eVTOL(电动垂直起降飞行器)行业概念、产品特性、技术路线及厂商布局分析
低空经济交通工具主要包括直升机、无人机和飞行汽车三大类,其中广义上的飞行汽车包括eVTOL(电动垂直起降飞行器)和陆空两栖类:
✓eVTOL:仅具备飞行功能,与直升机的主要区别在于其为纯电驱动,与无人机的区别在于其主要以载人为主。
✓陆空两栖类:兼顾空中飞行和陆地行驶,从车身结构上可分为一体式和分体式两种类型。目前,投身于这类飞行汽车研发的企业数量有限。一体式结构技术难度大,预计中短期内难以落地;对于分体式飞行汽车,小鹏汽车和广汽已经发布相应的产品。
低空及其他交通工具划分
资料来源:公开资料
eVTOL具备安全/可靠/环保/经济/智能/舒适六大性能优势,发展前景广阔。eVTOL指以电力作为飞行动力来源且具备垂直起降功能的飞行器,是电动航空技术、无人驾驶、人工智能、信息通讯等相关领域的跨界技术融合,其相较汽车、直升机、铁路等传统交通工具有飞行安全性、运行可靠性、绿色环保性、运营经济性、智能自主性、体验舒适性六大性能优势,未来发展前景广阔,有望成为低空经济的重要载体。
eVTOL六大性能优势
资料来源:CNKI
eVTOL在综合用时方面具有较为明显的优势。对比不同交通工具在不同行驶距离下的耗时:
✓<50公里:汽车因不需要前置准备时间而用时最短,eVTOL用时大于汽车,直升机和飞机则因为启动期间长导致总用时较久;
✓50-400公里:eVTOL用时最短,飞机因较长前置时间(抵达机场、安检等),总用时长于eVTOL;
✓>400公里:民航飞机体现出长航程条件下的速度优势,用时最短,eVTOL用时仅次于民航飞机,汽车由于行驶速度限制导致用时最长。
综上,eVTOL在中途行程用时最短,在短途和长途行程中也有较大优势,不同距离行程的综合效率最优。
eVTOL和其他交通工具效率对比
资料来源:保时捷管理咨询
eVTOL主要分为四种技术路线:多旋翼型、升力与巡航复合型、倾转旋翼//机翼型、倾转涵道型。
✓多旋翼型。可垂直起降,机动性强,稳定性高,技术难度低。能耗高速度低,有效载荷和航程都相对有限。
✓升力与巡航复合型。由于配置了专用的水平推进螺旋桨,有效地提升了巡航阶段的气动效率、航程和安全性。有效载荷低。
✓倾转旋翼/机翼型。在垂直阶段和水平阶段共用一套螺旋桨,航程、巡航速度和载重比方面优势明显。技术复杂性和成本提升。
✓倾转涵道型。涵道风扇的设计使飞行器在悬停模式下的气动效率更高,同等工况条件下的耗电量更少,更适于中长距离的运输场景。技术难度高,资本投入大。
eVTOL不同技术路线对比
资料来源:保时捷管理咨询
多家先进eVTOL公司实现倾转旋翼突破。虽然倾转旋翼难度较高,但它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、适航条款比较清晰,具有较好的运营经济性,在商业场景中应用更有优势。2023年,时的科技、沃飞长空、小鹏汇天、零重力等多家企业的倾转旋翼构型机型有了标志性进展。但由于倾转构型机械设计和飞控系统复杂,开发风险和试飞难度大,目前复合翼在技术路线中占据重要地位,被部分领先eVTOL企业选择。
eVTOL企业主要产品和技术路线
资料来源:各公司资料
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