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憑借不依賴跑道、高效、低成本等特點(diǎn)， eVTOL（電動(dòng)垂直起降飛行器，也常被稱為飛行汽車，空中出租車等）完美滿足了人們對(duì)未來(lái)出行方式的想象。 

同樣是無(wú)人機(jī)，很多人會(huì)誤以為eVTOL（電動(dòng)垂直起降飛行器）不過(guò)是放大版的“大疆”，或者更準(zhǔn)確的說(shuō)是用于航拍或者娛樂的多旋翼無(wú)人機(jī)。其實(shí)不然，當(dāng)整機(jī)重量超過(guò)一定級(jí)別后，尤其是考慮到載客的場(chǎng)景，如果其安全性無(wú)法得到很好的保障，不僅會(huì)對(duì)公眾造成巨大的傷害，也會(huì)對(duì)企業(yè)帶來(lái)極大風(fēng)險(xiǎn)。參考EASA 關(guān)于eVTOL相關(guān)法規(guī)的安全性要求，這類飛行器的故障率要求與大型民航客機(jī)一致，即系統(tǒng)級(jí)災(zāi)難性事故率小于10-9。同時(shí)，重達(dá)噸級(jí)的eVTOL機(jī)型，飛行測(cè)試的成本很高，測(cè)試中一旦出現(xiàn)事故，代價(jià)極大，因此，無(wú)法像小型無(wú)人機(jī)那樣依賴于試飛來(lái)試錯(cuò)性開發(fā)。正向開發(fā)，追求民用航空產(chǎn)品的確定性和可表明性，建立符合安全關(guān)鍵系統(tǒng)的開發(fā)體系，是eVTOL開發(fā)的唯一可行方式。這是大型eVTOL與小型無(wú)人機(jī)產(chǎn)品的巨大差距，這也對(duì)上游產(chǎn)業(yè)鏈提出了更高的要求。

那么，作為與小型無(wú)人機(jī)一樣的新興行業(yè)，國(guó)內(nèi)能否出現(xiàn)eVTOL領(lǐng)域的“大疆”呢？

眾所周知，大疆的成功除了自身技術(shù)的積累，也離不開國(guó)內(nèi)強(qiáng)大的供應(yīng)鏈加持，當(dāng)全世界各大無(wú)人機(jī)廠商群雄逐鹿深圳爭(zhēng)奪核心供應(yīng)鏈資源時(shí)，大疆卻已經(jīng)近水樓臺(tái)先得月。近幾年國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車和消費(fèi)電子的產(chǎn)業(yè)鏈的迅猛發(fā)展也帶動(dòng)了eVTOL產(chǎn)業(yè)鏈的日益成熟。我們采訪了多位業(yè)內(nèi)專家來(lái)深入分析目前國(guó)內(nèi)eVTOL產(chǎn)業(yè)鏈的情況，并將整理成系列文章進(jìn)行專題探討。

eVTOL產(chǎn)業(yè)鏈條解析

eVTOL的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粋€(gè)非常長(zhǎng)的鏈條，大家熟知的主機(jī)廠主要承擔(dān)的是整機(jī)研發(fā)和集成的任務(wù)，其上游有許多子系統(tǒng)的供應(yīng)商在各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域?qū)⑵渲械哪K組件生產(chǎn)完成賣給主機(jī)廠。核心子系統(tǒng)主要可以分為電池、動(dòng)力系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)以及機(jī)體六大類。

eVTOL供應(yīng)鏈上各核心子系統(tǒng)情況如下：

電池 

隨著電動(dòng)汽車的高速增長(zhǎng)，電池技術(shù)近些年也有了很大的突破。然而對(duì)于航空工業(yè)而言，飛機(jī)對(duì)電池的要求卻與汽車有很大不同，一方面飛機(jī)要求電池在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，提供足夠動(dòng)力，且電池自重不能太大，否則會(huì)增加飛行所需要克服的重力，也就要求電池有很高的能量密度；另一方面飛機(jī)無(wú)法像汽車一樣隨時(shí)制動(dòng)，這就要求電池有足夠的可靠性，即使發(fā)現(xiàn)失效的情況也可以足夠支撐飛機(jī)安全降落。這幾點(diǎn)特別的要求導(dǎo)致即使在電動(dòng)汽車已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用的今天，電動(dòng)飛機(jī)的發(fā)展也才剛剛起步。

目前電池的產(chǎn)業(yè)來(lái)看，我國(guó)屬于全球領(lǐng)先的水平。目前國(guó)內(nèi)的供應(yīng)商中，ATL在電芯領(lǐng)域的規(guī)模已經(jīng)做到了全球最大，工藝完善，質(zhì)量過(guò)硬，同時(shí)也是蘋果手機(jī)的供應(yīng)商，但是產(chǎn)品種類有限。瑟福、海盈和格瑞普在無(wú)人機(jī)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)更為豐富，產(chǎn)品種類全面，技術(shù)升級(jí)快。富力的產(chǎn)品性價(jià)比高。寧德時(shí)代暫時(shí)沒有可以匹配無(wú)人機(jī)的產(chǎn)品，但就技術(shù)水平而言，應(yīng)該有實(shí)力切入這個(gè)市場(chǎng)。

據(jù)專家介紹，目前電池技術(shù)已經(jīng)達(dá)到比較成熟的狀況，可以支持噸級(jí)eVTOL在城市中規(guī)模化運(yùn)行，且還有巨大的提升空間，目前能量密度每年的增長(zhǎng)速度約7%左右。電池技術(shù)的進(jìn)步將帶動(dòng)eVTOL機(jī)型效率、成本、載重等各方面的全面提升。

動(dòng)力系統(tǒng) 

eVTOL的動(dòng)力系統(tǒng)多采用了分布式推進(jìn)系統(tǒng)，由于采用了電池代替燃油，且小尺寸電機(jī)可以很好的規(guī)避很多大動(dòng)力系統(tǒng)帶來(lái)的復(fù)雜問題，動(dòng)力系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)被大幅簡(jiǎn)化，再加上電機(jī)自身出色的耐用性，對(duì)操作的要求也隨之降低，維護(hù)成本更低。此外，分布式本身就意味著多余度，單個(gè)電機(jī)的失效也不會(huì)產(chǎn)生災(zāi)難性的后果，這也使得飛機(jī)更加安全。

目前市面上的供應(yīng)情況來(lái)看，T-Motor產(chǎn)品系列全，從小飛機(jī)到大飛機(jī)，從低電壓到高電壓一應(yīng)俱全，測(cè)試數(shù)據(jù)全面詳細(xì)，其他家規(guī)模略小，但各有側(cè)重。總的來(lái)說(shuō)目前市面上的產(chǎn)品性能穩(wěn)定，技術(shù)成熟，只要運(yùn)行時(shí)保證按照廠家的要求進(jìn)行航前航后及定期的檢查，基本可以支持大規(guī)模的運(yùn)行。隨著eVTOL產(chǎn)品的出現(xiàn)，未來(lái)400v高壓的動(dòng)力套裝的需求會(huì)大量增加，這個(gè)領(lǐng)域國(guó)外已經(jīng)有專用用eVTOL的產(chǎn)品了，其中Pipistrel已經(jīng)有產(chǎn)品完成了適航認(rèn)證，賽峰、羅羅、MagniX等相應(yīng)產(chǎn)品也都在適航認(rèn)證的進(jìn)程中，國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品只有在小型無(wú)人機(jī)上使用過(guò)，但是針對(duì)航空級(jí)別還沒有貨架產(chǎn)品，主要依賴定制。

飛控系統(tǒng) 

飛控系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)的“大腦”，也是eVTOL最核心的子系統(tǒng)，eVTOL主要依賴飛控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)飛行器的感知、控制和決策。目前類似的產(chǎn)品中，小型無(wú)人機(jī)的飛控系統(tǒng)和民航飛機(jī)及軍用大型無(wú)人機(jī)的飛控系統(tǒng)市面上均有成熟的解決方案。然而eVTOL的飛行控制技術(shù)相比而言更加復(fù)雜，需要解決基于多旋翼垂直起降、基于常規(guī)固定翼水平飛行以及垂直-水平兩種飛行模態(tài)的平穩(wěn)切換等技術(shù)難題，國(guó)內(nèi)廠家通常只掌握了其中一項(xiàng)技術(shù)。另一方面，eVTOL未來(lái)在城市內(nèi)的大規(guī)模運(yùn)行對(duì)飛控系統(tǒng)的自主性也提出了更高的要求。

目前主要的飛控供應(yīng)商有兩類，第一類是傳統(tǒng)的老牌飛控系統(tǒng)供應(yīng)商，以軍工單位，研究所及高校為主，包括中航工業(yè)618所、航天、北航、南航等，這類單位技術(shù)扎實(shí)，但是價(jià)格較高；還有一類是新興的民營(yíng)公司，比如致導(dǎo)、邊界智控、創(chuàng)衡、翔儀等，也逐步成長(zhǎng)起來(lái)，在軍用項(xiàng)目和eVTOL領(lǐng)域積累了不少經(jīng)驗(yàn)，性價(jià)比也比較高，更愿意為支持eVTOL未來(lái)在城市大規(guī)模運(yùn)行而進(jìn)行新領(lǐng)域的投入。

隨著大量通航及民航領(lǐng)域?qū)W術(shù)以及研發(fā)項(xiàng)目的國(guó)際合作，如商飛C919等，國(guó)內(nèi)也已經(jīng)培養(yǎng)出了一批熟悉安全關(guān)鍵系統(tǒng)開發(fā)能力的工程師，這些能力逐步滲透到許多新興企業(yè)，這也讓國(guó)內(nèi)出現(xiàn)能夠開發(fā)出符合DO-178等航空等級(jí)安全性軟件成為可能。

通訊系統(tǒng) 

目前消費(fèi)級(jí)以及工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)主要采用無(wú)線電進(jìn)行通訊，逐漸開始引入4G/5G，軍用無(wú)人機(jī)主要用數(shù)據(jù)鏈和衛(wèi)通。隨著5G網(wǎng)絡(luò)的鋪開，未來(lái)5G可能會(huì)被無(wú)人機(jī)廠商大范圍使用，替代其他產(chǎn)品。華為、中興等公司也在積極的與行業(yè)合作伙伴進(jìn)行嘗試。

導(dǎo)航系統(tǒng) 

高精度的慣導(dǎo)價(jià)格較高，主要依賴軍工體系的產(chǎn)品，如中航工業(yè)618所及中國(guó)航天13所，16所，33所等。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，也涌現(xiàn)出大量MEMS傳感器的供應(yīng)商，其產(chǎn)品技術(shù)成熟，成本低，可靠性好，這里就不一一列舉。目前eVTOL主流的方式是采用MEMS傳感器、GNSS等，通過(guò)數(shù)據(jù)融合算法提升性能和魯棒性以滿足飛機(jī)對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)的要求。目前市面上有一些解決方案的提供商嶄露頭角，將數(shù)據(jù)融合和MEMS傳感器打包成一套導(dǎo)航解決方案提供給主機(jī)廠，例如創(chuàng)衡，西安精準(zhǔn)測(cè)控等。

機(jī)體 

機(jī)體制造屬于成熟技術(shù)，壁壘不高，成本也基本是比較透明。由于eVTOL的體積較大，消費(fèi)級(jí)或者工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)機(jī)體生產(chǎn)廠家可能很難制作出這個(gè)尺寸的模具和產(chǎn)品，主要的供應(yīng)商來(lái)自通航廠商。但是從技術(shù)的角度來(lái)講，消費(fèi)級(jí)或者工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)機(jī)體廠商，汽車車體廠商均有實(shí)力進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域。

總結(jié) 

整體看下來(lái)，國(guó)內(nèi)的eVTOL的核心子系統(tǒng)的布局完善，產(chǎn)業(yè)化程度高，產(chǎn)品性能好，大部分產(chǎn)品都可以支持未來(lái)噸級(jí)eVTOL科研階段的產(chǎn)品開發(fā)，并且有足夠的潛力能夠往適航發(fā)展，并且最終實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。同時(shí)，放眼全球來(lái)看，有很多國(guó)外的主機(jī)廠，尤其是在科研階段，已經(jīng)在考慮使用國(guó)內(nèi)廠家的產(chǎn)品了，甚至有些模塊已經(jīng)開始在國(guó)內(nèi)采購(gòu)。

然而適航是個(gè)巨大的挑戰(zhàn)

然而對(duì)于這個(gè)級(jí)別的飛機(jī)，即使其性能可以滿足市場(chǎng)的需求，核心子系統(tǒng)和零部件可以滿足單機(jī)需求，也無(wú)法繞開適航這個(gè)話題。對(duì)比和參考同樣級(jí)別民用有人機(jī)，其整機(jī)和機(jī)上特定的材料、零部件、設(shè)備都要經(jīng)過(guò)嚴(yán)苛的適航審定。這對(duì)于國(guó)內(nèi)eVTOL制造商和其供應(yīng)鏈上的國(guó)內(nèi)廠商來(lái)說(shuō)，將是極其嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。國(guó)內(nèi)廠商的發(fā)展大多得益于電動(dòng)汽車和消費(fèi)電子行業(yè)的發(fā)展，或是來(lái)自于軍工體系，都是初期涉足民用航空產(chǎn)品研制行業(yè)，還沒有像國(guó)外同行那樣擁有悠久的航空工業(yè)實(shí)踐背景，還很不熟悉適航管理的流程和方法，也沒有適航取證經(jīng)歷和體會(huì)。行業(yè)的發(fā)展、企業(yè)的需求都迫切的需要局方的指導(dǎo)和支持。

到目前為止，各國(guó)民航監(jiān)管當(dāng)局還尚未出臺(tái)關(guān)于eVTOL的適航管理實(shí)施細(xì)則。面對(duì)這一全新領(lǐng)域，這對(duì)于各國(guó)民航監(jiān)管當(dāng)局來(lái)說(shuō)，也是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。參考有人機(jī)的適航管理方法，解題思路可以雙管齊下：一是由局方盡快完善每類模塊和子系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并指導(dǎo)各部件廠家完成適航審定，二是由具備民航整機(jī)級(jí)別產(chǎn)品研制能力和研制保障體系的主機(jī)廠以整機(jī)的型號(hào)合格審定來(lái)推動(dòng)各部件廠家進(jìn)行相關(guān)測(cè)試和篩選。通過(guò)對(duì)整機(jī)型號(hào)進(jìn)行適航合格審定，相關(guān)零部件隨整機(jī)獲得適航批準(zhǔn)。但從目前的情況來(lái)看，顯然是主機(jī)廠更有動(dòng)力來(lái)推動(dòng)。

回顧無(wú)人機(jī)行業(yè)發(fā)展和各國(guó)對(duì)無(wú)人機(jī)的監(jiān)管政策思路不難發(fā)現(xiàn)，大疆的成功在一定意義上就是得益于CAAC在行業(yè)初期對(duì)輕小型無(wú)人機(jī)發(fā)展的寬容和支持態(tài)度。在eVTOL領(lǐng)域，我們也同樣感受到CAAC在放管服的政策精神下給與行業(yè)的大力支持。現(xiàn)在各國(guó)的eVTOL風(fēng)生水起。而我國(guó)eVTOL產(chǎn)業(yè)鏈布局最為全面、基礎(chǔ)扎實(shí)、具備未來(lái)完成適航及支持規(guī)模化的潛力，有著相較于傳統(tǒng)通航和民航飛機(jī)更為突出的優(yōu)勢(shì)。在民用無(wú)人機(jī)的賽場(chǎng)上，如果我們能在eVTOL的賽道里繼續(xù)跑贏，這次我們能獲得的不僅僅是比小無(wú)人機(jī)行業(yè)更大的市場(chǎng)，也可以爭(zhēng)取到eVTOL這個(gè)細(xì)分領(lǐng)域世界標(biāo)準(zhǔn)制定的話語(yǔ)權(quán)，從而為我國(guó)民用無(wú)人機(jī)的行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展打出突破口。

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<完>

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