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飞行汽车是指面向低空智能交通和立体智慧交通的载运工具,主要包括电动垂直起降航空器(eVTOL)和陆空两栖汽车两大类型。随着马斯克参投的电动飞行汽车初创公司Alef Aeronautics在今年收到2500份预定订单,交付后或将产生7.5亿美元的收入,飞行汽车正在成为汽车领域新的投资风口。亿航智能eVTOL(来源:亿航智能官网)
01
简 介
eVTOL是当前飞行汽车研发的主流,是一种能够在垂直方向起降和着陆,在低空范围内飞行的电动飞行器,能在城市交通、医疗运输、物流配送、旅游观光等领域提供快速、高效、环保的空中交通服务,具有广泛的应用前景。
eVTOL具有高安全、低成本、低噪音、智能化四大优势:
高安全:采用多电池、多电机驱动,安全性相比传统直升机提升了 1000倍,追平了民航客机。
低成本:整体结构相对简单,运维成本更低,采用充电装置,电价远远低于燃油价格,燃料成本大大降低(相当于同等载重燃油飞机的20%以下)。
低噪音:电机驱动噪音低于燃油发动机,城市内可以正常起降,比传统直升机低了100倍。
智能化:eVTOL在三维空间中运动,障碍更少,相比汽车更容易实现自动驾驶,中国民航局已经发布13个无人驾驶实验区。
02
发展历程
● 1935年,福特汽车公司创始人亨利·福特预言“飞机与汽车结合的产物就要来了,你们可能会觉得好笑,但它一定会到来。”
● 1970年,莫尔·泰勒设计出历史上较为著名的飞行汽车Aerocar,该车飞行时速可达193公里/小时。
● 2003年,穆勒国际公司制造出Sky car M400,是世界上第一辆可垂直起落的飞行汽车。
● 2009年3月,飞行汽车公司Terrafugia的Transition全球首次试飞成功。该汽车拥有可折叠机翼,被称为“世界上第一部飞天汽车”。
● 2016年,全球只有6-7种飞行汽车在被研发。Uber提出了 “Uber Elevate”城市空中出租车计划,引发了全球eVTOL浪潮。
● 2018年,飞行汽车公司数量暴增至70多家,全球首款量产飞行汽车PAL-V开始接受预定。
● 2019年,亿航智能登录纳斯达克,成为全球eVTOL第一股。欧洲EASA、美国FAA修改相关的监管体系。
● 2021年,美国Joby Aviation、Archer Aviation等上市,估值达到数十亿美元,飞行汽车企业当年度融资额达到69亿美元。2021年10月,小鹏汇天获得5亿美元融资,激发了国内飞行汽车创业热潮。
● 2023年7月,美国加州汽车制造商Alef Aeronautics获批美国第一个飞行汽车特殊适航证。
● 2023年8月17日举行的2023年二季度业绩电话会上,亿航智能董事长胡华智称,亿航216-S飞行汽车已经完成局方型号合格审定试飞,即将获取中国民航局颁发的适航证书。
03
产品分类
3.1 多旋翼
现阶段创业公司最常见的构型之一,有多个旋翼,没有机翼或有短机翼,飞行器巡航时也依靠推进器提供全部或部分升力,技术风险和研制难度较低。
平飞时空气阻力较大,飞行效率较低,一般航时不超过30分钟,航程不超过50公里,使用场景相对有限。
Volocopter旗下18旋翼结构eVTOL(来源:Volocopter 官网)
3.2 复合翼
有机翼,有独立的螺旋桨分别提供升力和巡航推力,起飞及降落依靠多旋翼,滑行期间依靠固定翼节约能源,复合翼可兼顾巡航速度与巡航距离。
复合翼飞行效率高于多旋翼,但升力和推力来源于不同的螺旋桨,达不到更高效率,速度也达不到最快。
美国Beta贝塔公司旗下Alia-250
3.3 倾旋翼
有机翼,由任一矢量推进器既提供垂直升力也提供水平巡航推力,旋翼可以根据需要调整方向,起飞阶段,旋翼像直升机螺旋桨那样提供升力,到了平飞阶段,旋翼可以向前倾转,提供向前的推力,升力则依靠固定机翼来解决。倾旋翼重量较轻,推力较大,在速度和航程上都更有优势。
但由于其结构复杂度最高,因而在飞行状态下,伴随结构变化的控制难度也最大。
倾转翼构型
3.4 倾转涵道
有机翼,无控制舵面,eVTOL的升力、推力、航向和姿态控制均由倾转涵道风扇提供。目前仅有德国Lilium公司选择了这一独特构型,将涵道风扇与倾转机翼融为一体,涵道风扇消除了开放性螺旋桨在安全方面的隐患,续航里程可以达到300km。
目前该方案还未被任何传统飞机采用或者成功验证。
Lilium五座飞车的小型倾转涵道风扇设计(来源:Lilium官网)
3.5 陆空两栖飞行汽车
从设计图来看,小鹏汇天的陆空两用汽车是最贴近于“飞行汽车”这一称号的,预计90%的时间用于开放道路自由行使,10%的时间用于飞行状态。
车加上机翼导致作为一辆车开起来很困难,固定翼的形态又导致飞起来很难。最大的困难是,飞行汽车要同时通过汽车认证和飞行器认证,目前还没有能做到的。
陆空两栖飞行汽车
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eVTOL公司总结
飞行汽车、低空出行行业已成为相关科技企业、初创企业和资本竞相争夺的新赛道。据不完全统计,截止2023年,全球范围内已有超过200家企业或机构在研发飞行汽车产品,主要集中在中美欧地区。
上市公司 5 家:美国Joby(全球龙头)、Archer(倾转龙头)、英国Vertical(倾转龙头)、德国Lilium(倾转涵道龙头)、巴西Eve(复合翼龙头),其中有4家在2021年上市,1家在2022年5月上市。
非上市独角兽4家:德国Volocopter(多旋翼龙头)、美国Beta(复合翼龙头)、Wisk(无人驾驶龙头)、Overair(慢速倾转大旋翼龙头)。
国内厂商普遍成立时间相较于国外晚4-5年,在设计形态、技术积累及团队经验上有较大的差异化,多数公司在2020-2021年成立。国内值得关注的公司有:亿航智能(多旋翼代表)、峰飞航空(复合翼代表)、沃兰特(复合翼代表)、吉利沃飞长空(倾转翼代表)、时的科技(倾转翼代表)、磐拓航空(倾转涵道代表)、小鹏汇天(飞行汽车代表)、零重力(综合代表)。
目前国内产业巨头中,量产进展相对领先的是吉利集团,旗下拥有沃飞长空及太力飞行两家公司,在专利布局方面最领先的是大疆科技(虽然并未开始推出相关产品)。
来源:智能汽车设计
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