eVTOL變革航空業:時的科技“謀變”未來出行

2022年05月13日21:10

2021年,eVTOL(Electric Vertical Take-off and Landing)產業發展迎來爆發期!

去年9月,美國電動航空公司Archer成功登陸紐交所,繼億航、Joby、Lilium後,成為第四家上市的電動垂直起降飛行器整機企業。

這吸引眾多創投機構紛紛湧入這個全新的高科技賽道。

去年,國內多家eVTOL研發企業也先後完成股權融資,比如時的科技在短短一個月內完成兩輪總計千萬美元的融資,沃蘭特航空獲得數百萬美元的種子輪融資,領投方是雷軍旗下的順為資本;此外,大型eVTOL研發製造企業“峰飛航空”則完成1億美元A輪融資……

“對眾多創投機構而言,eVTOL無疑是一個非常新的高科技賽道。”一位專注硬科技賽道投資的創投機構合夥人向記者透露。甚至有些創投機構將eVTOL與飛行汽車“相提並論”。

其實eVTOL和飛行汽車是兩個截然不同的概念。數十年前,有人已嚐試研發能在空中飛行的汽車,但這涉及複雜的跑道規劃與起降條件,且又要滿足航空適航法規與汽車標準的雙重要求,研發難度相當大。相比而言,eVTOL飛行器可以從高樓樓頂、標準直升機起降場、草地等場地垂直起降並進行點對點飛行,大幅降低機場跑道建設維護等基礎設施投資運維成本,又能方便在人口密集區域與有限空間隨時起降,反而是一項更具可行性的技術路線。

恒州博智預計,隨著eVTOL產業迅猛發展,2026年全球eVTOL市場規模將達到619億元,摩根士坦利則預計到2040年,全球eVTOL市場規模將超過萬億美元。究其原因,eVTOL飛行器相比飛行汽車,更適合未來的出行生態,無論是產業基礎還是技術基礎,eVTOL都更具備成為下一代城市空中交通工具的潛力,且作為一種新型的中短途空中交通工具,eVTOL還具有安全性高、噪音低、製造成本低、運營成本低等優勢。

“eVTOL未必會取代現有的傳統燃油直升機,也不會替代地面交通,而是作為現有交通工具的有效補充,為人們提供新的出行方式選擇。” 時的科技創始人黃雍威接受本報記者專訪時直言。這背後,是高能量密度電池的工業級量產應用與高功重比電機出迭代升級,令eVTOL產業迅速邁入工程創新和應用試驗階段,為產品量產化打下基礎的基準。

在黃雍威看來,電動化技術的迭代創新將大幅降低飛行器製造、運營和維護成本。

“這就好比2013年前,很少有人會相信電動汽車佔據逾10%的汽車產業市場份額,如今,在電動化技術的持續迭代升級與雙碳環保政策助推下,電動汽車在汽車的市場份額佔比迅速突破20%,而且仍在不斷上升。”他指出。對eVTOL產業而言,電動化同樣正創造類似的強大效應。

記者多方瞭解到, 相比歐美企業多家企業上市,且適航取證的進展也比較快,eVTOL在國內依然是一個全新的高科技概念,由於其技術規範與傳統航空器不同,適航認證正處於多方探索階段。

黃雍威對此表示,目前國家相關部門正積極推進低空空域開放,加快eVTOL產品的適航認證,都為eVTOL量產化創造良好的環境。時的科技正積極與有關部門溝通,推進相關產品早日取得適航認證。

值得注意的是,在eVTOL這個全新的高科技賽道上,眾多玩家正圍繞產品研發,飛行測試、適航認證、生態建設開展激烈較量,都希望自己有機會成為改變航空業的“Tesla”。

eVTOL的技術研發征途

早在2016年,海外研發eVTOL(電動垂直起降飛行器)的高科技企業已超過100家。這背後,是眾多高科技創業者、傳統航空公司、汽車公司都在積極佈局這個全新的高科技賽道。

作為國內eVTOL領域的較早入局者,時的科技對傾轉旋翼構型的研發進度也走在行業前列。

具體而言,傾轉旋翼結合多旋翼飛行器和固定翼飛行器的雙重優點,起飛時是多旋翼飛行模式,升空後則轉化為固定翼飛行模式。傾轉旋翼主要呈現兩大優勢,一是顯著減低飛行器總重,提升飛行器載荷能力。 傾轉旋翼飛行器可以在平飛階段重複使用提供升力的動力系統,意味著在同樣起飛重量條件下,可搭載的乘客數更多,而且有更多的推動力也意味著飛行速度更快,有效提升城市空中交通的時效。二是能更好融合平飛和垂直起降的動力系統,減少電機、電驅、螺旋槳等動力系統零部件數量和重量, 進一步降低飛機制造成本。

黃雍威告訴記者,儘管傾轉旋翼構型優勢顯著,但它的技術研發要求也更高。首先,傾轉旋翼結構設計有著較高挑戰,所幸的是,電動化令其複雜程度有所簡化,比如發動機、機械傳動、液壓氣壓系統都得到不同程度簡化,時的科技在這些領域也申請了多項傾轉旋翼構型專利;其次,傾轉旋翼構型對飛行控制的要求也更高,但在時的科技工程師努力攻堅下,25%和50%縮比驗證機已累計實現數百次成功傾轉過渡飛行,無形間驗證企業在傾轉控制策略與控制律方面取得顯著進展。

多位eVTOL領域業內人士指出,目前eVTOL技術研發麵臨的另一大挑戰,是復合型人才缺乏與供應鏈相對薄弱。

一位長期關注eVTOL技術研發的創投機構投資總監向記者透露,受益於電動汽車產業蓬勃發展,國內eVTOL的電池研發並不落後,很多eVTOL整機研發企業都能找到相對成熟的電池、電機、電控系統供應商,但在面向適航的飛控系統等其他供應鏈方面,中國還缺乏充足的相關研發人才與自主研發零部件。尤其是飛控系統涉及眾多學科,不但需要眾多不同專業人才磨合,而且飛控系統需要不斷反複實踐測試積累工程經驗,才能不斷完善研製流程,這不是理論知識就能解決的。

在他看來,這無形間構成國內eVTOL研發企業的一大競爭壁壘,誰能率先找到有效解決方案,就有望加快產品化與量產化進程,佔據更強的市場先發優勢。

作為原空客中國的總工程師,黃雍威非常注重與歐洲主要航空企業強化產品集成,力爭加快eVTOL產品研發進程。對時的科技而言,整機要儘早取得適航認證與量產化優勢,有效集成已獲取適航認證的零部件,顯得尤其關鍵。

“事實上,eVTOL整機研發企業與上遊零部件供應鏈的業務合作,絕不是純粹的供貨關係,而是雙方需要坐下來圍繞一些技術難題共同攻堅,不斷調整優化零部件設計理念,才能實現最理想的零部件集成測試效果。”他指出。當前時的科技在eVTOL整機研發領域取得一系列顯著突破,也離不開研發團隊的不懈努力,他們主要來自航空、新能源汽車、互聯網、AI智能等領域,具有復合背景的研發能力,從而令眾多技術難題得到有效解決。

記者獲悉,去年12月,時的科技E20飛行器50%縮比驗證機首飛成功;今年初,中國民航華東地區管理局就E20電動垂直起降航空器項目與時的科技簽署了《安全保障合作計劃》(下稱“PSP”),令後者成為國內首批與民航局簽署PSP的eVTOL廠商。

黃雍威表示,一旦eVTOL邁入量產階段,其成本優勢將迅速得到凸顯——單台eVTOL的購置成本約在數百萬元,且具有低維護成本等特點,令各類城市空中交通運營商的運營收益得到較大保障。更重要的是,eVTOL產品量產標誌著各方將加快建設城市空中出行生態,令大眾能夠共享空中出行“便利”。

創投期待培育航空業的“Tesla”

隨著eVTOL產業迅猛發展,越來越多創投資本紛紛向他們拋出橄欖枝。

記者不完全統計,若將IPO融資計算在內,僅2021年全球eVTOL企業的累計融資額就超過50億美元。

上述長期關注eVTOL技術研發的創投機構投資總監向記者透露,究其原因,是創投資本注意到eVTOL之所以蓬勃發展的三大深層次因素:一是eVTOL飛行器集電動化、垂直起降、低空航空元素為一體,是區別於傳統通航飛機和直升機的巨大優勢,其中垂直起降大大降低了機場跑道建設成本、製造成本以及運營和維護成本,同時電動化帶來的低噪音,能給乘客帶來更好的乘坐體驗;二是地面交通的日益擁擠,給城市低空交通出行帶來巨大的發展空間,甚至成為部分地面出行方式的重要替代;三是全球致力於降低碳排放與環保出行,預示著未來交通工具將朝著電動化與零排放發展,同樣給予eVTOL巨大的發展空間。

在他看來,正令越來越多創投機構將eVTOL納入未來高科技賽道投資的重要組成部分。

黃雍威向記者表示,隨著去年多家eVTOL企業成功登陸資本市場,越來越多創投機構也逐漸認識到飛行汽車與eVTOL之間存在的較大差異,讓投資者們更清晰了eVTOL賽道的投資價值。

“有些創投機構合夥人感慨,電動化可以改變汽車業態,令新能源電動汽車成為未來汽車研發的重要方向,電動化為何就不能改變航空業,讓eVTOL變革未來的航空出行方式與產品體系?”他回憶說。與此同時,越來越多創投機構正密切評估各大eVTOL企業的核心競爭力高低,包括企業飛行器設計及集成能力,適航取證的能力,能否儘早拿到產品適航認證,供應鏈把控能力,不同的技術研發路徑所造成的產品競爭差異性等,優先投資其中的佼佼者。

德迅投資負責人周華林此前在採訪中表示,他們決定投資時的科技,一半依賴於技術推演。比如一架eVTOL飛行器是否飛起來,最先由動力系統的功率密度決定,要看密度足不足夠高。當他們發現時的科技的eVTOL設計參數與直九功率密度類似,加之電動化令飛行操控更敏捷便利,傾轉旋翼構型又能緩解電池能量密度低於航空燃油等問題時,令他們下定決心擁抱eVTOL賽道。

另一半則是政策扶持所帶來的強烈信心。目前,民航局首次批準的民用無人駕駛航空試驗基地(試驗區)達到13個,另外也有三個省份進行了全省低空空域開放改革試點,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試點工作取得突破性進展,全域1000米以下的空域劃設無縫銜接。

在業內人士看來,由於eVTOL飛行器一般在300-600米低空飛行的特性,其安全監管將比地面交通更加嚴格。eVTOL飛行器載人運營涉及環節眾多,從測試飛行、監管認證、生產設施,到城市空中交通生態建設,因此民航局等相關部門對eVTOL產品發放型號合格證,都將格外謹慎。

前述長期關注eVTOL技術研發的創投機構投資總監向記者透露,從開始,中國民航航空適航審定司發佈《億航EH216-S無人駕駛航空器系統專用條件(徵求意見稿)》等文件,已經表明相比海外,中國相關部門正致力於在eVTOL產業發展方面走在前列,無形間賦予創投資本更強的信心看好這個賽道。目前他們也關注到越來越多國內eVTOL整機研發企業正積極與ICAO(國際民航組織)、EASA(歐洲航空安全局)、CAAC(中國民用航空局)、FAA(美國聯邦航空管理局)等監管機構探索建立相關法律框架,確保其研發生產運營符合全球監管標準,為產品量產化與全球化佈局打下很好的基礎。

黃雍威指出,隨著eVTOL量產,其應用場景將大幅拓展,一是旅遊觀光;二是城際之間出行、大城市內不同區域的短途出行接駁。

記者瞭解到,目前創投機構之所以格外看好eVTOL這個賽道,另一個重要原因是它將很大程度改變民眾中短途出行方式。根據2035年國家綜合立體交通網的構想——未來都市圈內一小時通勤,城市群內二小時到達,這意味著eVTOL有望成為長三角一體化等區域經濟發展戰略推進下的快速出行新工具。

“目前,我們的eVTOL飛行器飛行速度達到約260公里/小時,最大航程是200公里,一個小時內方圓200公里的城市圈都能覆蓋到達,在點對點出行方面媲美高鐵。”黃雍威表示,我們的目標是讓eVTOL進入大眾日常生活,讓更多老百姓享受這項出行服務,而不是局限於高端出行。

“我們堅信共享空中出行將進入大眾日常生活,因此創建了時的科技,要讓eVTOL飛行器成為大眾乘客能用得起的一個交通工具。”黃雍威強調。時的科技寓意“時間的士”,旨在研發並運營基於eVTOL的“空中的士”,為社會提供立體化的出行服務。他們最終想做成一件事,就是讓每位乘客的出行費用跟出租車與出租車類似,但是出行時間縮短80%以上。

對眾多創投機構而言,他們更希望在eVTOL這個全新的高科技賽道里,能出現一個足以改變航空業的“Tesla”。

多位創投機構人士向記者透露,儘管eVTOL在產品研發,飛行測試、適航認證、生態建設、品牌建設等方面仍需克服眾多挑戰,但這個賽道的成功幾率非常高,他們也願意為此等待更長時間。

“我們認為政策持續扶持與技術迭代升級,將令eVTOL實現商業化與量產化運營的時間表,遠遠快於我們的預期值,因為這已經在歐美eVTOL產業得到印證。”一家國內大型創投機構負責人指出。

(作者:陳植 編輯:林坤)

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