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中金公司 | 科新机电2024年前瞻会议
金融民工1990
长线持有
2023-12-12 21:23:01

会议要点

1. EVTOL市场发展趋势与挑战

• 行业现状与变化:EVTOL行业正快速发展,但尚未有明晰、统一的技术和安全规范,部分企业已取得飞行证明,但仍需针对不同应用场景满足不同安全等级要求。

• 研发与认证流程:企业需完成研发并获取型号合格证(TC)与适航证(AC),适航证对商业飞行的安全要求更高。

• 市场前景:市场关注点在于如何将EVTOL应用于城市航线,但城市运营对飞行器的安全标准提出了更高要求。

2. 飞行汽车EVTOL产业认证进展

• 沃兰特公司已在EVTOL领域取得实质性进展,计划明年初提交审批申请,与主机厂确认稳定的合作基础。

• 国内EVTOL企业大多尚未达到批准状态,仅有少数企业通过了关键的审批阶段。

• 与国际EVTOL公司如JobyAviation相比,国内外公司在审批过程中面临重大挑战,主要涉及与监管机构的密切协作和标准设定问题。

3. EVTOL飞行汽车商业化之路

• EVTOL行业进展:沃菲(吉利子公司)在国内取证进展最快,其飞行器已进入公示阶段;其它公司如峰飞、裕丰未来等处于不同阶段,部分尚未提交申请。

• 运营场景规划:EVTOL公司针对运营场景和地点差异,采取分阶段战略。如城市周边观光、货运和市郊航线运营,逐步进入城市运营。

• 技术与运营成本:EVTOL的构型、续航能力和运营成本是商业化关键因素;规划中需平衡安全、成本和法规限制,尤其对于单飞行员城市内运营的设想。

4. 飞行汽车EVTOL行业进展展望

• 行业发展趋势:2024年前后行业将有较大进展,部分企业将创建自己的运营公司,进行地面及飞行试验,尽管真正商业化尚需时间,但行业内部认为已是显著进展。

• 监管和安全认证:2027年前后预计获得TR认证。TRA的获得意味着官方认可飞行安全性和成熟度,28~29年可望取得完整飞行证明,尽管与企业宣传有差距。

• 产业链和供应商:电机和螺旋桨制造及复合材料供应商如华宁航电等将受益于eVTOL行业发展,部分供应商将借用通航飞机经验和订单实现跨越式发展。国产化在配件和组件生产上进展显著,尽管电机领域依然面临挑战。

5. 国产化挑战与路径

• eVTOL 动力系统难题:eVTOL动力系统包括电机、电池、BMS、电调等,其中电机核心关键,中国尚未突破。国际上航企逐步尝试本土化,但电机和飞控系统国产化颇为困难,电机改型尚需达到动力水平。

• 电池及电子供应商问题:中国电池在国际上表现优秀,但电子供应商不愿向航空领域拓展,问题在于航空产品开发思维。海外竞争者通过包装供应链管理维护优势。

• 飞控系统成本与挑战:国内尚无企业能够自主完成飞控系统开发,依赖欧美系统,成本高昂。即便是大企业如沃菲,面对研发投入也可能难以持续。

6. 国内外EVTOL产业展望与挑战

• 欧洲供应商对沃菲的期望建议沃菲与欧洲供应商集中谈判,以获得飞行汽车EVTOL领域的优势地位。

• 中国供应商在EVTOL方面具备竞争力国内供应商能够提供60%的飞控系统,电机除外,这可大幅提高国产化率。

• 科技巨头参与EVTOL的难度估计大公司轻视EVTOL挑战,实际操作困难时可能选择退出市场,但与领先供应商合作能提高成功概率。

7. 飞行汽车空域运营挑战

• 政府支持关键,但需军方和民航局配合:空域管理和运营支持需军方和民航局(AACG)的认可,关键在于军方对低空空域的管控和未来城市空域如何单驾驶员飞行的规则制定。

• 技术创新尚处实验阶段:行业正考虑从无人机技术转化而来的网络化集群化空管技术,但目前仍在实验室阶段,基础通讯技术等关键要素还需进一步发展。

• 适航证并非运营的全部:获得适航证是公司运营的必要条件,但面临着低空空域管理严格、技术监管手段不足等现实问题,影响全面商业化运营。

8. EVTOL飞行车监管与技术展望

• 飞行汽车EVTOL运营初期会在郊区特定航线进行,10年后可能进入城市限定路线。

• 民航空域安全严格,EVTOL运营会建立监管站和雷达站以适应民航标准。

• EVTOL在中国运营需满足类似车联网的监管要求,有较大安全挑战;海外运营环境相对宽松。

9. EVTOL通信技术与政治障碍

• 通讯卫星技术限制:目前卫星通讯面临带宽低、收费高的问题;大国占据同步轨道和低轨,新入市者难以找到可用轨道空间。

• 地面通信基站建设:中国通过建设50公里一个基站的地面通信网,以优化EVTOL航路通讯,已有企业如中兴正参与此项工作。

• 中国在地面通信领域具有明显的领先优势,有望支持EVTOL通讯技术发展。

Q&A

Q:今年以来,电动垂直起降飞行器(EVTOL)行业有哪些显著变化和趋势?

A:今年,EVTOL行业最大的变化是深圳的公司取得了空中出租车服务的资质,但它是基于多旋翼模式的,无法代表整个行业。目前,这家公司是全球第一个上市的EVTOL企业。然而,它所获得的型号合格证(TC)存在很多限制,因此证明其真实运营能力的数据还有待观察。

Q:目前EVTOL产品的研发和适航证申请流程如何?

A:EVTOL产品的研发和适航证(AC)流程类似于中国的通勤航空器。首先需要获得型号合格证(TC),然后是适航证(AC)。TC分为多个部分,如大型飞机的25部,通用航空飞机的23部。AC则区分为特殊适航证和标准适航证。如果飞行器用于商业运输,必须符合标准适航证的要求。目前,大多数EVTOL设计为4座左右,属于通勤类,但运营范围根据城市内外的不同场景会有不同的安全等级要求。标准正在更新,以更精准地划分EVTOL的严格程度和飞行级别。

Q:中国的EVTOL飞行汽车市场有哪些特点和挑战?

A:中国EVTOL市场尚未有专门针对飞行汽车的TC标准,通常采用针对传统航空器的23部或27部规章的裁剪版本。如纯多旋翼的EVTOL需要基于轻型通用直升机的27部规章裁剪。对于运营安全等级,城市内运营要求更为严格,故障概率需达到10的-9次方。而在城市郊区飞行,安全要求可降低。

Q:EVTOL产品取得AC证的流程是怎样的?

A:取得AC证涉及明确审定基础、确定符合性方法等步骤。首先与局方确认审定基础,例如是遵循23部还是27部规章的裁剪版本。然后,针对每个要求条款确定符合方式,例如计算分析、安全性分析、飞行试验等。完成所有必要的测试和证明后,提交符合性声明。在中国市场,部分公司已经取得了AC证或处于申请流程中。

Q:EVTOL领域的当前进展情况如何?

A:目前,沃兰特公司在EVTOL领域表现突出,基本上是第一了。沃兰特计划在明年年初就提交局方受理的申请。在此之后,公司将与主机生产厂家一起确定产品的稳定基础。至于国内市场,除了一家已经获得相关证书的企业外,其他公司都还没有到达产品积压的阶段。而在国际上,像Joby这样的公司已经超越了二级市场阶段,处于领先地位。无论是在欧洲还是美国,像Volocopter这样的公司在与局方交流时都会遇到很多争论,因为规定如果设置得过严,对主机厂来说将是非常不利的。

Q:目前国内的EVTOL企业在取证和商业化进程方面的情况如何?谁在这个过程中走得最快?

A:目前最快的是沃菲,因为它的审讯技术已经公开在征求意见阶段。其次是峰飞,它的无人机(载货版)进程也较快,不过载人版可能会在德国进行。至于耐克,他们的市场申请已经提交,预计明年第一季度会进行公开征求意见。而其他初创企业如裕丰和小鹏的进展相对较慢。

Q:这些EVTOL企业在应用场景和商业化落地方面有哪些规划?

A:这些企业的规划分为两方面:构型所决定的运营范围,以及运营场景。轻感应和复合型旋翼EVTOL通常至少可以达到100多公里的里程,适用于城市间或郊区长距离运营。另一方面,存在运营场景和法规的限制。例如,中国目前有标准适航和特殊试航等分类,这对EVTOL运营场景有很大影响。例如沃飞,他们计划初步在城市郊区进行航线运营,之后逐渐进入城市。而小鹏当前的产品更像是一种轻型运动飞机,市场方向主要是个人使用,面临的挑战是在国内航线的报批很困难。各企业都在分阶段规划进入不同的市场或场景。

Q:EVTOL产业在未来几年是否有可能出现质的飞跃?会有哪些催化事件?

A:就EVTOL产业的发展而言,2024年可能会有较大的进展。例如,某些公司计划自行成立运营公司,因为当前的限制条件下,没有其他公司愿意运营他们的EVTOL。还有一家公司计划在2025年左右让载人版本原型机下线,这也是一个重要的发展。从26年开始,进入TC阶段就会比较困难。我们可以预期,到2027年左右,可能会进入TI阶段,这是指局方飞行员开始参与试飞阶段。真正获得完整认证预计会在2028年到2029年之间,当然这和企业自身的宣传可能会有差距。这些变化和发展将会是行业的催化剂。

Q:哪些供应商链环节EVTOL产业较为依赖?国内有哪些相关受益的供应商?

A:EVTOL产业主要依赖三类供应商。第一类是结构供应,主要包括复合材料以及整机加工。第二类是耗材航化,例如润滑油等。第三类是系统供应,涵盖电气系统、航电显示屏、惯导、GPS、操纵杆飞控和电池等。EVTOL使用的发动机和螺旋桨,以及通航飞机组件,与大飞机有所不同,不再是一些标准的适航部分。在国内,潜在受益的供应商包括那些有能力供应通航飞机结构的厂商,以及安徽华宁航电这样的综合航电供应商。通航的辅材供应商和结构供应商有望实现发展的飞跃,因为需要用到大量复合材料。电机方面,中国的电机供应相对落后,目前偏重于通用航空或汽车领域,而与航空技术的兼容性则不足。

Q:EVTOL领域电机开发的现状如何?

A:电机是EVTOL领域的核心工程,目前所有的努力都集中在如何使技术达到满足EVTOL增强动力需求的水平。中国的电机供应商在这方面基本上没有太多能力跟进,他们没那么大的动力去投入,一方面是因为他们仍以传统汽车思维来开发产品,另一方面是航空领域的要求与汽车领域不同,导致难以将电机技术本土化。

Q:EVTOL领域有哪些领先的技术或者公司?

A:在国际上,已有公司,如赛空公司在动力电池部门投入了 significanthumanresources,其中单是电池部门就有一两百人的团队。中国的电池技术领先,有能力提供性能可靠的产品。但国内电子供应商不太愿意进入飞行汽车领域,同样海外的欧美电子工厂也面临这个问题。

Q:市场对电池及其管理系统(BMS)的需求如何?

A:市场对电池和BMS的需求很大,因为这些是动力系统的关键组成部分。国外的做法是通过供应商打包供应电池和BMS等部件。中国至少在供应量和性能上能保证电池的供应,但许多汽车厂家和电子供应商对EVTOL尚不感兴趣。

Q:飞行控制系统(Fly-by-Wire,FBW)的国内外现状如何?

A:飞行控制系统领域国内的情况比较悲观。没有看到哪一家国内公司能成功研发出符合要求的飞控系统,目前大多数都只能制造无人机飞控。国内大飞机用的操纵杆与国外的完全不同,现有的只适用于模拟机不适用于实际飞机。在这方面,即便是618等大型企业介入研发,从正式立项起,可能三四年内也难以实现成果。

Q:国产化的可能性及其对主机厂的影响?

A:在EVTOL领域的国产化方面,目前看来,首个产品可能会依赖海外技术,一旦国内技术成熟,再转向国产化。沃菲公司目前采用的是这样的策略,但这要准备几十亿的研发经费。例如光飞控收费就需要1.5亿人民币,对飞机厂商而言,研发资金的投入是一大财务挑战。只有背后有强大资金支持的公司如沃菲可能在这个过程中持续到底,但他们能否维持也是个未知数。

Q:欧洲供应商对沃菲的期望是什么?沃菲与吉利合作的情况如何?

A:欧洲供应商普遍认为中国的主机厂可能支付不起他们的报价,因此他们把期望寄托在了沃菲上,希望沃菲能在欧洲与他们集中谈判达成合作。但是考虑到吉利在资金支持上的行为特征,它是否愿意大举投资仍然是一个未知数。据我在沃菲工作的经验,首代飞行汽车因为资金问题而被终止,所以他们的预期还是存在不确定性的。

Q:目前EVTOL项目与国内供应商的合作情况如何?

A:国内供应商在合作上至少拥有60%的可行性,尤其是在飞控系统上能够实现国产化,将中国产率提升至80%以上是可行的。现有市场中产品和供应商的存在为此提供了可能。如果要快速实施,会首先在郊区的城市使用国内供应商的产品,而把国外供应商作为备选。

Q:海外科技巨头在商业化进展方面如何?相比之下,国内科技巨头进入此领域的可能性和成功率如何?

A:海外的科技巨头,包括Google和ElonMusk投资的公司,在商业化方面已经开始取得一些积极进展。而国内巨头,比如华为或BAT等,进入飞行汽车领域的可能性和成功率基本上没有。大公司往往忽视航空领域的复杂性和挑战,当面临实际难题时,他们可能会因为不符合自身战略而放弃。已有如华为和中兴等公司虽有意向,但真正实施起来极为困难。例如,中兴就成立了子公司尝试参与,但并未取得显著进展。

Q:宁德时代在EVTOL领域的举措是怎样的?其他国内企业在此领域的表现如何?

A:宁德时代意识到市场难以应对时,迅速与商飞合资成立公司,致力于研发电动锂电航空电池,这是一个重大进展。他们成功后,不仅服务中国市场,也对海外市场有较大的影响力。在飞行控制系统(飞控)方面,虽然中国西安的飞行控制研究所在技术上处于领先地位,但主要服务于军用市场,对EVTOL商业应用的贡献有限。

Q:目前政府政策对EVTOL市场的态度如何?未来大城市是否有可能复制类似的政策推动?

A:政府近几年大力推动电动汽车和电动飞机的发展,这为EVTOL市场带来了正面的影响。深圳和其他类似的城市已经在积极推动这些技术,并与相关行业签署了战略合作协议。预计未来包括上海在内的大城市可能会模仿这些政策,进一步推动EVTOL市场的繁荣发展。

Q:政府对EVTOL行业的支持有哪些方面,这对行业有何影响?

A:政府的支持主要体现在资金扶持、用地产业扶持、空域服务市场方面,且与前几年相比,政策支持的力度显著增强。省级政府对特定区域的支持让企业至少拥有运营场地,保障了企业的生存。但政府分为不同级别和部门,中国的空域控制权并不在地方政府或民航局手中,而是归军方管辖。因此,尽管地方政府给予支持并提供特殊场地运营,这并不等同于常规的商业化运营。EVTOL企业想要进行点对点运营,还需要获得军方和民用航空(CAAC)的认可。所以,地方政府的支持虽然对EVTOL企业至关重要,但远远不足以满足企业的全部需求。企业需要解决包括适航认证、特许飞行证以及未来城市空域单驾驶员运营、垂直起降机场建设等问题。目前,各主机厂正在努力解决TC问题,一旦解决了TC问题,就可以依靠特许飞行证进行运营,实现盈亏平衡甚至盈利,这至少可以保证企业生存。之后才需要考虑如何持续推进航线的正式运营。

Q:中国低空空域管理的现状如何?军方对此有何影响?现有的技术是否足以支持未来EVTOL的低空空域运营?

A:中国的低空空域管理现状非常严格,尤其是在沿海地区。上海及其周边地区的直升机运营正在减少,因为军方对低空的管理日趋严格。一旦军方认为需要做战备,对周边环境的安全感会导致更为严格的低空管理控制。这种状态不利于EVTOL运营的推广。关于低空空域管理技术的进步,有新的技术如网络化集群化的无人机技术出现。这些新技术能使维护、4G/5G信号覆盖等成为现实,进而提供实时监控手段。不过,还有许多技术处于研究阶段,如同网络监测和管理等,在它们真正成熟和被实践之前,EVTOL行业的发展仍会面临一些制约。尽管如此,随着技术的发展和监管的逐步完善,可以期待未来几年至十年内情况会不断改善。

Q:EVTOL飞行汽车未来在城市运营中面临什么挑战?

A:目前来说,EVTOL飞行汽车在城市运营方面的主要挑战包括安全性问题、技术上的限制以及监管方面的要求。尽管现阶段可能首先在郊区进行特定航线的运营,但未来5年后进入城市运营,只会是有限的几条线,而技术也需要进一步发展才能应对城市复杂的空域环境。这包括必须建立土地监管站和雷达站来特别监管EVTOL运营。在技术方面,目前可以应用的技术包括无人机监管技术,但它面临传输距离和数据安全性的限制问题,还有像通讯链路带宽不足等等。

Q:全球范围内对于EVTOL飞行汽车的监管环境有何不同?

A:全球各地对于EVTOL飞行汽车的监管环境不尽相同。美国相对宽松,而迪拜等中东国家因为地理环境的特殊性(如沙漠),对这项技术的监管会更加放松。相较之下,欧洲的监管可能会比中国更严格。一些国家和地区,如新加坡和新西兰,因为是岛国,对周边影响较小,可能会稍微宽松一些。但无论如何,安全性问题始终是最大的考虑因素之一,特别是在可能的危险情况下,比如技术失控或恶意行为可能导致的影响。

Q:未来在通信技术方面,空间互联网是否能够有效支持EVTOL飞行汽车的运营?

A:从技术手段的角度来看,空间互联网,也就是星座计划,其实能直接解决EVTOL飞行汽车面临的通信问题,包括实时性、精确度和保密性方面的问题。不过它需要时间来成熟,并且目前主要是为车联网使用,并非专门为航空使用。尽管美国的星链计划和中国的吉利等公司正在研发相应的通信卫星,但全球的应用仍处于认证和验证阶段,并没有大规模投入使用。EVTOL飞行汽车的监管体系和方案的制定还需要考虑到航空安全和风险分析。

Q:在EVTOL领域,是否有替代性的提供运营监管的技术手段?

A:海外客户已经向我们询问过类似问题,比如在迪拜或俄罗斯使用卫星通讯。目前高空的同步轨道卫星只能用于通信卫星电话以及发送短信,但是对于数据传输来说,效果不佳。存在的问题是,不同国家间的通信有所限制,例如中国的通讯系统只能在中国及东南亚附近使用。全球范围内通用的通信系统如海事卫星,虽是全球通用,但是带宽很低,收费也很高。至于SpaceX的Starlink,他们的服务主要是用于美国本土,并可能向欧洲开放,但不可能向其他国家开放。因此,技术上虽然可行,但从实际操作角度来看,后来者走这条路将会遇到很多困难,包括低轨轨道的拥挤和政治因素的限制。

Q:在通信基建方面,中国有哪些优势?未来的计划是什么?

A:我们国家在地面通信方面具有明显的领先优势。特别是在建设基站方面,以50公里的间隔建立一个基站,这是现阶段的计划,未来将减少到每300至600米就设立一个基站,专门为特殊航线服务。例如,上海这样的城市空域,约30座基站就足够了。这些基站在建设上除了要考虑供电和信号发射之外,还要考虑地面设施。这样的发展具有实际操作性,尽管决定基站建设投资的问题(由政府或运营商支付)依然存在。

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