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随着低空经济产业被点燃的,还有大众的关注热情。
在第十五届中国国际航空航天博览会(以下简称“中国航展”)期间,21世纪经济报道记者观察发现,“低空经济”馆人头攒动,与两年前的受关注程度早已不是一个量级。
但当前阶段,除了eVTOL整机厂在持续推进适航认证和应用场景开拓之外,更好完善基础设施和生态链建设正被频繁提及,这甚至与低空经济何时能真正渗透到大众生活息息相关。
峰飞航空高级副总裁谢嘉指出,大型eVTOL航空器公司都坚信,这将对人类未来的交通场景带来改变。当然其发展将是逐步推动实现的。
“实际情况是,目前航空器厂商有各自的特点并且在稳步发展。除了对航空器本身的适航认证和运营许可方面投入精力外,也需要对整个交通运营环境和运营生态搭建有高关注度。”他强调,这不仅是OEM整机厂参与,也需要各类运营和基础设施建设主体加入,“这个时间点非常关键,如果再不开始,或者整体速度没有加快的话,可能会面临航空器准备好了但在落地过程中面临速度失衡的挑战。”
产业链层面的联合已经在延伸,记者发现在中国航展现场,不少产业链公司都在推进战略合作,涉及人才培养、模拟器研发交付等环节,以让低空经济更快真正在眼前“起飞”。
从燃油到电动
作为低空经济发展中已经相对成熟的部分,小型无人机已经在越来越多渗透到行业中落地。
在中国航展论坛期间,俄罗斯国家工程院外籍院士、青岛大学智能无人系统研究院院长李小光分析道,中国的无人机产业在面向地理测绘、巡逻巡检、安防等场景都已经发挥了重要作用,其作业灵活、高效、精准的特性,满足了众多传统行业对无人装备的需求。在此背景下,民用无人机已经成为大众消费的“宠儿”。这解释了中国民用无人机市场持续快速发展的逻辑。
“无人机是低空经济的核心内涵和良好基础。随着新技术融入,低空经济的未来正从单体智能化,向群体化、网络化方向发展,对未来全空域、智慧化的低空经济发展奠定了良好基础。”
航天彩虹无人机公司黄伟对21世纪经济报道记者表示,在无人机商用方面,公司目前主要聚焦在偏政府相关和行业类应用。“其中我认为,无人机在以应急测绘为代表的应急类应用会有很大突破。因为在遭遇突发事件时,通过航空方式可以快速触达开展工作。”他续称,航天彩虹作为研发制造型企业,有很强的设计能力沉淀,向应用市场寻找更多外延,是发展过程中的不错选择。
财报显示,公司基于彩虹无人机平台,自主开发无人机民用技术,完成包括航空物探、应急测绘、森林防火、管线巡护、海事应用、应急通信等无人机应用系统研制及飞行试验;在中大型无人机航空物探、人工增雨、应急测绘等领域已进入产业化阶段并占据领先地位。
航天彩虹目前没有涉及太多eVTOL飞行器的研发制造工作,当然会关注其中市场机会并考虑尝试做相关测试。
中国航展论坛期间,黄伟指出,面对低空经济市场,要明确大众消费者的需求在哪里,是否能真实吸引民众参与进来。
(中国eVTOL产业规模和增长预测。图源:赛迪顾问)
他进一步分析道,eVTOL的发展脉络起源于1909年,法国研制出了相关四旋翼产品,但当时仅能达到1.5米飞行高度;十多年后,类似飞行器可以在25米高空飞行40秒时间。
就是在这种一代一代演进过程中,逐渐融入MEMS微机电的惯性器件、电动机、单片机、锂电池等产业链能力,让eVTOL飞行器的技术成熟度经历了从1到9的发展历程。
黄伟对记者分析,eVTOL的发展意味着从燃油飞机向纯电飞机转变,飞机设计会相对简单,也对设计思路带来变化:以往一台燃油飞机就配备一个发动机,但未来一台电动飞机可能会配备多个电动机。
这同时意味着,飞机需要有越来越多的旋翼设计。随着产业进一步演进,目前市场出现陆空“两栖”类eVTOL形态。黄伟指出,eVTOL的构型设计愈发复杂,未来可能需要考虑融合空气动力学的“微流场”理念。
此外,要解决eVTOL面临的能源密度瓶颈,这不是飞行器行业本身努力就可以解决的问题。需要与其他行业甚至纳入更多元的材料体系共同探讨。“比如未来是否通过无界面的语音控制等方式,让eVTOL飞行员可以更快上手操作;在面临天气问题时,如何让飞控操纵更为鲁棒等。”他总结道,“eVTOL的发展要融合整个工业体系的能力,包括3D打印能力,叠加技术密度、投资密度等,吸引更多参与者来推进产业进一步迭代发展。”
新的挑战
产业间大力发展的eVTOL航空器,由于还处在发展早期阶段,目前仍面临一定产业化挑战。
北京低空经济产业发展联盟轮值、交控科技股份有限公司董事长郜春海分析道,在中国进行空域改革的背景下,才有今天低空经济的发展。空域作为生产要素,是相比公路、水路更为经济的发展路线,因为公路和水路在水泥钢筋等基础设施方面需要花费较高成本,但在空中做好规划就可以执飞,减少了不少介质成本,令后期的运营维护成本也大大降低。
当然目前产业发展还有需要补足的地方。低空经济产业主要分为四个环节:飞行器、基础设施起降场、飞行保障、应用场景。“这几个结合才能形成真的产业。目前航展上展出的eVTOL整机厂居多,但后面三个环节还比较缺乏。当然我相信,到明年这三个环节就会逐渐显现出来。”他续称。
(2023年中国eVTOL各领域投融资事件数量与金额占比。图源:赛迪顾问)
郜春海认为解答好前述三大命题后,低空经济产业将很快发展起来。“目前很多资本都投资了eVTOL整机厂,但也要拉动后面三个产业,这都是当务之急。各环节都发展齐全后,产业才能很快发展。比如民航与低空经济规则不同,因此在规范和标准制定方面尤为重要;场景应用的开拓将会对技术进步起到牵引作用。”
在应用场景开拓方面,谢嘉分析,一些厂商选择从文旅场景开始拓展应用,峰飞则先从内部评估安全习惯较高的场景先落地。所以整体来说,先从我们这种经过综合安全评估,可以做得较好的场景开始突破,整体运营,从是试运营开始,再到常态化运营。
但也有航空器厂商人士对21世纪经济报道记者分析,其所在公司认为,倘若将eVTOL航空器运用在物流运输场景,对既有物流运输公司的竞争优势并不明显,因此更倾向于从载人场景,如旅游观光等着手。
达索系统航空航天产业总监王刚也指出,目前低空经济的应用场景还较为有限,其核心是为产业服务。那么整机研发厂商应该对用户需求进行有效收集整理,将这些信息融入到机型研发过程中。由此能让研发工作更为高效进行、快速迭代和仿真。
李小光则强调,eVTOL产业发展目前面临的很大瓶颈是能量密度不够,这就类似新能源汽车在一定环境下会面临续航焦虑,飞行器客户也会担忧续航里程不够进而影响载重量。“这导致低空经济在运货、载人等场景下,其技术和动力系统的能量密度都面临短板。因此eVTOL发展面临的最大挑战可能并不在行业内,能量密度短板可能也未必是现有商用的电池技术能满足,可能可以探索氢动力电池等方向。”
生态融合
这意味着在当前阶段,低空经济产业链之间进行深度融合正显得重要。多名业内人士都谈到了应联合不同产业链之间共同破局的思考,产业间合作的确在加速。
在航展期间,海特高新与沃飞长空签署了战略协议。双方将探索共同研制eVTOL各类模拟器相关产品,并同时开展整机大修、改装和部附件维修,布局低空经济领域新技术发展与标准引领等。
海特集团副董事长李刚告诉21世纪经济报道记者,集团旗下安胜(天津)飞行模拟系统有限公司(下称“安胜公司”)是专业从事全动模拟器研发设计的公司。“全动模拟器是航空界的最高等级,仿真度达90%以上,几乎约等于在飞机上进行飞行训练。根据民航局规定,所有飞行员都必须在模拟器上飞行一定时长以后,才能在真实民航客机上执行任务,并且应保持飞行执照每年必须有在模拟机上至少16小时复训的记录。”
对于eVTOL飞行器也应类似。李刚表示,eVTOL飞行器商业化后,也有载人飞行的规划。“目前看,中国航空局也需要类似我们这类产业链公司,帮助eVTOL飞行员熟悉操控过程。因此安胜公司与头部eVTOL公司的合作,有望帮助加快eVTOL的商业化进度。”
据介绍,此前模拟器相关设计和制造技术多由海外厂商所主导,尤其是最高级别的D级模拟器。“2017年,安胜公司成功在推出国内第一台D级模拟器,到现在已经能够完成对波音737各系列、空客320各系列模拟器的制造,并且取得了民航局认证。”
安胜公司还向沃飞长空交付了eVTOL研制模拟器并进行揭幕。此台模拟器为前者针对沃飞长空AE200型“八轴内四倾转”的新型适航构型eVTOL独立设计,结合安胜公司自主知识产权的AccelSimTM仿真平台、6自由度运动平台与混合现实头显等技术。未来双方将继续在工程模拟机、飞行培训设备等方向开展模拟仿真解决方案的全方向合作。
当然,由于eVTOL飞行器产业仍在迭代中发展,目前主机厂选择的技术路线也不尽相同。李刚对21世纪经济报道记者表示,虽然多旋翼、倾转旋翼等eVTOL技术路线的动力模式有所不同,但海特高新的业务覆盖航空产业链的多个维度,包括维修、制造、大修和运营等。安胜公司可以为eVTOL主机厂提供相应的模拟器产品,也能为eVTOL厂商的设计制造、机载电子、应急设备、飞行员培训等方面提供支持。
此外,燃油飞行器和eVTOL的区别,主要是动力系统从燃油发动机向电机或燃油增程器+电机的电动系统的转变。李刚分析,“其实传统航空飞行器与eVTOL在飞行机械和机载设备上大多都是通用的,虽然提供的装备产品和技术服务略有不同,但飞行培训内容其实没有太明显差别。所以在低空经济领域我们双方将在产品、技术和服务等方面开展合作,同时也将为低空产业培养和培训大量人才,促进低空产业高质量发展。”
航展期间,海特高新还与中国民用航空飞行学院签订战略合作协议,将围绕“产教融合、低空经济”展开合作,旨在聚焦航空产业和低空经济的关键技术,培养一支既懂生产又擅长科研的团队。合作将聚焦装备研发、重要工艺等问题,特别是针对企业生产一线的实际需求,开展联合攻关。
在如今eVTOL加速发展期,各产业链环节之间也在加速驱动发展。李刚对记者表示,“下一步,我们要与eVTOL主机厂一起,与民航局方面共同进行商业化运营规章的相关讨论。不论在eVTOL的培训、制造、维修维护服务等方面,都需要与民航局方面共同制定标准,才能尽快实现商业化,让民众体验到相关技术成果。”