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中投網(wǎng)2024-06-04 08:52 來(lái)源:中投網(wǎng)
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一、eVTOL結(jié)構(gòu)拆分
中投產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2028年中國(guó)飛行汽車(電動(dòng)垂直起降器eVTOL)行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》指出,eVTOL(電動(dòng)垂直起降)是電動(dòng)垂直起降飛機(jī)的簡(jiǎn)稱,它是一種新型的航空器,能夠像直升機(jī)一樣垂直起降,同時(shí)擁有固定翼飛機(jī)的巡航效率。eVTOL的設(shè)計(jì)理念是結(jié)合了直升機(jī)的靈活性和電動(dòng)飛機(jī)的環(huán)保、經(jīng)濟(jì)性。eVTOL的結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆分包括:
。ㄒ唬推進(jìn)系統(tǒng)(電機(jī)):占比40%,是eVTOL中價(jià)值量最大的部分。電機(jī)是eVTOL的動(dòng)力來(lái)源,通常采用多個(gè)電機(jī)以提供升力和推進(jìn)力。這些電機(jī)需要具備高效率、高可靠性和低噪音的特點(diǎn)。
。ǘ機(jī)體結(jié)構(gòu)與內(nèi)部件:占比25%,是eVTOL的主體框架和支撐結(jié)構(gòu),包括機(jī)身、翼面、起落架等。這些結(jié)構(gòu)件需要輕量化以提高飛行效率,同時(shí)保證足夠的強(qiáng)度和剛度以承受飛行中的各種載荷。
。ㄈ航電系統(tǒng)與飛行控制:占比20%,包括航空電子設(shè)備和飛行控制系統(tǒng)。航電系統(tǒng)負(fù)責(zé)飛機(jī)的通信、導(dǎo)航、監(jiān)控等功能,而飛行控制系統(tǒng)則負(fù)責(zé)飛機(jī)的自動(dòng)或半自動(dòng)駕駛,確保飛行安全和穩(wěn)定性。
。ㄋ模能源系統(tǒng)(電池):占比10%,是eVTOL的電力供應(yīng)來(lái)源。電池的性能直接影響到eVTOL的續(xù)航能力和載重能力。目前,電池技術(shù)是eVTOL發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸之一,需要高能量密度、長(zhǎng)壽命和快速充電的電池技術(shù)。
電池是eVTOL單項(xiàng)成本最高的部件,以500次充電循環(huán)考慮,電池在飛行器總運(yùn)營(yíng)成本中占比超60%。電池成本降低1%,運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)利潤(rùn)將增加3%;電池壽命延長(zhǎng)1%,運(yùn)營(yíng)利潤(rùn)將增加2%。
。ㄎ澹裝配件:占比5%,包括各種輔助設(shè)備和系統(tǒng),如照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、安全設(shè)備等。
圖表:eVTOL價(jià)值量占比情況
數(shù)據(jù)來(lái)源:中投產(chǎn)業(yè)研究院整理
從這些組成部件可以看出,eVTOL的設(shè)計(jì)和制造涉及多個(gè)領(lǐng)域,包括航空工程、電力工程、材料科學(xué)、電子工程等。每個(gè)部分都對(duì)eVTOL的性能和安全性有著重要的影響。隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)的成熟,eVTOL有望在未來(lái)的城市空中交通、短途運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
二、eVTOL核心技術(shù)體系拆解
eVTOL(電動(dòng)垂直起降)作為一種創(chuàng)新的航空器,其核心技術(shù)體系是確保其性能、安全性和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。eVTOL主要核心技術(shù)體系包括構(gòu)型與總體參數(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)、低氣動(dòng)噪聲設(shè)計(jì)技術(shù)、電推進(jìn)技術(shù)(電池技術(shù)、電機(jī)與電控技術(shù))、飛行控制技術(shù)和適航技術(shù)。
圖表:eVTOL核心技術(shù)體系
數(shù)據(jù)來(lái)源:中投產(chǎn)業(yè)研究院整理
。ㄒ唬(gòu)型與總體參數(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)
構(gòu)型設(shè)計(jì):涉及eVTOL的外形和結(jié)構(gòu)布局,包括旋翼、固定翼、起落架等的設(shè)計(jì),以及它們?nèi)绾螀f(xié)同工作以實(shí)現(xiàn)垂直起降和水平飛行。
總體參數(shù)設(shè)計(jì):包括確定飛機(jī)的尺寸、重量、載荷能力等關(guān)鍵參數(shù),這些參數(shù)將直接影響飛機(jī)的性能和效率。
。ǘ┑蜌鈩(dòng)噪聲設(shè)計(jì)技術(shù)
氣動(dòng)噪聲是飛機(jī)在飛行過(guò)程中產(chǎn)生的重要問(wèn)題之一,特別是在城市環(huán)境中。
低氣動(dòng)噪聲設(shè)計(jì)技術(shù)旨在通過(guò)優(yōu)化飛機(jī)的氣動(dòng)布局和表面設(shè)計(jì),減少飛行過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲,提高eVTOL的環(huán)保性和可接受性。
。ㄈ╇娡七M(jìn)技術(shù)
電池技術(shù):電池是eVTOL的動(dòng)力來(lái)源,需要具備高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命、快速充電能力和良好的安全性。
電機(jī)與電控技術(shù):電機(jī)需要高效、輕巧且可靠,電控系統(tǒng)則負(fù)責(zé)電機(jī)的精確控制,以提供所需的推力和升力。
。ㄋ模╋w行控制技術(shù)
飛行控制系統(tǒng)是eVTOL安全飛行的核心,包括自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)(AFCS)和飛行員輔助控制系統(tǒng)。
這些系統(tǒng)需要能夠?qū)崟r(shí)響應(yīng)飛行條件的變化,確保飛機(jī)的穩(wěn)定性和可控性。
。ㄎ澹┻m航技術(shù)
適航技術(shù)涉及確保eVTOL滿足所有相關(guān)的安全和性能標(biāo)準(zhǔn),以便獲得適航認(rèn)證。
這包括結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、飛行性能、系統(tǒng)可靠性、環(huán)境影響等方面的評(píng)估和測(cè)試。
這些核心技術(shù)體系是eVTOL研發(fā)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),它們相互依賴,共同決定了eVTOL的性能、安全性和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新,eVTOL有望在未來(lái)的航空運(yùn)輸領(lǐng)域扮演越來(lái)越重要的角色。
三、eVTOL構(gòu)型與技術(shù)路線對(duì)比
中投產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2028年中國(guó)飛行汽車(電動(dòng)垂直起降器eVTOL)行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》指出,eVTOL(電動(dòng)垂直起降)技術(shù)的發(fā)展催生了多種技術(shù)路線,每種路線都有其獨(dú)特的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。eVTOL的主要技術(shù)路線包括:多旋翼、復(fù)合翼、傾轉(zhuǎn)旋翼、傾轉(zhuǎn)涵道風(fēng)扇+完全矢量控制和隱藏式推進(jìn)系統(tǒng)+無(wú)翼設(shè)計(jì)。
圖表:eVTOL的技術(shù)路線
數(shù)據(jù)來(lái)源:中投產(chǎn)業(yè)研究院整理
圖表:多旋翼代表機(jī)型
數(shù)據(jù)來(lái)源:中投產(chǎn)業(yè)研究院整理
圖表:復(fù)合翼代表機(jī)型
數(shù)據(jù)來(lái)源:中投產(chǎn)業(yè)研究院整理
圖表:傾轉(zhuǎn)旋翼代表機(jī)型
數(shù)據(jù)來(lái)源:中投產(chǎn)業(yè)研究院整理
eVTOL創(chuàng)新企業(yè)大多采用多旋翼和傾轉(zhuǎn)旋翼構(gòu)型。因多旋翼構(gòu)型是可迅速落地的方案,傾轉(zhuǎn)旋翼構(gòu)型在落地時(shí)能覆蓋更多應(yīng)用場(chǎng)景,具有較強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
圖表:eVTOL整體布局方式
數(shù)據(jù)來(lái)源:中投產(chǎn)業(yè)研究院整理
圖表:不同eVTOL的構(gòu)型差異
數(shù)據(jù)來(lái)源:中投產(chǎn)業(yè)研究院整理
每種技術(shù)路線都有其優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn),例如多旋翼設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、易于控制,但可能在續(xù)航和速度上受限;而傾轉(zhuǎn)旋翼和傾轉(zhuǎn)涵道風(fēng)扇設(shè)計(jì)則提供了更好的巡航性能,但控制系統(tǒng)更為復(fù)雜。隱藏式推進(jìn)系統(tǒng)和無(wú)翼設(shè)計(jì)則提供了更好的氣動(dòng)性能和較低的噪音,但可能面臨更高的設(shè)計(jì)和制造成本。
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,這些技術(shù)路線中的一些可能會(huì)成為eVTOL市場(chǎng)的主流,而其他一些則可能在特定的應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。最終,eVTOL的成功將取決于技術(shù)創(chuàng)新、成本效益、安全性和市場(chǎng)接受度。
四、eVTOL適航與商業(yè)化進(jìn)展
中投產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2028年中國(guó)飛行汽車(電動(dòng)垂直起降器eVTOL)行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》指出,隨著eVTOL(電動(dòng)垂直起降飛行器,俗稱“飛行汽車”)技術(shù)的發(fā)展,全球范圍內(nèi)對(duì)其落地和商業(yè)化應(yīng)用的期待愈發(fā)高漲。eVTOL以其垂直起降能力,相較于傳統(tǒng)直升機(jī),展現(xiàn)出更高的環(huán)保性能和應(yīng)用潛力。它不僅有望緩解地面交通擁堵問(wèn)題,還能在低空物流、城市觀光等領(lǐng)域提供服務(wù),被視為實(shí)現(xiàn)先進(jìn)空中交通(AAM)的關(guān)鍵技術(shù)。
在中國(guó),吉利科技集團(tuán)旗下的沃飛長(zhǎng)空公司在eVTOL領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位,正在積極推進(jìn)其低空飛行器AE200的適航審定工作,以加速eVTOL的商業(yè)化進(jìn)程。eVTOL的商業(yè)化不僅能夠?yàn)槿藗儙?lái)更便捷的交通方式,還可能為城市交通和物流行業(yè)帶來(lái)革命性的變化。
目前,全球eVTOL的適航標(biāo)準(zhǔn)尚處于探索階段,歐洲、美國(guó)和中國(guó)都在積極制定相關(guān)規(guī)則。沃飛長(zhǎng)空作為國(guó)內(nèi)低空出行領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè),專注于eVTOL的研發(fā)和商業(yè)化,擁有一支由經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)人員組成的適航管理團(tuán)隊(duì),他們正根據(jù)中國(guó)民航局的規(guī)定,開(kāi)展適航培訓(xùn)和審定工作。
2023年,中國(guó)民航局發(fā)布了《關(guān)于就沃飛長(zhǎng)空AE200-100型電動(dòng)垂直起降航空器型號(hào)合格審定項(xiàng)目專用條件征求意見(jiàn)的通知》,這是中國(guó)民航局首次針對(duì)5-6座有人駕駛eVTOL項(xiàng)目提出的專用條件,旨在明確適航安全要求,填補(bǔ)了有人駕駛eVTOL航空器審定的空白,對(duì)國(guó)內(nèi)eVTOL的發(fā)展具有里程碑意義。
沃飛長(zhǎng)空正按照適航規(guī)章的要求,有序推進(jìn)AE200的適航審定和商業(yè)化工作。公司表示,將繼續(xù)加大研發(fā)力度,推出更多適用于低空物流、低空運(yùn)輸?shù)葓?chǎng)景的eVTOL機(jī)型,以全面提高未來(lái)生活的便利性。
隨著技術(shù)的不斷成熟,我們有理由相信,在不久的將來(lái),智能駕駛飛行器將不再是科幻小說(shuō)中的概念,而是成為現(xiàn)實(shí)生活的一部分,為人們的出行帶來(lái)更多可能性。
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