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“电池坏了会掉下来吗?”直播间开卖 “空中的士”后,我们离飞行通勤还有多远?

每经记者 朱成祥    每经编辑 文多    

亿航智能EH216-S 图片来源:企业提供亿航智能EH216-S 图片来源:企业提供

3月20日晚7点,“交个朋友”淘宝直播间正式开售亿航智能旗下eVTOL(电动垂直起降飞行器),仅仅两分钟,就有超过49万人观看。

亿航智能随后发布的消息称,此次“交个朋友”淘宝直播间“空中的士”专场,累计完成1架EH216-S全额付款以及12架EH216-S预定金的成交。

这“创造了电商平台全球首架无人驾驶载人航空器在线成交的先例”。

在沙利文大中华区执行总裁张知为看来:“低空经济之所以备受瞩目,主要源自三方面因素共同作用。政策层面的变化为其发展注入动力;行业规章的变化起到了关键作用;技术的突破和商业应用的成熟。”

就在今日(3月22日),峰飞航空科技自主研发的V2000CG无人驾驶航空器系统,也获得由中国民用航空华东地区管理局颁发的型号合格证,这是全球首个通过型号合格认证的吨级以上eVTOL(电动垂直起降)航空器。

“未来是不是可以见到,在低空领域(汽车)漫天飞行的那种科幻场面?”在“交个朋友”直播间里,主播崔东升畅想道。

而要解答这个问题,得先知道这样的科幻场景中,还有哪些难题需要克服?

“空中的士”走进直播间

“3月18日,亿航智能EH216-S在淘宝上架,这是‘空中的士’在‘国民级’消费平台的首秀,也意味着低空经济正走向普通人的生活。”当天的直播中,崔东升以亲身体验者的身份作了开场白。

随后,直播间里的网友纷纷发问。

电池坏了会掉下来吗”“开飞机到地铁口,不好停呀”“专业驾驶人员需要雇佣吗”“升空遇到高压电线怎么办”。

亿航智能上线的这一款产品淘宝原价239万元,直播间价格为199万元。《每日经济新闻》记者点击后,发现确实可以直接购买,只是记者本人账户余额不足,无法进一步体验流程。此外,在直播间也可以下单支付3.99万元定金。记者观察到,直播的前半个多小时里,下定金的客户为5人。

低空经济的火热,离不开政策的引领。20日,张知为表示:“2023年底召开的中央经济工作会议中提出,要以科技创新引领现代化产业体系建设,提出打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴产业。各地也纷纷出台相关支持政策,2023年全国共有15个省(自治区、直辖市)将低空经济有关内容写入政府工作报告,这为行业发展提供了有力支撑。”

20日,时的科技创始合伙人蒋俊向《每日经济新闻》记者介绍:“低空经济能进(地方政府的)政府工作报告,有两个原因。一是城市空中交通的市场前景广阔,有望成为新的经济增长引擎,能对民众、地区和经济发展产生变革性影响;二是创新的飞行器设计和前沿飞行技术,开启了航空业的变革,这是全球重点发展的航空方向,是我国作为交通强国不可缺失的高端装备,是大国竞争最前沿的方向。”

EH216-S 图片来源:企业提供EH216-S 图片来源:企业提供

技术路线之争“各有千秋”

电动汽车发展初期,续航问题广受关注。在淘宝直播间,同样有众多网友关注“空中的士”的续航问题?

目前,亿航智能EH216-S的续航为30公里。在直播间中,崔东升表示“你感觉30公里不太远,但实际上能达到的距离特别远。”

崔东升以杭州举例:“从杭州东站出发,飞到上城、拱墅的极限距离才8.3公里,也就是能飞一去一回,再去;飞到杭州西站,21.7公里;飞到西湖边上,最远的19公里。”

续航里程受多重因素影响。其中,亿航智能EH216-S采用多旋翼技术。根据中金公司研报,eVTOL按照动力方式可分为三种构型:“多旋翼型”“矢量推进型”“升力+巡航型(即复合翼)”。

多旋翼的优点是技术风险和研制难度较低,具有悬停状态的最佳效率。缺点在于能效不高、航程有限、速度较慢。

时的科技创始合伙人蒋俊表示:“多旋翼,即没有机翼,整个飞行阶段完全依赖多个旋翼的动力输出来提供升力和前行动力。(其)飞行速度低、飞行航程有限、巡航时速也较低,商业应用场景主要停留在特定场景和低空旅游。”

张知为认为:“多旋翼构型是常见的设计,通过多个旋翼提供升力,简化了飞行器结构,适用于短途、低速飞行,如城市内的短途交通。尽管技术难度较低,是初期eVTOL发展的理想选择,但能耗较大,航程和速度受限。”

通过直播时的介绍可知,多旋翼的EH216-S主要用于城市内部通勤,而针对跨城市交通,亿航智能还推出了另一款产品——VT-30,续航里程300公里,该产品为复合翼型。

“亿航已经研发制造出300公里的长途无人驾驶飞行器。300公里什么概念?大多数邻近城市,或者隔一个市,都能够跨越。”崔东升在直播间里说。

所谓复合翼,即有两套螺旋桨系统,分别实现垂直起降和巡航。可以看出,相比多旋翼,复合翼有了机翼,也可以巡航不过,由于垂直升力系统在巡航阶段是死重,并产生额外阻力。

蒋俊认为:“复合翼,从升到推有两套动力系统,垂起时一部分旋翼提供升力,巡航时另一部分旋翼提供拉力,垂直升力系统在巡航阶段会闲置,使用的电机数量较多,载重比低,相对成本也较高。”

张知为也表示:“复合翼构型采用独立的推进器,巡航和升力分别由不同部件提供,适用于中等距离城市间飞行。虽然能耗较低,但由于两套动力系统的存在,自重较大,且机体占地面积较大,不利于城市间利用。”

为了解决垂直升力系统巡航阶段闲置的问题,矢量推进型应运而生。张知为表示:“矢量推进构型凭借速度和航程方面的优势脱颖而出,通过矢量推进器提供升力,机翼提供巡航升力。适用于远距离高速飞行,为长途城市间交通提供高效解决方案。然而,技术难度较大,需要更高水平的工程和控制技术。”

矢量推进型可分为倾转旋翼型和涵道矢量型两种。对于倾转旋翼型,蒋俊表示:“倾转旋翼,则结合了多旋翼和复合翼的功能,旋翼既提供升力也提供巡航推力,飞行速度快、载重比高、整机性价比高、而且适航条款比较清晰,具有较好的运营经济性,在未来商业场景中更有优势。”

据其介绍,其实海外市场也是经历了数年的迭代,eVTOL的认知和构型才逐步统一。Vertical公司之前研发多旋翼机,后面转向了倾转旋翼。Wisk公司的复合翼机也测试飞行了五六年,最后也在2022年底转为倾转旋翼构型,并且被波音全资控股。同时,波音又投资了Archer公司,手握两家倾转旋翼eVTOL企业。

时的科技E20 图片来源:企业提供时的科技E20 图片来源:企业提供

“空中的士”商业化运营真的来了吗?

国内厂商中,多旋翼的代表是亿航智能EH216-S和小鹏旅航者X2;复合翼的代表为上海峰飞航空科技有限公司的“盛世龙”;矢量推进型代表有上海时的科技有限公司(即时的科技)等。

中金公司研报显示,根据VFS(美国垂直飞行协会)统计,截至2023年11月底,全球共有924型eVTOL概念产品。其中,矢量推进型330型,占比36%;复合翼151型,占比16%;多旋翼443型,占比48%。

可以看出,目前多旋翼占比接近一半。事实上,当下低空经济的火热,离不开多旋翼的快速发展。

据报道,航空器制造商从生产到商业化运营共需要三类证件,即型号合格证(TC)、生产许可(金麒麟分析师)证(PC)、适航证(AC)。2023年,亿航智能EH216-S分别完成型号审定和适航取证。

对此,张知为表示:“2023年,亿航智能的EH216-S拿下全球首张标准适航证,成为首个可以进行常态化空中商业飞行的eVTOL产品,这无疑激发了更多投资者和企业的兴趣,推动了整个行业的迅速发展。目前国内市场涌现了包括御风未来、沃飞长空(四川沃飞长空科技发展有限公司)、小鹏汇天(广东汇天航空航天科技有限公司)等众多新兴企业。”

张知为补充表示:“适航取证在低空经济中扮演着关键角色。它确保了电动飞行器在特定运行环境中的安全运行,为商业活动提供了可靠保障。其次,适航证书是合法开展商业飞行的重要法律依据,为行业规范发展提供了保障。同时,适航取证过程中的验证工作对产品的设计、制造和测试提供了指导,有助于提高产品的安全性和可靠性。”

EH216-S取得适航证,为火热的低空经济再添一把火。但未来若要拓展更广阔的跨城市场,或需要复合翼与矢量推进型的发展。

小鹏汇天副总裁仇明全在21日时向记者表示:“一两百公里距离的飞行场景,可能在未来5年左右能够实现。目前不是说没有需求,就算有需求也没有产品。”

仇明全还判断:“5年之内限定场景,5至10年,才会更广泛地解决交通问题,10年以后才会真正去逐步构建立体交通飞行方式。”

对于技术路线问题,亿航智能副总裁贺天星此前接受《每日经济新闻》记者采访时表示:“每个技术路线都很好,但多旋翼航空器在未来城市内空中交通出行方面,更合理、更合适。因为它最大的优势是轻量化、占地面积小,然后节省成本、减少污染。”

时的科技蒋俊认为:“我们国内三大航空高校,也做出了相同的构型选择。西工大孵化的‘化羽先翔’、北航孵化的‘倍飞智能’、南航孵化的‘零重力飞机工业’等新玩家都选择了倾转旋翼构型。目前,eVTOL新创企业都选择了倾转构型,海外构型认知也统一了,未来倾转构型肯定是主流。”

小鹏汇天旅航者X2在迪拜公开首飞 图片来源:企业提供小鹏汇天旅航者X2在迪拜公开首飞 图片来源:企业提供

剖析:“空中的士”的产业链机会

众所周知,电动汽车的核心零部件是三电,即电池、电机、电控。那么,eVTOL的核心零部件是否也是三电呢?

张知为解释称:“作为三维交通电动化的新兴应用场景,eVTOL的关键技术包括电池、电机、飞行控制系统和机体结构等。”

目前,“国内机体供应商主要来自通航厂商,而无人机机体厂商、汽车车体厂商均有实力进入这个领域。”张知为说。

中泰证券万丰奥威于2020年4月收购万丰飞机工业有限公司55%股权,公司主营业务增加通用飞机制造业务。2020年开始,公司从事的主要业务为两大板块,分别为以“铝合金-镁合金-高强度钢”为主线的汽车金属部件轻量化业务;以及集自主研发、设计、制造、销售服务等于一体的专业通用飞机制造业务。

飞行控制系统方面,张知为认为:“飞控系统是eVTOL的‘大脑’,是最关键的子系统之一,主要负责飞行器的感知、控制和决策。eVTOL的飞控技术在确保飞行器安全性和可靠性方面起着至关重要的作用。相对于传统无人机,eVTOL由于其更高的重量和对安全性更高的要求,需要更为复杂和智能化的飞控系统。特别是在操作环境更为复杂的城市密集区域,对操控性和安全性的要求更为严格。”

关于飞控国内供应商,张知为介绍:“目前国内主要的飞控供应商分为两类:传统的军工单位、研究所和高校,其技术实力雄厚但产品价格较高;另一类是新兴的民营公司,如边界智控和安胜等,他们在eVTOL等领域拥有丰富经验,产品性价比较高。此外,自动驾驶系统已在民航客机中得到应用,未来eVTOL也将需要,包括Wisk、Volocopter、亿航智能、御风未来和零重力飞机工业在内的公司正在进行研发工作。”

仇明全也对《每日经济新闻》记者表示:“汽车的电控,没有冗余,没有备份,只有一套系统。但是,航空器是不允许空中宕机的。我们的飞控是三重备份,且是异构的。举个简单的例子,相当于手机里同时装着安卓、IOS和Windows系统,三套系统同时完美控制。如果苹果系统出问题了,可以毫秒级切换到安卓系统。为什么要异构呢?因为系统面临共性的问题。如果完全异构系统,则苹果上出现了问题,却不会再出现在安卓上。”

电机方面,张知为表示:“eVTOL的动力系统多采用分布式推进系统DEPDistributed Electric Propulsion)。其动力冗余设计使得飞行器更加安全。NASA和Joby的研究显示,DEP系统可以用三倍于传统大发动机的效率达成和直升机相同的推力。优质供应商包括:国内企业如T-Motor(南昌三瑞智能科技股份有限公司),总部位于中国南昌,专业从事研发、生产和销售安全可靠的无人机动力系统;国外企业如Pipistrel公司(已有产品完成适航认证)、赛峰集团、罗尔斯-罗伊斯公司、MagniX公司等(适航认证中)。”

旅航者X2获颁民航局特许飞行证 图片来源:企业提供旅航者X2获颁民航局特许飞行证 图片来源:企业提供

“空中的士”还有哪些隐忧?

在直播间中,很多人关注到亿航智能这款“空中的士”为无人驾驶。目前,eVTOL可分为有人驾驶、无人驾驶两种。

蒋俊认为:“作为eVTOL整机厂,我认为eVTOL行业短期内先聚焦纯粹的油改电航空器方案,而不要累加那么多种创新,融入大量的新技术反而不容易落地。”

其表示:“飞行器是乘客的出行载体,受限于用户习惯和心理考量。美国民航飞行员协会在2019年的权威意向调查中发现,‘85%的人在没有飞行员的飞机上会感到不舒服’。此外,民意调查显示,‘即使机票足够便宜,公众也不愿意乘坐运营自动化飞机的航空公司的航班。66%的乘客不会乘坐无人驾驶飞机,即使机票便宜30%’。因此,世界上的头部eVTOL玩家,都采用先有人驾驶,逐步过渡到无人驾驶的技术路线,渐进式地培养用户习惯。”

此外,电池是国内较为成熟的领域。但eVTOL领域使用的电池,也有着全新的要求。

张知为表示:“能源系统的核心是锂电池。中国在锂电池领域处于世界领先地位,但目前市场上缺乏适用于航空应用的整包电池供应商,主要是因为BMS(电池管理系统)和电芯选择不足。因此,虽然中国在锂电池电芯方面具备技术实力,但要解决整包电池和BMS等问题仍具有一定难度。”

能量密度方面,eVTOL对能量密度的需求远远超过汽车。目前,eVTOL电池为300Wh/kg,其能量密度比乘用车三元电池(200Wh/kg)高出五成,更是乘用车铁锂电池(140Wh/kg)的两倍多。即便如此,300Wh/kg的性能指标还不能满足要求。电池密度能达到300 Wh/kg,为eVTOL提供了相对可观的续航能力。然而,实际应用中电池性能会随着充放电循环的增加而逐渐衰退,这促使业内研发人员在不断努力提高电池寿命的同时,需维持其性能水平。

仇明全也表示:“以现在的(电池)能量密度而言,满足电动汽车是可以的,但对电动航空的需求,是不够的。它的能量密度,尤其是放电倍率这些都不够。包括电驱,航空的电驱需要在功率、扭矩和重量之间作出抉择。不是说能量越大越好,我们追求功率密度,看每公斤能够提供多少千瓦。”

值得一提的是,除了涵道矢量型,其他类型eVTOL均使用开放式螺旋桨。在涵道矢量型的优点中,也提到“消除了开放式螺旋桨在安全方面的隐患。”

开放式螺旋桨,是否存在“射桨”——即螺旋桨损坏或脱离电机,这样的风险?

对此,仇明全回复称:“首先螺旋桨它不会脱离,因为这个产品它在生产制造过程中满足适航要求。这种有风险的情况,是严格的禁止项。确实有一些地方存在一定的风险,比如电池的问题……这些问题都是在风险控制范围之内,不会出现螺旋桨无缘无故飞着飞着掉下来(的情况),有很多方案去规避这种情况发生。”

另外,如果乘客登机过程中,螺旋桨突然启动,是否也会伤害到乘客呢?仇明全表示:“未来我们X3出来,你就能见到,我们螺旋桨的高度是很高的,要规避掉对于普通人的一些伤害。”

对于购买者来说,另一个关心的问题是,相比地面和湖泊,空域的管理是较为严格的。eVTOL在低空运营时,是否在相关法律法规上受限?

张知为表示:“目前,我国在低空经济政策法规方面尚未形成完善的体系,存在一系列突出问题。首先,我国与低空经济相关的法律法规缺失且滞后,涉及低空飞行器技术标准、应用规范和飞行规则等方面的指导尚不够清晰明确。另外,低空监管法律法规体系尚未健全,管理机制缺乏创新。目前,低空空域管理仍然延续传统通航管理的思路和方法,导致空域开放范围有限,飞行审批流程繁琐,市场化服务主体匮乏,这不利于低空经济的创新发展需求。因此,亟须政策法规的完善与创新,促进低空经济产业的健康发展。”

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