低空经济的新动力:eVTOL技术与通用航空的未来

叶舞聊趣事 2024-05-23 12:02:11
#头条创作挑战赛# 低空经济早年有一个近义词:通用航空。 通用航空是指使用民用航空器从事公共航空运输以外的民用航空活动,例如从事工业、农业、林业、渔业、建筑业、医疗卫生、抢险救灾、气象探测、海洋监测、科学实验、教育训练、文化体育等方面的飞行活动。 由于早年通航飞行器固定翼的较多,起飞前都需要跑道助飞,所以通航对于跑道的依赖性非常强,截止2022年我国通航机场只有399座,远远低于美国的4756座,这极大的限制了我国通航业务的开展。虽然直升机对跑道也没有要求,但它的动力主要来自一台涡轴发动机,这就决定了一架直升机上无法同时拥有太多的动力旋翼,这样大大提高了直升机发动机的技术要求和飞行控制的难度,所以普及率也不高。再加上国内空域管制的问题,我国通用航空一直处于喊得响但推进缓慢的尴尬境地。 以上的痛点都随着我国锂电技术的进步出现了转机。电动飞行器的出现大大降低了“飞天”的门槛。产品代表如已经非常成熟的大疆无人机和近期大热门的eVTOL。 eVTOL是电动垂直起降飞行器的英文首字母的缩写,技术路线大致有四种(多旋翼,复合翼,倾转旋翼,倾转涵道)。最简单的技术路线是多旋翼,我们可以把多旋翼eVTOL理解为大疆无人机的放大版。区别在于:1、由于没人在底下遥控,eVTOL需要增设导航系统和通讯系统;2、由于载人的需求,eVTOL需要从零件上减重,为载人挤压出载重,并增加锂电能量密度以增加续航里程。除此之外,多旋翼eVTOL和民用小型无人机技术上差别有限。 对应地,eVTOL制造端的产业链拆解也较为简单:一块电池,若干个电机,轻量化机身,一个飞控系统,一个通讯系统,一个导航系统就是eVTOL的主要组件。 电池和电机我国已经具备成熟且强大的产业链,而且可以和新能源汽车共用,不过技术要求会高于汽车,单价也要高于汽车。例如电池端,eVTOL的续航无法像汽车一样简单的靠增加带电量解决,因为带电量上去了,飞行器的重量也上去了,而eVTOL对重量的敏感远远高于汽车,所以只能通过提升锂电池能量密度来解决这个问题,例如固态电池就可以很好的满足eVTOL的各种需求(能量密度,充放电倍率,安全问题)。 轻量化机身我国也有着成熟的产业链,可以理解为军品的降级版本。目前我国碳纤维行业发展迅速,已经为轻量化的选材铺好了道路。 而飞控系统需要结合各家eVTOL主机厂的技术路线做适配,这也是产品的技术核心之一,特别是技术难度较大的倾转旋翼和倾转涵道型eVTOL。 导航系统与通讯系统,我国有着较为成熟的技术储备和基础设施建设,问题也不会太大。 而下游运营端,eVTOL的出现使得通用航空的成本大大降低。理论上讲,待eVTOL成熟之后可以取代通航领域燃油飞行器大部分的使用场景,还能开发一些过去因为成本过高而无法推广的使用场景,比方说空中巴士等。 虽然eVTOL有着那么多的便捷和优点,并且最近在股票市场也非常火热,但距离行业的爆发还有非常长的路要走,例如空管问题、飞行器生产注册流程规范化的问题、续航里程问题(电池,电控,电机,热管理,飞控全面提升)都还待解决。如果用新能源汽车的发展节点作比喻,笔者认为当下的eVTOL是2015年之前的新能源汽车,待大规模普及还有很多年要等。
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叶舞聊趣事

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