eVTOL变革航空业:时的科技“谋变”未来出行

 2022-05-14 01:20:02    7  

2021年,eVTOL(Electric Vertical Take-off and Landing)产业发展迎来爆发期!

去年9月,美国电动航空公司Archer成功登陆纽交所,继亿航、Joby、Lilium后,成为第四家上市的电动垂直起降飞行器整机企业。

这吸引众多创投机构纷纷涌入这个全新的高科技赛道。

去年,国内多家eVTOL研发企业也先后完成股权融资,比如时的科技在短短一个月内完成两轮总计千万美元的融资,沃兰特航空获得数百万美元的种子轮融资,领投方是雷军旗下的顺为资本;此外,大型eVTOL研发制造企业“峰飞航空”则完成1亿美元A轮融资……

“对众多创投机构而言,eVTOL无疑是一个非常新的高科技赛道。”一位专注硬科技赛道投资的创投机构合伙人向记者透露。甚至有些创投机构将eVTOL与飞行汽车“相提并论”。

其实eVTOL和飞行汽车是两个截然不同的概念。数十年前,有人已尝试研发能在空中飞行的汽车,但这涉及复杂的跑道规划与起降条件,且又要满足航空适航法规与汽车标准的双重要求,研发难度相当大。相比而言,eVTOL飞行器可以从高楼楼顶、标准直升机起降场、草地等场地垂直起降并进行点对点飞行,大幅降低机场跑道建设维护等基础设施投资运维成本,又能方便在人口密集区域与有限空间随时起降,反而是一项更具可行性的技术路线。

恒州博智预计,随着eVTOL产业迅猛发展,2026年全球eVTOL市场规模将达到619亿元,摩根士坦利则预计到2040年,全球eVTOL市场规模将超过万亿美元。究其原因,eVTOL飞行器相比飞行汽车,更适合未来的出行生态,无论是产业基础还是技术基础,eVTOL都更具备成为下一代城市空中交通工具的潜力,且作为一种新型的中短途空中交通工具,eVTOL还具有安全性高、噪音低、制造成本低、运营成本低等优势。

eVTOL变革航空业:时的科技“谋变”未来出行

“eVTOL未必会取代现有的传统燃油直升机,也不会替代地面交通,而是作为现有交通工具的有效补充,为人们提供新的出行方式选择。” 时的科技创始人黄雍威接受本报记者专访时直言。这背后,是高能量密度电池的工业级量产应用与高功重比电机出迭代升级,令eVTOL产业迅速迈入工程创新和应用试验阶段,为产品量产化打下基础的基准。

在黄雍威看来,电动化技术的迭代创新将大幅降低飞行器制造、运营和维护成本。

“这就好比2013年前,很少有人会相信电动汽车占据逾10%的汽车产业市场份额,如今,在电动化技术的持续迭代升级与双碳环保政策助推下,电动汽车在汽车的市场份额占比迅速突破20%,而且仍在不断上升。”他指出。对eVTOL产业而言,电动化同样正创造类似的强大效应。

记者多方了解到, 相比欧美企业多家企业上市,且适航取证的进展也比较快,eVTOL在国内依然是一个全新的高科技概念,由于其技术规范与传统航空器不同,适航认证正处于多方探索阶段。

黄雍威对此表示,目前国家相关部门正积极推进低空空域开放,加快eVTOL产品的适航认证,都为eVTOL量产化创造良好的环境。时的科技正积极与有关部门沟通,推进相关产品早日取得适航认证。

值得注意的是,在eVTOL这个全新的高科技赛道上,众多玩家正围绕产品研发,飞行测试、适航认证、生态建设开展激烈较量,都希望自己有机会成为改变航空业的“特斯拉”。

eVTOL的技术研发征途

早在2016年,海外研发eVTOL(电动垂直起降飞行器)的高科技企业已超过100家。这背后,是众多高科技创业者、传统航空公司、汽车公司都在积极布局这个全新的高科技赛道。

作为国内eVTOL领域的较早入局者,时的科技对倾转旋翼构型的研发进度也走在行业前列。

具体而言,倾转旋翼结合多旋翼飞行器和固定翼飞行器的双重优点,起飞时是多旋翼飞行模式,升空后则转化为固定翼飞行模式。倾转旋翼主要呈现两大优势,一是显著减低飞行器总重,提升飞行器载荷能力。 倾转旋翼飞行器可以在平飞阶段重复使用提供升力的动力系统,意味着在同样起飞重量条件下,可搭载的乘客数更多,而且有更多的推动力也意味着飞行速度更快,有效提升城市空中交通的时效。二是能更好融合平飞和垂直起降的动力系统,减少电机、电驱、螺旋桨等动力系统零部件数量和重量, 进一步降低飞机制造成本。

黄雍威告诉记者,尽管倾转旋翼构型优势显著,但它的技术研发要求也更高。首先,倾转旋翼结构设计有着较高挑战,所幸的是,电动化令其复杂程度有所简化,比如发动机、机械传动、液压气压系统都得到不同程度简化,时的科技在这些领域也申请了多项倾转旋翼构型专利;其次,倾转旋翼构型对飞行控制的要求也更高,但在时的科技工程师努力攻坚下,25%和50%缩比验证机已累计实现数百次成功倾转过渡飞行,无形间验证企业在倾转控制策略与控制律方面取得显著进展。

多位eVTOL领域业内人士指出,目前eVTOL技术研发面临的另一大挑战,是复合型人才缺乏与供应链相对薄弱。

一位长期关注eVTOL技术研发的创投机构投资总监向记者透露,受益于电动汽车产业蓬勃发展,国内eVTOL的电池研发并不落后,很多eVTOL整机研发企业都能找到相对成熟的电池、电机、电控系统供应商,但在面向适航的飞控系统等其他供应链方面,中国还缺乏充足的相关研发人才与自主研发零部件。尤其是飞控系统涉及众多学科,不但需要众多不同专业人才磨合,而且飞控系统需要不断反复实践测试积累工程经验,才能不断完善研制流程,这不是理论知识就能解决的。

在他看来,这无形间构成国内eVTOL研发企业的一大竞争壁垒,谁能率先找到有效解决方案,就有望加快产品化与量产化进程,占据更强的市场先发优势。

作为原空客中国的总工程师,黄雍威非常注重与欧洲主要航空企业强化产品集成,力争加快eVTOL产品研发进程。对时的科技而言,整机要尽早取得适航认证与量产化优势,有效集成已获取适航认证的零部件,显得尤其关键。

“事实上,eVTOL整机研发企业与上游零部件供应链的业务合作,绝不是纯粹的供货关系,而是双方需要坐下来围绕一些技术难题共同攻坚,不断调整优化零部件设计理念,才能实现最理想的零部件集成测试效果。”他指出。当前时的科技在eVTOL整机研发领域取得一系列显著突破,也离不开研发团队的不懈努力,他们主要来自航空、新能源汽车、互联网、AI智能等领域,具有复合背景的研发能力,从而令众多技术难题得到有效解决。

记者获悉,去年12月,时的科技E20飞行器50%缩比验证机首飞成功;今年初,中国民航华东地区管理局就E20电动垂直起降航空器项目与时的科技签署了《安全保障合作计划》(下称“PSP”),令后者成为国内首批与民航局签署PSP的eVTOL厂商。

黄雍威表示,一旦eVTOL迈入量产阶段,其成本优势将迅速得到凸显——单台eVTOL的购置成本约在数百万元,且具有低维护成本等特点,令各类城市空中交通运营商的运营收益得到较大保障。更重要的是,eVTOL产品量产标志着各方将加快建设城市空中出行生态,令大众能够共享空中出行“便利”。

创投期待培育航空业的“特斯拉”

随着eVTOL产业迅猛发展,越来越多创投资本纷纷向他们抛出橄榄枝。

记者不完全统计,若将IPO融资计算在内,仅2021年全球eVTOL企业的累计融资额就超过50亿美元。

上述长期关注eVTOL技术研发的创投机构投资总监向记者透露,究其原因,是创投资本注意到eVTOL之所以蓬勃发展的三大深层次因素:一是eVTOL飞行器集电动化、垂直起降、低空航空元素为一体,是区别于传统通航飞机和直升机的巨大优势,其中垂直起降大大降低了机场跑道建设成本、制造成本以及运营和维护成本,同时电动化带来的低噪音,能给乘客带来更好的乘坐体验;二是地面交通的日益拥挤,给城市低空交通出行带来巨大的发展空间,甚至成为部分地面出行方式的重要替代;三是全球致力于降低碳排放与环保出行,预示着未来交通工具将朝着电动化与零排放发展,同样给予eVTOL巨大的发展空间。

在他看来,正令越来越多创投机构将eVTOL纳入未来高科技赛道投资的重要组成部分。

黄雍威向记者表示,随着去年多家eVTOL企业成功登陆资本市场,越来越多创投机构也逐渐认识到飞行汽车与eVTOL之间存在的较大差异,让投资者们更清晰了eVTOL赛道的投资价值。

“有些创投机构合伙人感慨,电动化可以改变汽车业态,令新能源电动汽车成为未来汽车研发的重要方向,电动化为何就不能改变航空业,让eVTOL变革未来的航空出行方式与产品体系?”他回忆说。与此同时,越来越多创投机构正密切评估各大eVTOL企业的核心竞争力高低,包括企业飞行器设计及集成能力,适航取证的能力,能否尽早拿到产品适航认证,供应链把控能力,不同的技术研发路径所造成的产品竞争差异性等,优先投资其中的佼佼者。

德迅投资负责人周华林此前在采访中表示,他们决定投资时的科技,一半依赖于技术推演。比如一架eVTOL飞行器是否飞起来,最先由动力系统的功率密度决定,要看密度足不足够高。当他们发现时的科技的eVTOL设计参数与直九功率密度类似,加之电动化令飞行操控更敏捷便利,倾转旋翼构型又能缓解电池能量密度低于航空燃油等问题时,令他们下定决心拥抱eVTOL赛道。

另一半则是政策扶持所带来的强烈信心。目前,民航局首次批准的民用无人驾驶航空试验基地(试验区)达到13个,另外也有三个省份进行了全省低空空域开放改革试点,其中包括湖南、安徽、江西。

近期湖南省全省低空空域管理改革试点工作取得突破性进展,全域1000米以下的空域划设无缝衔接。

在业内人士看来,由于eVTOL飞行器一般在300-600米低空飞行的特性,其安全监管将比地面交通更加严格。eVTOL飞行器载人运营涉及环节众多,从测试飞行、监管认证、生产设施,到城市空中交通生态建设,因此民航局等相关部门对eVTOL产品发放型号合格证,都将格外谨慎。

前述长期关注eVTOL技术研发的创投机构投资总监向记者透露,从开始,中国民航航空适航审定司发布《亿航EH216-S无人驾驶航空器系统专用条件(征求意见稿)》等文件,已经表明相比海外,中国相关部门正致力于在eVTOL产业发展方面走在前列,无形间赋予创投资本更强的信心看好这个赛道。目前他们也关注到越来越多国内eVTOL整机研发企业正积极与ICAO(国际民航组织)、EASA(欧洲航空安全局)、CAAC(中国民用航空局)、FAA(美国联邦航空管理局)等监管机构探索建立相关法律框架,确保其研发生产运营符合全球监管标准,为产品量产化与全球化布局打下很好的基础。

黄雍威指出,随着eVTOL量产,其应用场景将大幅拓展,一是旅游观光;二是城际之间出行、大城市内不同区域的短途出行接驳。

记者了解到,目前创投机构之所以格外看好eVTOL这个赛道,另一个重要原因是它将很大程度改变民众中短途出行方式。根据2035年国家综合立体交通网的构想——未来都市圈内一小时通勤,城市群内二小时到达,这意味着eVTOL有望成为长三角一体化等区域经济发展战略推进下的快速出行新工具。

“目前,我们的eVTOL飞行器飞行速度达到约260公里/小时,最大航程是200公里,一个小时内方圆200公里的城市圈都能覆盖到达,在点对点出行方面媲美高铁。”黄雍威表示,我们的目标是让eVTOL进入大众日常生活,让更多老百姓享受这项出行服务,而不是局限于高端出行。

“我们坚信共享空中出行将进入大众日常生活,因此创建了时的科技,要让eVTOL飞行器成为大众乘客能用得起的一个交通工具。”黄雍威强调。时的科技寓意“时间的士”,旨在研发并运营基于eVTOL的“空中的士”,为社会提供立体化的出行服务。他们最终想做成一件事,就是让每位乘客的出行费用跟出租车与出租车类似,但是出行时间缩短80%以上。

对众多创投机构而言,他们更希望在eVTOL这个全新的高科技赛道里,能出现一个足以改变航空业的“特斯拉”。

多位创投机构人士向记者透露,尽管eVTOL在产品研发,飞行测试、适航认证、生态建设、品牌建设等方面仍需克服众多挑战,但这个赛道的成功几率非常高,他们也愿意为此等待更长时间。

“我们认为政策持续扶持与技术迭代升级,将令eVTOL实现商业化与量产化运营的时间表,远远快于我们的预期值,因为这已经在欧美eVTOL产业得到印证。”一家国内大型创投机构负责人指出。

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