)合使用可再生能源發(fā)電，eVTOL在整個能源的產(chǎn)生、運輸和使用環(huán)節(jié)都能實現(xiàn)零污染、零排放；低運行成本：相對于傳統(tǒng)直升機，eVTOL在實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)后成本將有極大下降空間，且eVTOL的電動力系統(tǒng)維護成本更低；低噪音：eVTOL使用電機驅(qū)動，起降和巡航噪音顯著低于其他飛行器，目前eVTOL起降噪音約65dB，巡航噪音約50dB，而直升機起降與巡航噪音分別為140dB和90dB左右；高便利：eVTOL飛行器垂直起降且體積小，不需要機場、跑道，對起降平臺要求更低，可以適配各種地形和場景下的起降需求。圖3eVTOL相對優(yōu)勢示例五、eVTOL潛在市場空間有多大？中國eVTOL市場蘊藏著巨大的增長動能。共享出行層面，中國眾多的人口和部分地區(qū)緊湊的空間布局為eVTOL技術(shù)的推廣提供了得天獨厚的條件。物流層面，作為全球領(lǐng)先的電子商務(wù)市場，中國急需高效、便捷的物流運輸方式，而eVTOL技術(shù)無疑滿足了這一迫切需求。同時，中國廣袤的地域和豐富的文化景點，使得eVTOL成為一種富有創(chuàng)意且高效的旅游交通選擇。此外，在農(nóng)業(yè)監(jiān)控、應(yīng)急救援和政府服務(wù)等眾多領(lǐng)域，eVTOL技術(shù)的應(yīng)用也預(yù)示著其在中國市場上的廣泛適應(yīng)性。中國eVTOL的潛在市場空間巨大，僅以共享出行場景為例，其潛在市場空間在2023年可達6,000億元。六、eVTOL產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)有哪些？eVTOL行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粋€多元化、高度協(xié)同的生態(tài)系統(tǒng)，涵蓋了上游、中游和下游的多個核心環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都不可或缺，共同支撐起了這一新興行業(yè)的繁榮發(fā)展。產(chǎn)業(yè)鏈的上游主要聚焦于飛行動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)以及其他關(guān)鍵子系統(tǒng)的研發(fā)與生產(chǎn)。中游則關(guān)注制造與模擬訓(xùn)練，制造商運用先進工藝和質(zhì)量控制體系完成制造，模擬訓(xùn)練確保飛行安全穩(wěn)定。下游則面向各類用戶，提供短途飛行服務(wù)，包括城市空中交通、空中游覽等。不同用戶需求各異，為eVTOL行業(yè)帶來了廣闊的市場空間與發(fā)展機遇。圖4eVTOL產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D從價值量的角度看，三電系統(tǒng)是eVTOL最為關(guān)鍵的核心環(huán)節(jié)，占整體制造成本約50%。eVTOL的動力系統(tǒng)多采用分布式推進系統(tǒng)，電池與小尺寸電機的應(yīng)用規(guī)避了很多大動力系統(tǒng)帶來的問題，很大程度上簡化了機械結(jié)構(gòu)，降低了操作要求和維護成本，提升了飛行器的安全性。數(shù)據(jù)來源：LiliumAnalystPresentation2021圖5eVTOL成本構(gòu)成示例七、eVTOL相關(guān)企業(yè)有哪些？eVTOL行業(yè)正迎來蓬勃發(fā)展的黃金時期，其巨大的市場潛力已吸引了全球范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注與投資。隨著技術(shù)的不斷進步和商業(yè)模式的不斷創(chuàng)新，越來越多的創(chuàng)新型企業(yè)正積極涌入這一領(lǐng)域，探索多樣化的技術(shù)路徑和商業(yè)模式。在這場激烈的市場競爭中，眾多領(lǐng)軍企業(yè)正全力以赴進行技術(shù)研發(fā)和飛行測試，以期搶占市場先機。近年來，eVTOL企業(yè)的商業(yè)化進程明顯加速。在國際市場上，美國Joby公司憑借其領(lǐng)先的S4有人駕駛eVTOL技術(shù)，于2023年11月在紐約市區(qū)成功完成首次試飛，并計劃于2025年正式投入生產(chǎn)。同時，由吉利控股參與投資的德國Volocopter公司也計劃于2024年在巴黎奧運會期間提供eVTOL商業(yè)試運營服務(wù)，進一步推動該技術(shù)的商中國在eVTOL行業(yè)的地位顯著，不僅在電池、電機、電控等關(guān)鍵技術(shù)上有著較大的領(lǐng)先優(yōu)勢，而且在市場應(yīng)用方面有著巨大的潛力。在商業(yè)化進展方面，中國eVTOL企業(yè)也走在全球前