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开eVTOL出行不是梦,各路玩家抢占万亿美元空中交通市场|行业观察

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或许再过几年,我们就能看到大量空中汽车穿梭在楼宇间。

城市空中出行的时代要来了?

近期eVTOL市场十分火热。今年8月份美国eVTOL公司Joby Aviation通过SPAC上市,这也是全球第一家上市的民用空中交通工具初创公司。

10月份小鹏汇天完成5亿美金A轮融资,这是迄今为止亚洲低空载人飞行器设备生产领域获得的最大的单笔融资,小鹏汇天同时表示,将在2024年开始量产飞行汽车。 

“2024年”、“量产”这些词汇几乎是在宣布城市空中交通体系已经由梦想照进了现实。 

摩根士丹利对到2040年的全球eVTOL市场规模进行了预估,并根据技术发展情况和政策配套给出了三个数据:技术发展最为乐观,监管政策也能够及时放开的情况下,eVTOL市场规模可能达到29000亿美元;技术成熟程度和政策配套均为中等水平时,市场规模为15000亿美元;而最不乐观的情况,市场规模也会达到6150亿美元。 

罗兰·贝格也曾发布预测,到2050年,“全球范围内将有近100,000架eVTOL飞行器在飞行,它们将用作空中出租车,机场班车和城际航班服务。” 

资本和行业巨头涌入eVTOL市场的最直观体现就是大量初创型公司及跨界玩家开始显现。从公司背景看,目前市场上的玩家主要包括“无人机及航模厂商”、“拥有航空工业技术经验的团队”、“车企等跨界企业”几类,且相较于国内市场,国外市场玩家更为丰富,其产品进度也较为领先。 

本文将简单介绍eVTOL发展历程和产品形态,并盘点当下国内外eVTOL的主要玩家,由于evtol产业链还不够成熟,本文暂时不进行梳理。 

eVTOL的历程和动力布局

eVTOL(Eletrical Vertical Take-off and Landing)即电动垂直起降飞行器,从目前的市场情况来看evtol载人机型和货运机型均存在,但一般不包括消费级、工业级无人机产品。 

最早的eVTOL概念机型出现于2010年前后。2014年,美国直升机国际协会和美国航空宇航协会在弗吉尼亚大会上正式将 eVTOL 概念引入。 

2016年,Uber提出的“Uber Elevate”空中出租车计划,直接在欧美市场引发了eVTOL浪潮,随后大量的初创公司和汽车、航空产业巨头开始投入eVTOL市场。事实上我国民用eVTOL市场也是由于Uber的空中出租车计划才开始兴起的。 

2017 年,由垂直飞行协会编制的第一份eVTOL飞机目录对外发布,该协会希望通过相关工作,帮助业内的公司、研究人员和政府机构,共同突破技术、法规、基础设施、交通管理和安全性等问题在内的诸多商业障碍。2019年,欧洲航空安全局发布了全新的航空管理规定,应用于小型eVOTL认证。 

2020年2月,美空军启动了名为“敏捷至上”(Agility Prime)的演示验证项目,旨在探索航空业新兴的eVTOL技术在特种作战、救援搜索、短距运输等军事任务应用的可行性,推动商用技术向军事领域转化。 

目前业内普遍认为美空军的“敏捷至上”计划对eVTOL行业发展有很强的推动作用。“敏捷至上”项目列举了将军用电动垂直起降飞行装备5个方面的技术要求: 

1)机械结构较传统垂直起降飞行器简化,从而降低维护成本和周期;

2)应用自主飞行技术,提高安全性、降低人员操作需求;

3)经济性,可批量生产应用;

4)采用分布式电推进技术实现低噪声;

5)灵活、敏捷,减少对基础设施的依赖。 

相应的飞行器技术要素包括采用分布式推进系统;采用电推进系统;有人驾驶、遥控驾驶,或自主飞行;垂直起降;具备悬停能力;可具备升力表面及模块化设计。可以看到现有的民用eVTOL完全符合这些指标。 

同时,美空军还表示将为参与“敏捷至上”项目的研发上提供资金和技术上的支持。公开资料显示,在资金支持方面,美空军将通过其中小企业创新研发基金(SBIR)等多个渠道对研发商进行支持;在政府资源方面,项目参与者能够获得包括电磁干扰实验室、风洞、试飞空域、声学实验室等在内的基础设施使用资源。 

在动力布局方面,目前eVTOL一般有矢量推力构型(包括倾转构型),即飞行器有机翼,矢量推进系统可直接提供上升动力及巡航动力,具体实施方案既有倾转旋翼也有矢量推进涵道。这种构型的好处在于可通过一套系统提供多维度动力,机体结构简洁且兼顾了垂直起降性能和平飞速度,但倾转结构往往较为复杂,有更高的故障率。 

复合翼构型。即飞行器有机翼,有独立的推进器分别提供升力和帮助巡航,飞行器巡航时依靠机翼而非推进器提供升力。 

多旋翼构型。即飞行器有多个旋翼,没有机翼或有短机翼,飞行器巡航时也只能依靠旋翼推进器提供全部或部分升力。多旋翼构型是目前市场上最成熟的动力布局,机构最简单,但巡航速度也是三种动力布局中最小的。 

国外厂商

Joby Aviation

Joby成立于2009年,是美国一家致力于民用空中交通工具研发的创业型公司。2021年8月Joby通过SPAC上市。

目前Joby正在开发的载人eVTOL名为Joby S4采用六轴倾转旋翼布局,设计最高时速为200英里(约322公里),每行驶150英里(约 241 公里)需重新充电一次。除1名飞行员外,该飞机每次可载客4人,目前该eVTOL原型机已经完成1000多次飞行。 

Lilium

Lilium成立于2015年,是一家德国电动航空公司。2021年9月,Lilium同样通过SPAC的方式在美国上市。

Lilium将自家的载人eVTOL命名为Lilium Jet。最初的Lilium jet设计为5座,2019年5月16日,5座版Lilium Jet正式对外展示并完成首飞。目前Lilium已经开始研发7座版Lilium Jet,甚至在此前披露的设计中还出现了16座机型的概念图。根据设计,7座版Lilium Jet设计巡航速度为175英里(282公里),航程超过155英里。

5座版Lilium Jet由36个电动涵道风扇提供动力,尽管此前Lilium相关负责人表示未来将研发无人驾驶的载人eVTOL,但目前Lilium的产品仍需要一名驾驶员。 

Volocopter

Volocopter于2011年在德国成立,2017年在迪拜试飞世界上第一个空中出租车。. 2019年9月,Volocopter宣布完成C轮融资5000万欧元,由吉利控股集团领投,戴姆勒股份公司参投。

据报道,Volocopter今年6月份已经和吉利控股集团旗下公司沃飞长空组件了合资公司,即沃珑空泰(成都)科技有限公司,并将向其出售150架eVTOL产品。 

Archer Aviation

Archer Aviation于2019年在美国成立,是一家电动飞行出租车创业公司,目前推出了首款eVTOL城市空中飞行器Maker。

据Archer介绍,其Maker飞行器最高飞行时速可达每小时150英里,翼展为40英尺,配有12个旋翼。其中6个大型5叶旋翼,用来提供大部分的推进力支持,还有6个小型双叶旋翼,似乎只在悬停和巡航过渡阶段使用。

Maker可搭载两名乘客,整机重量约为3300磅,量产版Maker最终将扩容至可搭载4名乘客。 

Wisk Aero

Wisk成立于2019年,是Kitty Hawk和波音公司的合资企业。Wisk正在试飞第五代产品Cora,已经制造了七架全尺寸验证机,分别在美国加州和新西兰试飞并申请适航审定,目前已经飞行了1300多次,计划年内(2021年)进行载人试飞。

Cora起飞全重2800磅(1270公斤),采用复合翼结构布局和自动驾驶运行模式,可搭载两名人员,拥有12个用于垂直起降的螺旋桨和一个用于平飞的螺旋桨。现在的是第五代机型,是过去六年时间里的积累改型,已获得超过120项美国和国际专利,时速100英里(160公里),目前航程25英里(40公里,另有十分钟备份时间)。

Beta TechnologiesBeta 2017年成立于美国,目前估值为14亿美元,专注于开发国防应用、货物运送和医疗物流等场景的eVTOL并建立快速充电系统网络。今年5月,Beta宣布完成3.68亿美元的A轮融资。本轮融资由富达管理研究公司领投,亚马逊旗下Climate Pledge Fund跟投。

Beta目前拥有货运eVTOL机型ALIA,该机型翼展约为15米,最大起飞重量达到2.7吨,采用复合翼布局,充满电仅需50分钟,每架飞机最多可以安装五个电池组,航程约为400公里。目前Beta已与UPS Flight Forward签署了150架订单协议,与Blade Urban Air Mobility签署了20架订单协议。 

Vertical Aerospace

Vertical是一家总部位于英国的开发eVTOL的企业,目前的新产品是VA-X4,航程超过100英里,据称能搭载1名飞行员和4名乘客,速度每小时可以超过200英里。

Vertical计划在今年晚些时候对其进行首次试飞,预计最早在2024年获得认证并开始交付。据外媒报道,目前美国航空和维珍大西洋航空都与Vertical签署了协议,将分别购买250架和150架eVTOL飞机。 

Urban Aeronautics

Urban是一家以色列城市航空公司,其计划总额1亿美元的A轮融资已获得1000万美元,投资人包括总部位于纽约的紧急医疗运输集团 Besadno、以色列汽车零售商Talcar Corp. 和一位未公开身份的巴西私人投资者。

Urban曾公开展示过期概念机Cormorant,但至今没有准确的载人试飞消息。  

国内厂商 

亿航智能

亿航2014年成立于中国广州,目前其业务重心聚焦物流和载人eVTOL。产品方面载人eVTOL亿航推出了“亿航216”,该机型可搭载两名乘客,使用自动驾驶模式;动力布局上采用8轴16桨的多旋翼设计,最大载荷220公斤,最大航程35公里,最大巡航速度130km/h。

今年9月3日,亿航在官网宣布,其旗舰产品载人级自动驾驶飞行器亿航216和天鹰物流机在爱沙尼亚完成欧盟GOF 2.0城市融合空域研究项目在机场接驳和包裹配送应用场景下的超视距(BVLOS)试飞。

亿航于2019年底在美上市。根据亿航年报显示,其2020年营收为1.801亿元(约2760万美元),较2019年的1.218亿元同比增长47.8%。但其2020年经营亏损为9130万元(约1400万美元),较2019年的4630万元同比增长97.0%,公开资料显示亿航经营亏损增加主要是由于计入成本和经营费用的股权激励费用增加。 

峰飞

峰飞航空科技于2017年在上海成立,创始人田瑜先生进入航空行业20余年,经验丰富。2021年5月,峰飞航空大型物流垂直起降飞行器V1000CG正式亮相,未来将主要在海岛、山区、高原等交通不便地区应用于支线物流运输,可大幅提升运输效率并降低运营成本。

今年10月底,峰飞自动驾驶eVTOL载人飞行器V1500M完成首飞测试。V1500M最大起飞重量1500公斤,搭载纯电动力系统,载客飞行航程250公里,最大载客数3-4人,采用了复合翼动力布局和自动驾驶模式。

今年9月18日,峰飞宣布完成1亿美元A轮融资,由国际航空资本投资。这是目前国内eVTOL企业获得的最大单笔融资。 

时的科技

时的科技于2021年5月在上海松江注册成立。创始人曾在吉利集团、空客公司和峰飞科技担任重要职务。

目前时的科技正在研发载人eVTOL机型E20,设计方案包括纯电动力系统、固定翼(鸥翼)+垂直和水平尾翼、6旋翼(其中4个旋翼可倾转)、可容纳1名飞行员和4名乘客的5座智能座舱,其最大起飞重量为2.4吨,最大载荷450kg。

据了解时的科技未来将以UAM运营服务为主要战略发展方向,以自研飞行器作为载具,不销售主机,而是通过服务盈利。

时的科技计划于2021年完成等比样机的制造和系统集成,并于2022年首飞。目前,时的科技正在准备向中国民航局提交适航取证申请,并正在与EASA沟通适航取证事宜,预计2021年底正式向CAAC提交申请报告,整个适航取证周期约为3-4年,其整机将于2025年开始量产。 

瓦特科技

瓦特空间(北京)科技有限公司成立于2021年,团队主要来自于中国航天、中国商飞、博世、Denso等单位,拥有特种行业eVTOL、C919、CR929等型号飞机、新能源汽车研发的复合经验。

瓦特科技已打造覆盖飞行器设计、飞行控制、导航、通信、动力系统设计、人机交互的完整工程师体系,并自主研发无人航空器自动域飞行控制器,具备多传感器融合、自主导航定位、高可靠姿态控制、决策控制、低时延远程高速通信的能力。据了解瓦特科技eVTOL原型机将采用复合翼布局,成员6人,拥有300公里的续航里程。目前,瓦特科技已启动FAA沟通适航取证事宜,其整机将于 2024年开始量产。 

磐拓航空

磐拓航空成立于2019年。2021年9月22日,磐拓航空发布了其第一款eVTOL机型设计,是较为独特的倾转机翼构形,采用涵道风扇动力系统,升力面为鸭翼布局,前后机翼上装有多个直径较大的涵道风扇,座舱可见前后排,因此可能为4-5座。

零重力

零重力南京飞机工业有限公司是国内少数从事倾转旋翼eVTOL生产的主机厂商,成立于2019年。创始团队目前取得了自研LSA类航空器“TC”型号合格证,并自研包括倾转控制律算法、总体气动布局设计、飞行力学及仿真分析、能源管理设计、飞控系统开发、控制策略设计等核心技术模块。

零重力已于今年9月成功试飞具备自主飞行能力的2座载人多旋翼构型机,计划于2023年试飞6座倾转旋翼机,并在之后的3年内取得型号合格证。公司于2021年5月获得蓝驰投资。 

沃兰特航空

沃兰特成立于2021年6月,致力于客运电动垂直起降飞机(eVTOL)的研发生产。今年9月,沃兰特获数千万人民币种子轮融资,由顺为资本领投,Ventech China人民币基金跟投。据报道该轮融资资金将用于建立专业齐全、规模合理的工程团队,研发实验楼装修及实验设备购置,缩比样机试飞、风洞实验及设计优化等。 

航空巨头及整车厂商 

波音

波音主要通过收购及于其他公司成立合资子公司的方式来布局eVTOL领域。2017年波音收购了Aurora Flight Sciences,现在AFS属于波音NEXT技术风险投资部下的子公司。

2019年1月23日,AFS的eVTOL原型机完成了首飞,从已知的资料来看该机型同样采用了复合翼布局,拥有8个用于垂直起降的螺旋桨和一个用于平飞的螺旋桨。但在2019年的另一次测试中,该机型发生过坠毁。 

空客

今年9月21日,在法国图卢兹举行的空客可持续发展峰会上,空客公布了一款固定翼城市空中客车新一代eVTOL的设计,其有一个v型尾翼和八组电动机和螺旋桨。但空客还没有正式表示它下一步将如何使用eVTOL。

由空客直升机公司领导的一个工程团队正在研究模型的详细设计,目标是在2023年实现原型机的首飞,并在2025年进行型号认证。它将搭载4名乘客,飞行距离80公里(50英里),时速120公里(75英里)。 

巴西航空工业

今年6月,巴西航空工业公司旗下Eve城市空中交通解决方案公司(以下简称“Eve”)与Halo日前宣布双方已达成合作关系,将共同致力于在美、英两国发展城市空中交通(UAM)产品和服务。此次合作包括向Eve订购200架eVTOL飞行器,交付预计将于2026年开始。目前具体产品信息不详。

今年7月,Eve与跨国能源领导者EDP签署了一份谅解备忘录,合作开发城市空中交通。双方将合作研究eVTOL开始运营后所需的充电基础设施的解决方案和运营模式。 

贝尔

今年1月7日,美国CES大会上,贝尔展示了第二款全尺寸eVTOL模型。该款eVTOL名字为Nexus 4EX,最大起飞重量为3175kg,巡航速度为240km/h,最大航程95公里。

值得一提的是,美国军方正在使用的大名鼎鼎的V22鱼鹰倾转旋翼机就出自贝尔。 

罗罗

航空动力巨头罗罗(Rolls-Royce)3月9日宣布,将与英国飞行汽车企业Vertical Aerospace合作,为Vertical Aerospace最新的飞行汽车提供电动力系统。这是罗罗在飞行汽车电动力系统领域的首笔商业合作。 

现代

现代与Uber在2020年1月达成了合作伙伴关系,并将联合研发载人eVTOL产品。从其发布的产品概念图和设计指标来看,该eVTOL机型可搭载5名成员(包括一名驾驶员),巡航速度为290km/h,飞行高度为300-600米,最大航程为100公里,充电时间为5-7分钟。该机型采用分布式电力推进技术,拥有12个螺旋桨提供升力,其中4个是倾转旋翼,可做巡航动力。同时配备了紧急降落伞系统。 

本田

本田近期公布了其最新的eVTOL产品,虽然没有提供其细节,但描述显示,该机型拥有八个小型螺旋桨分布在两个吊杆上,两个导管螺旋桨在后部。配套视频显示了其使用混合动力,拥有混合249英里里程和62英里全电动里程。 

丰田

丰田高管表示,正在不断推进飞行汽车项目,并已经开始测试电动垂直起降等技术。据报道,丰田已经在试验电动垂直起降技术,还投资了一家名为SkyDrive的日本空中交通初创公司。后者在去年首次完成载人飞行测试,一名飞行测试员驾驶这辆SkyDrive飞行汽车成功飞跃丰田位于日本的丰田试验场,在空中盘旋了大约 5 分钟。

吉利

吉利同样是通过投资及于其他公司成立合资公司来布局eVTOL业务。吉利投资了上文中德国eVTOL公司Volocopter。

今年6月,一家名为沃珑空泰(成都)科技有限公司的合资公司在成都注册成立。根据工商登记的资料显示,该公司注册资本1000万元,由吉利旗下成都沃飞科技有限公司与外企VOLOCOPTER ASIA HOLDING PTE.LTD.共同出资成立。

小鹏

小鹏旗下城市空中出行公司小鹏汇天近期发布了旅航者X2载人eVTOL,采用了多旋翼布局和自动驾驶模式。

旅航者X2空机重量360kg,最大起飞重量为560kg,官方称其续航时间为35分钟,最大飞行速度可达130km/h。旅航者X2全机身采用碳纤维结构,空机含电池重量560公斤,可搭载2位乘客,最大载重200公斤。有自主飞行规划的能力,全机上下有多个避障传感器,可以自主返航降落

全车拥有八组电池,确保电池容量的安全冗余。另外飞行的桨翼也是4轴8桨的搭配,并配有整机降落伞。 

飞行汽车 

这里的飞行汽车指的是空地两用工具,产品具备完整的公共道路驾驶能力,动力方式包括电驱动和内燃机驱动。 

小鹏

小鹏官宣了第六代飞行汽车计划,并时同步了量产计划表和售价区间,计划2024年实现量产和100万以内的售价。

小鹏第六代飞行器通过创新设计机臂、桨叶折叠系统及锁止机构,实现了飞行和陆行的融合,陆行状态长度4.98米,宽度为2.01米,展开桨叶后飞行状态长度为7.01米,宽度为12.2米,整体重量约为小鹏P7汽车的50%(小鹏P7约1.9吨)。 

Klein Vision

Klein Vision是一家斯洛伐克公司,其设计的AirCar飞行汽车在两个机场之间成功完成飞行测试,飞行时间35分钟,最高时速170公里,这款飞行汽车使用宝马的汽油发动机,带动尾部的单螺旋桨飞行,采用流线型设计,四个车轮均覆盖有外壳,以减小飞行阻力。

这款车采用折叠机翼,降落以后,在3分钟内,该车就自动完成一系列操作,将机翼折叠,并收纳入车身。 

Pal-V

荷兰公司Pal-V研发出了飞行汽车Lieberty,据了解Liberty是一款高性能三轮汽车,其可转换至旋翼机模式,日前已经在欧盟获得上街驾驶批准。

Lieberty重1500磅(680公斤),在陆地上驾驶时,Lieberty最高行驶速度可达160公里/小时,最高飞行速度可达180公里/小时。该飞行汽车最高飞行高度约为3352米,最远飞行距离约为563公里。 

适航领域进展 

eVTOL是近年来爆发的新兴产业,代表了未来城市交通生态的发展趋势,但其飞行性能远超传统的无人机产品,且包括载人类别,因此其必须通过国际公认的或所在国家的适航认证。通过适航认证的企业意味着产品拥有了运营资格,可以开始产生实际利益。 

为此我国民航总局(CAAC)、美国联邦航空管理局(FAA)和欧洲航空安全局(EASA)都在制定相关的航空器适航标准。在这方面EASA进展比较突出。 

EASA在2020年公布了第一版eVTOL适航认证的拟议符合性评审方法,2021年6月公布了第二版。FAA也在加快制定更为具体的eVTOL认证规则。对于飞行器来说,通过了EASA和FAA的适航认证就代表该机型可以在世界上绝大多数国家出售并飞行,因此也是目前几乎所有eVTOL企业的努力方向。 

我国民航总局对于eVTOL的适航认证还没有建立,但政策向好。2020年10月28日,民航总局公布首批13个民用无人驾驶航空试验基地(试验区)名单,同时民航总局也正在抓紧修订新23部法规,以适应空中交通领域及eVTOL快速发展的形势。 

就eVTOL厂商来看,Lillium最早从2017年开始适航申请流程,2020年时,其获得了EASA 的CRI-A01认证基础,并开始申请FAA G01的认证;同年12月22日FAA通过了Volocopter公司的同步适航审定申请。 

而Joby公司的S4 eVTOL的适航报告评估则是由美国空军技术创新中心“敏捷至上”项目团队完成的。 

国内厂商同样在取得进展。今年4月13日中国民航总局局正式开展亿航“EH216”的TC审定工作;同年6月28日,中国民航局正式受理峰飞航空关于V400的适航审定申请,但峰飞航空此次申请适航认证的V400机型为货运eVTOL,相关适航标准将会和载人机型有所差异。 

同时,记者了解到初创公司瓦特科技也已经启动了于FAA沟通适航取证的事宜,预计2022 年初正式向FAA提交申请报告。

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