飞行汽车“天空之战”:供应链成熟,应用生态最难

2024年06月25日 16:32 次阅读 稿源:雷科技 条评论

最快2026年,成都居民乘坐飞行汽车上下班将不再是梦。日前,成都发布官微宣布,沃飞长空旗下AE200飞行汽车完成首次公开飞行,成为中国首个、全球第二个完成全尺寸、全重量、全包线倾转过渡等系列飞行试验所有科目的eVTOL(电动垂直起降飞行器)企业。预计2026年前后,成都市民将有机会乘坐飞行汽车体验固定航线。

新能源与智能化的到来,让网友对大众出行方式的改变聚焦于电动汽车,但飞行汽车的发展速度远超想象。在网友们不甚了解的情况下,飞行汽车行业已进入了“内卷”状态,吉利、小鹏、广汽等汽车品牌的入场,让这个临近商用的行中所有成员都感受到了压力。

从飞行汽车设计理念,到各类解决方案,飞行汽车企业和供应商已经卷上了天,究竟哪一种设计和方案才是飞行汽车的正确方向,飞行汽车距离商用又还有多远?

落地方案大爆发,低空飞行进入混战模式

1917年,格·寇蒂斯发明了世界上第一辆飞行汽车Autoplane,但一百多年过去了,飞行汽车给大多数人印象依然是“陌生”。

短期内无法盈利,并不能阻止企业探索未来。对新技术、新理念极为感兴趣的中国企业,正不断投入资源研发飞行汽车产品,并诞生了一批佼佼者。

吉利沃飞长空:能载重才是好产品

本次在成都完成测试的沃飞长空,是吉利的子公司,其产品AE200采用eVTOL+倾转旋翼方案,能够减少组件和自重、增加载客量、降低产品的研发成本,但牺牲了陆地行驶能力。

AE200最大起飞重量可达2500kg,最高可乘坐6人,最大飞行高度1000m(地面高度)和3000米(平均海平面高度),最大平飞速度320km/h,最高续航可达200km。

作为对比,普通多旋翼飞行汽车载客量只有2-4人,续航也只有50km左右。

去年12月,民航局公布受理了AE200-100适航证认证申请,并发布了《沃飞AE200-100型电动垂直起降航空器专用条件征求意见稿》,加上成都市的大力支持,该产品有望成为国内最早实现规模化商用的飞行汽车。

小鹏汇天:你想要的我都有

作为头部造车新势力之一,在新能源汽车业务尚未扭亏为盈的情况下,砸重金研发飞行汽车的小鹏,在小通看来多少有点不理智。不过小鹏取得的研发成果,却超乎所有人想象。

小鹏汇天此前已公布了多款飞行汽车,既有多旋翼设计的旅航者X2,也有陆空一体飞行汽车。小通认为,陆空一体飞行汽车实用价值更高,平时能够像普通汽车一样在陆地行驶,保障基本的出行能力,遇到特殊情况则可以起飞,缩短路程所需时间。

不过同时具备陆空行驶能力,意味着汽车组件更多,要么车身过大,要么汽车内部空间较小,而且飞行里程也可能大打折扣。

去年10月24日,小鹏推出了“陆地航母”分体式飞行汽车。该产品母体类似MPV车型,采用增程式混合动力,内部放置一台多旋翼飞行舱,飞行舱可以乘坐两人,还能在车内充电。

小鹏“陆地航母”在越野、露营时,用于高空欣赏风景倒是不错的选择。未来自动驾驶落地,可以在交通拥堵的情况下,驾驶飞行器先行离开,母体通过自动驾驶前往目的地。

广汽:分体才是未来

2023年6月26日,广汽在科技日上推出了分体式飞行汽车GOVE。虽然与小鹏“陆地航母”同属飞行汽车,但两款产品差别很大。

广汽GOVE分为飞行舱和底盘两部分,底盘拥有四个轮胎,可以像普通汽车一样在地面行驶。分离后飞行舱摇身一变成了多旋翼飞行器,可以规避拥堵的路面,快速到达目的地,底盘部分则可以通过ADiGO PILOT自动驾驶系统前往目的地。与小鹏“陆地航母”的母体相同,广汽GOVE底盘部分也可以为飞行器充电。

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分体式设计属于兼顾地面行驶和空中飞行的折中方案,但续航里程和载重量依然会受到影响。而且两部分都需要动力和智驾系统,意味着成本也不会低。

亿航智能:拿出来卖才是硬道理

与前面三家车企不同,亿航智能前身亿航创世科技有限公司属于大型指挥控制系统提供商。

亿航智能的飞行汽车EH216-S也属于多旋翼产品,最快飞行速度130km/h,续航里程仅有30公里,已于2024年4月7日拿到中国民用航空局颁发的生产许可证,成为了全球首个获得量产许可证、标准适航证、型号合格证的飞行汽车产品。

目前该产品已在淘宝上架,售价239万元,海外市场官方指导价41万美元(约合人民币297.7万元)。亿航智能官方表示,西山文旅与其签订合同,将在未来两年内采购450架EH216-S。

此前罗永浩曾在直播间带货EH216-S,并且真的有用户下单。6月6日,亿航智能在广州完成了该订单交付。这笔订单的交付是亿航智能的一小步,却是低空经济时代的一大步。

小结:商用在即,内卷不止

除了上述企业,国内外还有峰飞航空、亿维特、Joby、Lilium、Archer等众多企业加入了飞行汽车赛道,海外车企丰田、奥迪、现代等,同样启动了飞行汽车研发项目。

结合沃飞长空、小鹏汇天、广汽、亿航智能等企业的产品来看,飞行汽车依然处于行业初期,企业的设计思路各不相同,都在探索不同方向。

综合来看,目前产生的分歧主要在于两点,第一是形制设计,陆空一体、纯粹的飞行器两种方案均有支持者。小通认为,陆空一体适合普通消费者家用,日常使用以陆地行驶为主,能够降低飞行成本,拥堵路段则可以起飞,优化出行体验。

单纯的飞行器更加简单,而且多为多旋翼设计,与传统直升机较为相似,更适合商用运营,例如城市观光、日常上下班接送。

第二是飞行机体设计,多旋翼、复合翼、倾转旋翼该怎么选。多旋翼的优势在于灵活性高,适合城市内飞行,但载重量、续航里程、稳定性较差。

复合翼是指可以通过旋翼垂直起飞的固定翼飞机,能够应对更加复杂的环境,而且还可以通过固定翼特点降低能耗,提升续航里程。但复杂的结构设计导致复合翼飞机自重大,重量利用效率较低,且存在效率浪费。

倾转旋翼飞行汽车的特点在于部分螺旋桨可以在起飞时旋转至垂直90°,提供向上的升力,起飞后螺旋桨再改为水平状态,提供向前的推力。倾转旋翼飞机结合了多旋翼和复合翼的优点,具有灵活、续航长、飞行速度快等优势,但技术难点较大,对于材料的要求也更高。

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小通认为,兼顾各项优势的陆空一体式折叠倾转旋翼是最好的选择,但考虑到经济性和商用性,亿航智能推出的EH216-S多旋翼飞行汽车大概率是未来数年的主流。

当然,究竟哪种飞行汽车能够成为未来得到市场认可的产品,走进千家万户,还要看供应链的表现。电池、材料、飞控等技术的成熟度,与飞行汽车的发展呈正相关。

供应链决定飞行汽车成败

企业钻研产品发展方向,供应商则为他们提供实现目标的基础,低空经济不仅仅局限于出行,而是包含整个产业链在内的万亿级市场。

跟随沃飞长空、汇天、亿航智能等企业的脚步,整个供应链也在钻研电池、电机、飞控、机体四大模块,加速推动飞行汽车商用落地。

电池:能量密度决定一切

由于需要对抗地心引力,飞行汽车的能耗极大,再加上对于自重有严格的要求,自然需要能量密度更大的电池。所幸,飞行汽车价格高昂,可以接受成本较高的高能量密度电池。

全球动力电池一哥宁德时代于2023年7月19日,与中国商飞、上海交大企业发展集团联合成立商飞时代,布局飞行汽车。其推出的凝聚态电池,能量密度高达500Wh/kg。

孚能科技此前已经推出了能量密度达到230Wh/h和280Wh/kg的eVTOL动力电池,能够实现250km续航和320km/h最高时速,320Wh/kg电池即将投入量产,350Wh/kg的电池也完成了开发工作。

正力新能和盟固利的航空电池能量密度也达到了300Wh/kg左右,并且在飞机或飞行汽车上得到了验证。

除了能量密度,电池厂商还在形态方面有不同的看法,如宁德时代是凝聚态电池的支持者,蔚蓝锂芯、正力新能、国轩高科选择了圆柱电池路线,欣视界、恩力动力、麻省固能等支持固态电池,孚能科技则认为软包电池才是未来。

软包电池虽然成本较高,但具有高能量密度、放电性能强等优势,非常适合飞行汽车。毕竟随便一台飞行汽车都要上百万元,电池成本占比与新能源汽车不在一个层面。

电机:可靠性是关键

与汽车电机不同的是,适航证标准已为飞行汽车建造了极高的市场门槛,飞行汽车能够搭载的电机,品质都有保障。

飞行汽车所用的eVTOL电机主要有两个关键指标,即稳定性和使用寿命。一般来说eVTOL电机需要能够承受-90℃到70℃的温度,而且需要能够承受额外50%功率的冗余输出,以应对突发状况。

而作为动力系统核心部件的eVTOL电机,可能五年左右就需要更换,运营使用时会有定期检查,五年寿命没有太大问题。可一旦进入千家万户,取代了汽车的地位,eVTOL电机的寿命就会显得太低了。相关供应商正在研究碳化硅技术,希望通过碳化硅材料提升电机的稳定性和寿命。

简单来说,由于飞行汽车电机需要满足适航证的相关要求,因而产品普遍质量有保障。国内飞行汽车企业中,亿航智能走自研路线,沃飞长空、商飞时代等则选择了采购第三方电机。如卧龙电气驱动集团已与多家飞行汽车企业达成合作,其推出的4座eVTOL电机重量约27kg,最大功率密度可达3.7kW/kg。

飞控系统:新老之争

飞控主要包含飞行控制管理、导航和定位、姿态感知调整、动力管理优化、飞行模式切换等模块,国内民用飞行设备中,大有C919,小有大疆无人机,虽然与飞行汽车有差异,却有异曲同工之处。

目前国内eVTOL飞控系统正处于新老企业互相竞争的局面,老牌企业以中国航天、北航、航空工业自控所等军工、研究所、高校等机构为主。这些企业研究卫星、无人机、火箭,以及特殊飞行器等技术多年,技术实力雄厚。

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新兴企业主要是边界智控、创衡控制、翔仪、安胜等民营企业,这些企业之前曾参与无人机、自动驾驶技术等研发,同样拥有丰富的技术储备。

相对于新能源汽车需要面对的道路情况,飞翔在广袤天空的飞行汽车,“路况”其实更加简单,飞控系统的主要职责在于安全监控,以确保各部件都能正常工作,避免安全隐患。

机体:拥抱碳纤维

机体方面包括设计和材料两大部分,其中设计部分上文已经提过,这点属于飞行汽车公司决策,而非供应商。材料方面,几乎所有企业都倒向了碳纤维,原因无他,碳纤维足够轻。

飞行汽车的重量会对供电、能耗造成压力,因而国内相关供应商中复神鹰、吉林化纤、光威复材、中航高科等企业都在研发碳纤维材料。

碳纤维材料成本高昂,平时我们可以在一些豪华跑车、高端自行车等产品上看到,飞行汽车价格较高,并非面向大众消费群体,需要采用碳纤维材料,为高消费群体提供更完善的体验。

小结:完备的供应链为飞行汽车崛起打下基础

中国飞行汽车起步较晚,但结合小鹏汇天、亿航智能等企业发展,以及吉利收购美国飞行汽车公司Terrafugia来看,国内飞行汽车技术已经走到了世界前沿。

应该说,进入21世纪后,新兴技术的研发不但要看GDP,还要看工业能力。2023年中国工业产值占全球35%,超过了美国、日本、德国之和,工业能力的提升,为供应商研发前沿技术提供了基础,而供应商又为飞行汽车的量产和商用夯实了根基。

电池、电机、飞控系统、机体四大模块,国内企业都达到了全球第一梯队,在这些供应商的加持下,国内飞行汽车已具备商用和量产的实力,但飞行汽车距离商用落地还需要更多准备。

生态成为飞行汽车普及最难一关

中商产业研究院发布的《2024-2029全球与中国飞行汽车市场现状及未来发展趋势》数据显示,2023年,全球飞行汽车市场规模达960亿美元,中国飞行汽车市场规模约220亿美元,预测2030年全球飞行汽车市场规模将达到3000亿美元,中国飞行汽车市场规模将达到690亿美元。

一个庞大的市场正在招手,但不要轻易回应。市场规模不断扩大不假,只是飞行汽车距离商用依然还差很远。

《发改委解读:扩大低空空域开放,突破通用航空业增长瓶颈》一文明确指出,国内低空经济存在空域划分不够合理、管理体制不够科学、运行机制不够顺畅、法规制度不够健全、政策措施不够配套、安全责任不够明晰、服务保障不够完善等问题。

自由的天空,对于人类依然过于危险。作为《空中浩劫》的忠实观众,小通深刻理解“飞机上的一切奇葩规定,都是用鲜血换来的”这句话。上百年时间积累的教训,依然无法阻止人为因素造成的灾祸,更何况可能会缺乏专业人士定期检查的飞行汽车。

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当然,我们也不能因此否定飞行汽车,国内各省市陆续推出了法律法规,推动低空经济发展。其中工信部、科技部、财政部、中国民航局联合印发的《通用航空装备创新应用实施方案(2024—2030年)》,计划2027年实现城市空运、空中物流、应急救援,2030年打造出一个万亿级市场。

但当务之急是建设完善的法律法规和飞行汽车生态,例如考虑航线规划、建设塔台指挥中心、明确责任划分、建造补能设施等。

就像新能源汽车一样,飞行汽车的法律法规制定和生态建设,将比研发和生产产品需要更多时间和成本。小通相信,在新能源汽车大获成功的中国,飞行汽车也能成功,而且还会不断下沉市场,从有钱人的玩具,逐渐走进千家万户,成为普通人也能拥有的新时代出行工具。

只不过,即使2026年成都市民能够体验飞行汽车,终究也只会是尝鲜属性浓厚的小众娱乐,而非飞行汽车的大众普及。飞行汽车要取得成功需要全社会、全产业的共同努力,而我们距离这一天仍有较遥远的距离。

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