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eVTOL是低空经济的最佳载体20240515

Q: 首先,能否为我们概述一下低空经济政策支持的时间线,以及它与智能网联汽车发展的相似之处?

A: 当然,低空经济政策的支持节奏与智能网联汽车的发展路径确实有着诸多相似之处。智能网联汽车的概念首次在国家战略层面被提出是在2015年9月的《中国制造2025》文件中。随后,2017至2018年间,该行业迎来快速发展阶段,具体表现为一系列产业发展规划、标准体系建立、行业规范及试点应用的密集出台。

低空经济则在稍晚的时间节点——2021年2月,通过《国家综合立体交通网络规划纲要》被纳入国家规划。这一进程与智能网联汽车的发展模式相呼应,预示着低空经济正处在类似2017-2018年的智能网联汽车的快速发展前夕。自2023年下半年起,国家政策层面对低空经济的支持显著加速,不仅在中央工作会议中被列为战略性新兴产业,而且在2024年政府工作报告中再次强调,显示了从顶层推动的强烈信号。

Q: 中央政策对于低空经济的规划有哪些具体目标和时间表?

A: 在中央层面,2023年10月四部门联合发布的《绿色航空制造业发展纲要》为低空经济设立了清晰的发展目标和时间线。其中,到2025年,旨在实现无人机(VOTO)在珠三角长三角环渤海等区域的试点运行,并建立低空经济示范区。而到了2035年,目标是实现低空经济的规模化应用。这些目标为行业发展提供了明确的方向和预期。

Q: 地方政府是如何响应中央政策,推动低空经济发展的?

A: 地方政府积极响应中央号召,多个省市已发布相关发展规划,且在2024年有18个省份的政府工作报告中提及发展低空经济。地方政策的响应不仅体现在宏观规划上,更关键的是推出了一系列产业扶持政策,主要包括财政补贴和金融扶持两大类。财政补贴覆盖了落户奖励、关键技术研发资助等,以鼓励全产业链发展;金融扶持则通过设立基金和特殊金融工具提供支持。

Q: 对于低空经济的不同产业链环节,地方政府有何具体支持措施?

A: 支持措施针对性强,例如针对整机研发,部分城市直接补贴适航审定费用,降低企业成本;深圳等地对整机销售给予销售奖励,提高企业盈利能力。在运营环节,珠海根据VOTO载人航线按航班次数给予补贴,不同应用场景补贴金额各异,以促进运营服务的发展。基础设施建设通常享受一次性补贴。此外,法律法规的修订也是重要一环,旨在简化空域管理和飞行审批流程,如2023年底出台的《中华人民共和国空域管理条例》和《国家空域基础分类方法》,标志着我国空域管理与国际接轨,为低空飞行活动提供更多便利。

Q: 深圳在低空经济法律体系建设方面有何领先举措?

A: 深圳在低空经济法律体系建设方面发挥了先锋作用。继2020年推出智能网联汽车相关法规后,2023年底又出台了《深圳经济特区低空经济产业促进条例》,这是国内首部低空经济专项法规。该法规创新性地界定了低空经济产业发展机制,明晰了政府部门间职责分工,为低空经济的健康、有序发展提供了坚实的法律保障,体现了与智能网联汽车发展初期相似的前瞻性布局。

Q: 为什么说eVTOL(电动垂直起降飞行器)是低空经济的理想载体,相较于传统直升机有哪些显著优势?

A: eVTOL与直升机的核心区别在于动力源与动力系统。直升机依赖化石燃料,如航空煤油或汽油,而eVTOL采用电力或油电混合动力,这直接导致了动力系统的根本变化。直升机使用涡轮轴或活塞式发动机,而eVTOL则采用了分布式电推进系统,使得其气动布局更为灵活多样,比如多旋翼设计,这在直升机上难以实现,因为后者难以精确控制多旋翼的动态平衡,而电推进系统能轻松应对这一挑战。

Q: eVTOL的安全性如何超越直升机?

A: 从安全性角度来看,eVTOL相比直升机有显著提升,据研究显示,其安全性大约是直升机的10倍。eVTOL的多旋翼设计提供了自然的冗余,即使个别旋翼失效,其他旋翼也能调整转速或角度维持飞行器姿态,而直升机一旦主旋翼出现问题,便难以维持飞行。

Q: eVTOL在噪音和运营成本方面表现如何?

EVTOL的噪音水平约为直升机的一半,这对于城市环境中的应用尤为重要。噪音减少得益于多旋翼较低的转速,避免了高速旋转带来的强烈气流扰动。在运营成本方面,虽然当前eVTOL的购置成本较高,但综合考虑能源费用和维护成本,特别是电池驱动的低成本和低维护需求,eVTOL的运营成本远低于直升机。以迈阿密至西棕榈滩航线为例,即使eVTOL购置成本高达130万美元,其单次运营成本仍可控制在85美元左右,远低于直升机。

Q: eVTOL的技术路线有哪几种,各自特点如何?

A: eVTOL技术路线主要分为三类:多旋翼、复合翼和矢量推力(即倾转旋翼)。多旋翼结构简单,适用于短途低载荷任务,但能耗高。复合翼结合了固定翼与旋翼,能利用机翼升力,但在巡航时部分旋翼不工作,增加了死重。矢量推力型兼具固定翼与旋翼的优点,旋翼可在飞行过程中倾转,既提供升力又推进,是目前性能最优的选择,拥有更长航程和更高载荷,成为研发热点。

Q: 电池性能对eVTOL发展的影响有哪些?

A: 电池是eVTOL BOM(物料清单)中约占10%的关键组件,其性能直接影响eVTOL的发展。与电动汽车相比,eVTOL对电池性能的要求更为严苛,尤其是在能量密度、放电功率等方面。eVTOL在起降阶段需要的放电功率是巡航时的两到三倍,这意味着电池电量较低时无法满足高功率需求,导致电池末段电量无法有效利用,从而要求更高的初始能量密度以确保足够的实用航程。因此,电池技术的进步对eVTOL的推广至关重要。

Q: 为什么eVTOL在电池性能方面面临特殊挑战,与电动汽车有何不同?

A: eVTOL对电池性能的需求确实比电动汽车更为严苛刻。首先,法规要求飞行器需保留一定巡航时间以应对紧急情况,如eVTOL可能需要预留类似直升机的30分钟巡航时间,这增加了对电池能量储备的需求。其次,eVTOL在起降阶段的高功率需求远超巡航阶段,导致电池在低电量时的功率输出难以满足高功率要求,因此电池大部分容量需要在较高电量状态下使用,这实际上降低了有效可用能量。再者,以Joby S4为例,尽管其电池能量密度为250Wh/kg,理论上应有较好表现,但实际上,考虑到多重限制,其续航能力大约在140公里,远低于相同电池容量下电动汽车800公里以上的续航。未来电池技术目标为400-500Wh/kg,有望改善现状。

Q: eVTOL的商业化运营场景中,低空旅游为何被视为早期突破口?

A: 低空旅游成为eVTOL早期商业化的主要场景有四大理由:首先,这类活动多发生在远离市中心,减少了噪音和安全性对民众的担忧;其次,作为旅游项目,低频且顾客对价格敏感度不高;再次,低空旅游对续航要求不高,多旋翼构型也能满足;最后,对基础设施建设需求较低。以EHang 6S机型为例,估算出的空中观光单座成本约479元,若考虑40%的利润目标和政府补贴,实际售价可达525元左右,远低于直升机观光价格。

Q: 城市空中交通是否适合eVTOL发展?市场需求如何?

A: 即使中国已有发达的地面交通网络,eVTOL在城市空中交通领域仍有广阔发展空间。例如,风飞航空已完成深圳至珠海的高效试飞,以及上海外滩至浦东机场的试飞,证明了其时间成本节省优势。通过不同模型预测,未来城市空中交通对eVTOL的需求量在1.3万到1.4万架之间,显示出巨大潜力。

Q: eVTOL商业化运营面临的关键前提是什么?适航审定的难点何在?

A: 商业化运营的关键前提是完成适航审定,这是航空器合法上天的必要条件。适航审定涉及型号合格证(TC)、生产许可证(PC)和适航证(AC),其中TC难度最大,是审定设计是否符合安全和环保要求,也是后续证件的基础。不同构型的eVTOL,如多旋翼和倾转旋翼,其型号合格审定流程和时间各异。以EHang为代表的主机厂已在适航审定上取得进展,但整体过程复杂且成本高昂,如EHang HR6S的审查费就达840万元。适航审定的复杂性和成本是eVTOL商业化的一大挑战。

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