eVTOL赛道新创公司选择倾转旋翼构型的原因

 

 

 

 

当前，世界主要航空国家都在积极迈进eVTOL（electric Vertical Take-off and Landing，电动垂直起降飞行器）新赛道，以抢占未来城市空中交通的制高点。eVTOL设计研发的技术路线主要依据预设的应用场景与目标市场决定，需要较强的技术研发实力、融资能力及适航能力。

 

 

 

作为未来空中交通产业的细分领域，eVTOL是最热门的赛道，吸引了包括一批初创型科技企业、传统汽车和飞机厂商参与。截至2022年10月，全球eVTOL飞机研发企业约有300多家，出现了Joby、Archer、Wisk、Lilium、亿航、峰飞航空、时的科技等专注eVTOL领域的科技企业；波音、空客、贝尔、巴西航空工业等传统航空企业巨头也纷纷加入或关注这一领域；奔驰、保时捷、现代、吉利等众多车企和腾讯等互联网巨头也在eVOTL赛道展开布局。

 

 

 

据美国垂直飞行协会（VFS）发布的最新统计，全球超过700个eVTOL设计研发项目，其中235个倾转构型布局，124个复合翼构型布局，195个多旋翼构型布局，103个为悬停自行车和个人飞行器，47个电动旋翼机设计，涉及全球48个国家的347家公司或创新机构。

 

 

在eVTOL这个全新的高科技赛道，不同的eVTOL科技企业采取不一样的技术路线和构型选择。目前，在载人eVTOL领域最为常见的三种构型分别是多旋翼、复合翼以及倾转旋翼。我们将目前国内外eVTOL赛道头部的头部企业基本情况都做了梳理，详见下图：

 

 

 

海外eVTOL上市企业和新玩家都选择倾转构型

 

 

目前海外优质的eVTOL企业都是倾转构型，良好的政策环境和市场需求也孕育了多家数百亿元上市企业。Joby、Archer、Vertical Aerospace、Wisk、Bell都是倾转旋翼构型，这波浪潮也影响了国内的从业者们。

 

 

其实海外市场也是经历了数年的迭代，eVTOL的认知和构型才逐步统一的。Vertical之前研发多旋翼，后面转向了倾转旋翼。Wisk的复合翼也测试飞行了5、6年，最后也在2022年底转为倾转旋翼构型，并且被波音全资控股。同时，波音又投资了Archer，手握两家倾转旋翼eVTOL企业。

 

 

而我们国内三大航空高校，也做出了相同的构型选择。西工大孵化的化羽先翔、北航孵化的倍飞智能、南航孵化的零重力飞机工业等新玩家都选择了倾转旋翼构型。

 

 

 

 

 

设计研发倾转旋翼构型其实并不难

 

 

飞行器的研发是一项比较庞大和复杂的系统工程，相较于传统的多旋翼和固定翼，倾转旋翼构型总是会被误认为研发难度特别大，其实是有一定误区的。

 

 

因为今天研发的eVTOL，起飞重量也只在2-3吨之间，是和美国非民用鱼鹰V-22(27吨)存在着极大的区别。鱼鹰是上世纪80年代的工业产物，复杂的机械传动，且只有2发动力，并且根据美军的研究，每一次飞机出事情，不是倾转构型的原型。

 

 

 

正是因为倾转构型具有极强的性能，所以鱼鹰升级型号V-280在2022年获得了美军750亿订单，击败了西科斯基SB-1高速直升机方案。

 

 

中国航空业和新能源车行业的蓬勃发展，孕育了优质的供应链，也培养了一批专业的航空业、电动化、算法相关人才。电动化让机械结构的复杂度大大降低，如果今天还是燃油机时代，中国可能还是无法研发出倾转构型的eVTOL。也正因为如此，经历几年的产业发展，电动倾转的技术也正在被国内创业公司所掌握。

 

 

我们也看到了时的科技、沃飞长空、化羽先翔等公司都已经在缩比验证机上实现了倾转过渡飞行。其中时的科技25%、50%的缩比验证机都已经实现倾转过渡，原型机也正开展测试飞行。

 

 

倾转构型商业化价值最高

 

 

飞机构型的选择，其实就是产品定位的竞争。因为一个飞行器的研发周期至少5-6年，花费大概1亿-5亿美金。海外研发费用会比国内高很多，主要还是工程师成本、研发效率及供应商成本方面具有显著差异。在中国研发eVTOL,大概需要7-10亿人民币，可使企业完成适航取证。而一款eVTOL产品设计研发完成后，能投入使用至少10-20年，生命周期足够长，需要充分考虑和计算好市场和客户的需求。

 

 

电动垂直起降飞行器有三种主要的构型：

 

 

1、多旋翼，没有机翼，整个飞行阶段完全依赖多个旋翼的动力输出来提供升力和前行动力，飞行速度低，飞行航程有限，巡航时速也较低，商业应用场景主要停留在特定场景和低空旅游；

 

 

2、复合翼，从升到推有两套动力系统，垂起时一部分旋翼提供升力，巡航时另一部分旋翼提供拉力，垂直升力系统在巡航阶段会闲置，使用的电机数量较多，载重比低，相对成本也较高；

 

 

3、倾转旋翼，则结合了多旋翼和复合翼的功能，旋翼既提供升力也提供巡航推力，动力单元可复用，飞行速度快、载重比高、整机性价比高、而且适航条款比较清晰，具有较好的运营经济性，在未来商业场景中更有优势；

 

 

倾转旋翼的适航取证全球领先，安全可靠性有保障

 

 

判断一个飞机是否足够安全，最简单的是看这个产品能否获得民航局核发的标准型号合格证。取证后意味着飞机可以不受限制，跨空域、跨地域地进行飞行，才有望真正成为空中出行的交通工具。

 

 

纵观全球eVTOL行业，大家都处在研发阶段，尚未有取得标准适航证的公司。但是，美国的Joby却取得了美国联邦航空管理局(FAA）颁发的特殊适航证书，这标志着Joby倾转旋翼构型的产品安全可靠性得到官方认可，Joby也将是全球取得标准适航证的eVTOL企业。公开消息表示，Joby即将在2024年取得标准适航证，并于2025年开始规模商业化运营，目前该公司的市值已经超过50亿美金。

 

 

综上，eVTOL赛道新创公司都选择更有竞争力的倾转旋翼构型也就不足为奇了。我国在传统航空业上在会被航空引擎“卡脖子”，eVTOL飞行器利用电机取代引擎，是我国在航空业上弯道超车的好机会。期待eVTOL 行业的取得更多发展，提供新的经济发展动力。