2024年被譽(yù)為“低空經(jīng)濟(jì)元年”,經(jīng)過多年的布局和發(fā)展,國內(nèi)低空經(jīng)濟(jì)終于迎來一波井噴爆發(fā)之勢。其中,電動垂直起降飛行器eVTOL(Electric Vertical Take-off and Landing),也被稱為“飛行汽車”,主要瞄準(zhǔn)城市內(nèi)、城市間的短途飛行需求,是基于國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)逐步發(fā)展壯大,精準(zhǔn)切入陸??杖S交通全面電動化,有效推動新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的新興賽道。全球低空經(jīng)濟(jì)市場規(guī)模已經(jīng)達(dá)到千億美元級別,相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測顯示2030年全球城市空中交通(UAM)市場規(guī)模將達(dá)到十萬億美元級別。據(jù)Morgan Stanley、德勤等預(yù)測顯示,2040年eVTOL市場全球規(guī)模保守估計(jì)將達(dá)到1.5萬億美元,其中52%貨運(yùn)物流,46%城市載人,2%城際通航和軍政市場。

新能源技術(shù)賦能航空電動化構(gòu)成eVTOL重要優(yōu)勢?
高安全:目前全球eVTOL整機(jī)構(gòu)型或技術(shù)路線主要有多旋翼構(gòu)型、復(fù)合翼構(gòu)型、傾轉(zhuǎn)旋翼構(gòu)型、傾轉(zhuǎn)涵道風(fēng)扇+完全矢量控制、隱藏式推進(jìn)系統(tǒng)+無翼設(shè)計(jì)。其中前三種方案都采用多電池系統(tǒng)、多電機(jī)驅(qū)動多旋翼,具有多套獨(dú)立可靠的動力系統(tǒng)提供安全冗余,第四種方案涵道風(fēng)扇還消除了開放性螺旋槳在安全方面的隱患。同時(shí)這幾類主流方案的巡航狀態(tài)基本等同于固定翼飛機(jī),無論是獨(dú)立分布式電推進(jìn)帶來的安全可靠性,還是固定翼的穩(wěn)定性都遠(yuǎn)超傳統(tǒng)直升機(jī)。
低成本:與通用載人載貨無人機(jī)相比,其具有更長的續(xù)航和更大的載荷。與小型直升機(jī)相比,相關(guān)研究顯示,目前渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)對燃料的利用效率僅約40%,而電推進(jìn)系統(tǒng)對電能的利用率能夠超過70%,采用電動驅(qū)動的eVTOL效率更高,且無需昂貴的航空燃油,運(yùn)營成本更低。隨著規(guī)?;凸?yīng)鏈不斷成熟帶來的成本降低,未來eVTOL出行的公里單價(jià)可以做到和網(wǎng)約車的專車接近,在不受起降場地限制,電價(jià)低于燃油價(jià)格等因素的影響下,其使用成本(長期運(yùn)營低至2-3元/公里/人)、維護(hù)成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)直升機(jī)和通航固定翼飛機(jī),讓私人飛機(jī)大眾化普及變?yōu)榭赡堋?/p>
更環(huán)保:eVTOL用電動動力系統(tǒng)代替了內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng),基于電動化的獨(dú)特優(yōu)勢,不產(chǎn)生碳排放,符合全球零碳愿景和環(huán)保要求,同時(shí)能夠大幅降低噪音(起降噪音低于65db),低于城市環(huán)境背景噪音,也能大幅提升使用者的乘坐體驗(yàn)和舒適度。
智能化:相比傳統(tǒng)城市公共交通,如地鐵、輕軌等投建周期長,覆蓋區(qū)域固定等缺陷,eVTOL運(yùn)營所需要的起降設(shè)施更靈活,不僅可以利用現(xiàn)有機(jī)場,還可以在城市CBD,各城市功能區(qū)高樓樓頂設(shè)置運(yùn)輸節(jié)點(diǎn),進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)運(yùn)輸,填補(bǔ)城市交通功能的空白。并且基于三維空間優(yōu)勢,讓全智能化自動駕駛變得更容易實(shí)現(xiàn)。

低空經(jīng)濟(jì)三大飛行器:直升機(jī)、無人機(jī)、eVTOL
無人機(jī)、直升機(jī)和eVTOL(Electric Vertical Take-off and Landing,eVTOL)是實(shí)現(xiàn)低空經(jīng)濟(jì)的三大物理載體。eVTOL因其安全、智能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等特點(diǎn),可使人和貨物以無縫、經(jīng)濟(jì)的方式在城市低空快速流動與靈活作業(yè),能高效開發(fā)城市低 空空域資源,逐漸成為城市空中交通的主流方案。相比于無人機(jī),eVTOL在實(shí)現(xiàn)了載人載物的基礎(chǔ)上,功能更加廣泛;相比直升機(jī),eVTOL則有低碳環(huán)保、噪聲低、成本低、無需跑道、 穩(wěn)定性好等優(yōu)勢。
eVTOL載人端比較優(yōu)勢載人方面,eVTOL的典型商業(yè)模式包括短途定期載客飛行、企業(yè)和私人包機(jī)、空中游覽飛行、醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)等。受益于更短用時(shí)以及高端的搭乘體驗(yàn),eVTOL將在50-400公里左右的中短途出行方式上對汽車、地鐵等交通方式形成替代效應(yīng)。民航客機(jī)主要覆蓋了800公里以上的長距離出行需求;高鐵主要覆蓋了400-1000公里左右的中長距離出行需求;汽車主要覆蓋了5-200公里左右的短途出行需求;50公里內(nèi),汽車因不需要前置準(zhǔn)備時(shí)間而最便捷。50-400公里,民航飛機(jī)、火車等因較長前置時(shí)間,綜合出行時(shí)間高于eVTOL。400公里以上,民航客機(jī)、火車具有長航程速度優(yōu)勢。
eVTOL在低空領(lǐng)域載人載物端有望從“點(diǎn)-線-面”逐步鋪開eVTOL在載人載物方面,有望從“點(diǎn)-線-面”逐步鋪開。1)點(diǎn):方式1,在空域條件允許且交通密度較小的情況下,可以選擇機(jī)坪到機(jī) 坪的直達(dá)航路劃設(shè)方式,短直航路設(shè)置既節(jié)約能耗,也更具時(shí)間優(yōu)勢;2)線:方式2,利用城市現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施(如地面路網(wǎng)、屋頂上空) 或已有的自然區(qū)域(河道、林地)進(jìn)行空中航路設(shè)置規(guī)劃,引入上述結(jié)構(gòu)化的航路有助于將航空器數(shù)量增多,同時(shí)減少空中沖突概率、 減少航空器事故墜落后造成對地面人員二次傷害的概率;3)面:方式3,基于空域網(wǎng)格化的動態(tài)路徑劃設(shè)方式,該方式能夠滿足更大的 空域容量和交通吞吐量需求,它要求對整個(gè)空域航路分配采用中央指揮控制平臺。
中國eVTOL政策:審批加速eVTOL商業(yè)化落地作為民用航空器,任何一架eVTOL從設(shè)計(jì)到商業(yè)落地需經(jīng)歷:申請并獲得型號合格證(TC)——獲得單機(jī)適航證(AC)——生產(chǎn)許可審定并獲得生產(chǎn)許可證(PC)——申請運(yùn)營合格證(OC)以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營。型號合格證(TC),是中國民航局根據(jù)《民用航空產(chǎn)品和零部件合格審定規(guī)定》(CCAR-21)頒發(fā)的、用以證明民用航空產(chǎn)品符合相應(yīng)適航規(guī)章和環(huán)境保護(hù)要 求的證件。由中國民航局頒發(fā)給申請人(通常是飛機(jī)制造商)的一種證件。適航證(AC) ,是中國民航局頒發(fā)的一種證件,這個(gè)證件用于表明:中國民航局認(rèn)為這架飛機(jī)(只是指這一架)符合經(jīng)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì),且處于安全可用狀態(tài)。適航證類似于每一架飛機(jī)的出廠合格證。生產(chǎn)許可證(PC),是由中國民航局頒發(fā)給申請人的一種證件,用于表明:中國民航局認(rèn)為申請人(OEM主機(jī)廠或者被委托方)已建立了一整套的用于航空器 生產(chǎn)的質(zhì)量系統(tǒng),能夠確保其生產(chǎn)的每一架航空器及其零部件均能符合經(jīng)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì),并處于安全可用狀態(tài)。國內(nèi)現(xiàn)階段每個(gè)eVTOL項(xiàng)目適航審定按“一事一議”處理,每個(gè)項(xiàng)目單獨(dú)制定專用條件。TC取證是適航審定過程中最具挑戰(zhàn)性的環(huán)節(jié),涉及各類測試和考核,國內(nèi)正常類小型航空器TC取證平均時(shí)間在6.5年左右。
低空經(jīng)濟(jì)和eVTOL的市場空間2024年4月1日,工信部賽迪顧問發(fā)布《中國低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展研究報(bào)告(2024)》,報(bào)告指出,低空經(jīng)濟(jì)是以低空飛行活動為核心,以無人駕駛飛行、低空智能網(wǎng)聯(lián)等技術(shù)組成的新質(zhì)生產(chǎn)力與空域、市場等要素相互作用,帶動低空基礎(chǔ)設(shè)施、低空飛行器制造、低空運(yùn)營服務(wù)和低空飛行保障等領(lǐng)域發(fā)展的綜合性經(jīng)濟(jì)形態(tài)。此處測算市場規(guī)模的低空經(jīng)濟(jì)主要包括低空基礎(chǔ)設(shè)施、低空飛行器制造、低空運(yùn)營服務(wù)和低空飛行保障四個(gè)環(huán)節(jié)的合計(jì)值。國內(nèi)低空經(jīng)濟(jì)市場規(guī)模超萬億:根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù),2023年,受到民用無人機(jī)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展、低空空域改革試點(diǎn)工作持續(xù)深化等影響,中 國低空經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,相較2022年經(jīng)濟(jì)規(guī)模持續(xù)提升,2023年中國低空經(jīng)濟(jì)規(guī)模達(dá)到5059.5億元,同比增速高達(dá)33.8%,2023年,低空經(jīng) 濟(jì)規(guī)模貢獻(xiàn)中低空飛行器制造和低空運(yùn)營服務(wù)貢獻(xiàn)最大,接近55%,間接、引質(zhì)產(chǎn)生的圍繞供應(yīng)鏈、生產(chǎn)服務(wù)、消費(fèi)、交通等經(jīng)濟(jì)活動貢 獻(xiàn)近40%,低空基礎(chǔ)設(shè)施和飛行保障的發(fā)展?jié)摿ι形闯浞煮w現(xiàn)。隨著低空飛行活動的日益增多,預(yù)計(jì)到2026年低空經(jīng)濟(jì)規(guī)模有望突破萬億, 達(dá)到106544.6億元。根據(jù)中國民航局?jǐn)?shù)據(jù),到2030年,中國低空經(jīng)濟(jì)的市場規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)2.5萬億元,2035年有望達(dá)3.5萬億元。國內(nèi)低空經(jīng)濟(jì)企業(yè)資源區(qū)域分布:根據(jù)賽迪顧問統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),截至2024年2月,中國低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域共有企業(yè)超5.7萬家,超六成企業(yè)分布在中 南和華東地區(qū),主要集中在廣東省、江蘇省、湖南省、浙江省、山東省等地區(qū),華北地區(qū)占比約12.6%,主要集中在北京市、河北省、天 津市三地。
低空經(jīng)濟(jì)與eVTOL產(chǎn)業(yè)鏈低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈: 上游主要為構(gòu)建中游各類低空產(chǎn)品的原材料(包括金屬原材 料、特種橡膠與高分子材料等)與核心零部件(包括電池、 電機(jī)、飛控、機(jī)體等); 中游主要為低空產(chǎn)品制造、低空飛行、低空保障與綜合服務(wù) 等; 下游主要為運(yùn)營和各種應(yīng)用場景(包括旅游業(yè)、物流業(yè)、文 旅業(yè)與巡檢業(yè)等)。eVTOL核心子系統(tǒng)主要可以分為電池、動力系統(tǒng)、飛控系 統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)以及機(jī)體六大類。 主機(jī)廠主要承擔(dān)的是整機(jī)研發(fā)和集成的任務(wù),以及承擔(dān)部 分后續(xù)商業(yè)運(yùn)營的功能。 eVTOL的核心技術(shù)環(huán)節(jié)供應(yīng)商也組成了其產(chǎn)業(yè)鏈的主要結(jié) 構(gòu)。核心部件供應(yīng)商方面,eVTOL產(chǎn)業(yè)鏈與傳統(tǒng)航空產(chǎn)業(yè)鏈、 新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈存在大量交叉。動力系統(tǒng)供應(yīng)鏈:eVTOL的動力系統(tǒng)采用完全電氣化的電推進(jìn)技術(shù),從能源系統(tǒng)的源頭重塑了飛行器動力體系架構(gòu),通過電機(jī)驅(qū)動升力和 推進(jìn)裝置來提供飛行器所需的部分或全部動力。由于eVTOL電機(jī)、電控與新能源汽車結(jié)構(gòu)相近,目前國內(nèi)eVTOL廠商的動力系統(tǒng)國產(chǎn)化程度較高,目前已知峰飛航空、 御風(fēng)未來等產(chǎn)品核心模組實(shí)現(xiàn)100%國產(chǎn)自研。

eVTOL興起,多維比較優(yōu)勢下有望成為未來低空出行主要載體電動垂直起降飛行器eVTOL或?qū)⒊蔀槲磥淼涂战?jīng)濟(jì)的主要載體。eVTOL的最早概念機(jī)型出現(xiàn)在2010年前后,近年來隨產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)到原型逐步落地,因其起降方便、電氣化、低噪音、巡航效率高、保障要求低等優(yōu)勢,正成為產(chǎn)業(yè)與風(fēng)投追逐的新興賽道。eVTOL主要構(gòu)型多樣,各有其優(yōu)劣勢和應(yīng)用場景?;谕七M(jìn)動力方式,eVTOL主要分為多旋翼型、升力與巡航復(fù)合型和矢量推力型,其中多旋翼型主要滿足中短途場景,復(fù)合型則具備長航程能力,矢量推力型在航程、巡航速度和載重比等方面優(yōu)勢明顯但技術(shù)復(fù)雜性提升。
各類出行方式中,在特定路程范圍內(nèi),eVTOL的比較優(yōu)勢顯著。根據(jù)中航通信息研究所,以上海-蘇州路線為例,比較豪華汽車、高鐵、直升飛機(jī)和eVTOL出行 的優(yōu)劣,綜合而言,eVTOL在用時(shí)、私密性、舒適性和碳排放等方面具備明顯 的比較優(yōu)勢。與地面出行相比,一定路程范圍內(nèi),eVTOL具有高效便捷、低噪 音等優(yōu)點(diǎn),且未來大規(guī)模量產(chǎn)單程票價(jià)有望繼續(xù)下探并與豪華汽車趨同;與直 升機(jī)等傳統(tǒng)飛行器相比,成本和環(huán)保優(yōu)勢明顯。此外據(jù)研究顯示,eVTOL與常 規(guī)直升機(jī)相比,噪聲水平降低15dB,且最大聲壓級同樣較小。
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