eVTOL机载航电技术洞察

2023-09-13 11:03:57

eVTOL机载航电技术洞察

 

 

 

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稀缺的航电资源

 

如果你期望能够更加顺利的开发一款eVTOL整机产品，寻找一个强有力的机载航电合作伙伴是非常有必要的，但问题是，优质的机载航电合作伙伴是稀缺的，同样需要有雄厚的实力来应对未来取证的长期挑战。

 

目前，全球主流的机载航电公司基本都已经和相关的eVTOL整机公司达成合作；

例如：同时抓住两大顶流的佳明航电，达成了和Joby、Archer关于机载航电的开发；

Avidyne航电公开了和Beta、skydrive的合作，Beta的合作时间已经不短了，但是迟迟没有最新的公开进展；

泰雷兹主要的合作对象是EVE，在机载航电开发合作的内容上更加全面；

还有霍尼韦尔推出的云化航电平台，主要的eVTOL整机合作商是韩国现代的Supernal，以及英国的Vertical。

 

 

Avidyne新的Quantum开放航电平台

 

 

 

这些机载航电开发商的技术路线其实一直都是非常明确的，从硬件的角度讲主推开放式架构，从软件的角度讲主推软件定义航电；只是在今天，eVTOL给这些机载航电新技术的发展带来了持续的推动力，这也是为什么佳明航电成为eVTOL整机的宠儿，早在2009年，佳明航电就正式启动了开放式架构的技术路线，从而可以满足更多的创新市场需求，同时也是一场自我革命。

 

 

 

 

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进化的挑战

 

除了eVTOL整机公司需要面临构型选择的风险挑战，和eVTOL整机在一条船上的机载航电公司同样也需要面临不同构型的差异化需求，差异化的构型其实对于机载航电的技术趋势不会产生影响，重要的是这些差异化的需求会对产品的定位产生直接的影响。

 

虽然说开放式架构和多核航电解决了满足eVTOL多元化的需求。但是，如果每架新的AAM飞行器都有独特的航电设置和机组人员界面，飞行员将不得不需要对系统的每一种变体或不同飞机进行型号认证。这里我们做一个猜测，eVTOL行业会不会经历一个特殊的阶段，有20多架不同的eVTOL飞机都经过了认证，但是却都完全不同，每个飞行员都需要相当于型号评级的资格来接受特定变化的培训？如果行业必然经历这样的一个过程，作为机载航电的开发商又如何陪伴整机公司应对变化迅速和多元化的市场特征。

 

 

 

NASA关于eVTOL的概念构型

 

 

 

 

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多核时代

 

几十年来，航电制造商一直依赖单核处理器为从飞行控制到驾驶舱仪表板的一切提供动力。但是，如果我们想要实现自主飞行，实现真正的开放式架构，实现云化航电，多核将是实现这一切的基础，然而向多核处理器的转变带来了复杂性，阻碍了多核技术的认证。

 

挑战主要涉及两个方面：一个是内核之间的多通道干扰问题，如果满足DAL-A和DAL-B的确定性；另一个是航电集成商需要花费巨大的精力处理芯片级的问题。面对第一个问题，基于CAST-32的分层服务设计成果，包括芯片厂商、实时操作系统供应商和图形驱动程序供应商等已经联合开发出了一套分层产品，并且也已经有航电公司推出了相应的多核产品，其市场路径仍是从军到民。面对第二个问题，主要是通过芯片级供应商提供下沉的预集成软件和硬件服务来实现，在设计时就考虑硬件和软件，芯片包含航电需要的信息，从而减轻航电团队的大部分责任；不再需要梳理大量数据确保芯片符合安全标准，并确保关键工作资源不会被抢占。随着芯片级供应商的下沉，会逐步加速航电开发更加扁平化，生态更加的选择多元化。

 

 

 

多核除了对设计端能力和效率的提升外，同时也会降低航电系统中使用SoC的定制和工程水平。也就是说，部署SoC的硬件和软件工程工作和时间通常低于使用多个分立IC组件。这种成本节约会贯穿采购和制造，在采购和制造中，将功能整合到单个芯片上可以减少购买的组件数量，而SoC的成本通常低于多个分立IC的购买成本，并减少航电系统的组装生产成本。

 

 

 

 

 

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连接的价值

 

机载航电的变革除了内在处理和功能的提升外，对外连接的能力同样尤为重要，我可以将其比喻为属于航空的“PC时代和互联网时代”。

 

 

面对无人驾驶系统C2指挥和控制链路问题，行业需要基于地基网络和天基网络两个方向进行推进，关于低空网络C2链路的覆盖话题之前在航空频谱讨论的文章中进行了介绍，这里不再叙述。而关于天基网络的无人驾驶系统C2链路推动，包括铱星、inMarsat都已经加入其中，在最近铱星关于BVLOS的试验中，证明了在最低延迟链路的情况可以满足IFR运行的分离要求。

 

 

面对乘客体验问题，行业同样需要基于地基网络和天基网络建设服务，Gogo则是一个典型的宽带服务公司，其依托5G网络和Oneweb打造一个无缝覆盖的空中互联网体验。

 

 

 

空中连接本质上就是建设一个新的立体公路，新的公路必然会对地面资产产生新的估值，相信未来基于物理空间的生产、仓储和流量都会有一次重塑。

 

 

 

 

 

 

 

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一点思考

图片

 

最后给大家留下两个问题：

 

需基于多核航电和开放式架构的变革会对航电产业链生态带来哪些影响？理解这个问题，对于以机载航电或者自主飞行为主的创业者如何规划产品尤为重要。

 

BVLOS会对目前货运和生产的商业形态带来哪些改变？理解这个问题，对于业务场景附加值偏低的商业模式如何设定尤为重要。