低空经济的核心还是飞行器
汽车的无人驾驶需要考虑复杂的城市路网和行人、车辆,那清静许多的低空是否会后发领先、一步到位直接实现无人驾驶?
今年可谓是“低空经济元年”,而所谓低空经济就是指在城市3000米以下空域内,利用有人驾驶和无人驾驶航空器等新型交通工具,提供高速、便捷、环保的交通服务,满足城市居民的出行需求,提高城市交通效率,降低交通拥堵和空气污染。而低空经济的核心,就是由电动垂直起降飞行器(eVTOL)牵引构成的城市空中交通。
在eVTOL领域,我国几乎是与欧美国家同时起步,因此,这场刺激低空经济的行动其实也带有一些国际竞争的色彩:谁都想率先复刻新能源汽车产业的成功经验。
事实上,在传统航空飞机领域,发动机、机载设备、精密零部件几乎都是被欧美国家垄断的,中国在这些技术领域的追赶非常不易,这也是为什么C919如此重要。而利用我们在电动车、轨道交通等新能源装备领域积累的优势,开辟新赛道发展eVTOL,或许有可能保持领先、打破垄断。
国内的小鹏、广汽集团、吉利等主机厂早已在eVTOL领域布局,但国内目前唯一一家坚持无人驾驶载人航空路线的eVTOL企业,只有总部位于广州的亿航。在航空业更为发达的美国,也只有波音旗下的Wisk在坚持采用无人驾驶载人模式。
无人驾驶模式最大的优势在于成本。传统有人驾驶航空服务运营成本之所以高昂,飞行员是主要原因,其训练成本和人工几乎占到了成本的一半。无人驾驶可以节省飞行员成本,降低每一次飞行服务的价格门槛,无论是快递物流还是空中出租业务,都将会更有商业竞争力。
尽管电动化、无人驾驶等前沿技术有望重塑航空业,但在地面都还没办法保证百分之一百安全的技术,用在气象条件更复杂的低空是否风险更大?充满不确定性的低空经济,又能否承担安全事故带来的信心冲击?航空业内人士曾多次表示,航空领域对安全的要求极高,尤其在中国,一旦出现事故,公众接受度就会一落千丈。
众所周知,波音737 MAX机型曾在2018年、2019年接连发生两起空难(分别为印尼狮子航空610号班机和埃塞俄比亚航空302号班机),共造成346人遇难,震惊世界。自波音两起空难后,中国民航局是全球第一个停飞、最后一个复飞波音737 MAX系列飞机的国家机构;直到今年,波音才恢复了对华交付737 MAX飞机。但这也是之前尚未交付完成的订单,在过去三年中,国有三大航的机队规划预测中已经没有了波音飞机交付的信息。
为了保证安全性,稳中求进是政策层和头部企业目前的要务,但向低空要发展的步伐也不可能停下。当前国内低空无人驾驶eVTOL发展就像“小步快跑”,技术虽然还有待突破的痛点,但政策的扶持护航已经处于领先地位。
在无人驾驶eVTOL适航认证上,我国已经走在前列
02
政策积极护航,能否领先一个身位
作为美国目前唯一一家无人驾驶eVTOL企业,Wisk却不能在美国本土进行商业飞行。不久前波音放出消息,称Wisk正在与eVTOL基础设施建设头部企业Skyports合作,打算在澳大利亚的昆士兰州布局eVTOL的起降网络,争取在2032年布里斯班奥运会前完成商业化运营准备。
不选择美国,而是押注澳大利亚的原因是,美国联邦航空管理局(FAA)暂不允许无人驾驶载人航空商业化运营。另外两家美国eVTOL企业Joby和Archer因为选择的是有人驾驶模式,比较接近传统飞行器,所以监管进程推进的也比较快,现在都已经进入适航审定阶段。
“适航”这个词我们在讲解国产大飞机发动机时经常提到,但这个概念并不是航空业发明的,最早可以追溯到航海时代。人类为了保障海上航行的安全性,制定了许多航海规则,后来,这套体系逐渐沿用至空中载人设备。“适航认证”实际上是一整套极为严肃且专业、细致的审查程序,各个国家的民航管理部门要代表公众利益,要求航空器生产企业不断测试飞行器的安全性能,直至获得认可。
针对eVTOL,因为没有先例可循,哪个国家能先拿出“适航审定标准”,其实也就意味着掌握一定的行业话语权。这一点也是我国低空飞行器的发展优势之一。
华泰证券低空领域分析师李聪在报告中指出,在有人驾驶eVTOL适航认证领域,美国和欧洲走在中国前面;但是无人驾驶载人航空器的适航审定在全球都没有先例,对于亿航EH216-S飞行汽车的适航审定专用条件、审定标准再到认证过程都已经是业内先锋了。
由于我国的现代航空产业起步比较晚,在适航认证领域,中国民航局过往都是以跟随者的姿态出现,例如我们的民航法规体系很大一部分就是借鉴美国。但在2021年12月,中国民航局一反常态,其航空器适航审定司发布《亿航EH216-S无人驾驶航空器系统专用条件(征求意见稿)》(下称《专用条件》),向民航各地区管理局、民航大学、航科院、适航审定中心等机构征求意见,开启了飞行汽车适航审定法规的发展,引发多个无人机设计制造者和欧美国家民航局的关注。
亿航原本的业务是生产消费级无人机,从2016年开始转型研发飞行汽车,先后量产过单座和双座两个型号,采用多旋翼构型设计,产品外观类似放大版无人机。
作为国内第一个吃螃蟹的企业,亿航在适航认证的过程中不仅仅是一家被监管的企业,更要参与到适航认证标准的制定中。当上世纪50年代,波音第一次推出喷气式民航客机“波音707”时,航空业十分振奋,认为喷气式发动机会取代活塞螺旋桨发动机,但问题是,FAA对喷气式飞机还没有任何经验可言。这导致整套能够确保喷气式飞机安全性的标准大体上都是由波音自己制定的。这种安排虽然不合理,但是当法规制度滞后时,监管部门必须与业界的先行者合作。
民用航空器取证过程
我国民航管理部门同样难以将现成的传统通航飞机适航认证标准,套用到航空电动化的无人驾驶eVTOL上,所以亿航的角色就变得异常重要。去年10月,亿航用了三年不到的时间获得了全球首张“适航三证”:型号合格证(Type Certificate,TC)、生产许可证(Production Certificate,PC)、单机适航证(Airworthiness Certificate,AC)。而更早开始认证过程的Joby和Archer预计到明年才有通过可能。
03
技术积累拉近起跑线
政策积极跟进之外,我国低空飞行器领域在技术上其实也有不容忽视的支持力量。
首先,eVTOL本就是由无人机衍生出的产物,而国内无人机产业基础深厚,有能力与欧美企业展开竞争。亿航产品的多旋翼构型不仅外观像无人机,其原理也类似于传统民用无人机和直升机,研制难度相对较小,且稳定性更强、体积较小,可以在城市内环境灵活部署,基建要求更低,屋顶其实就能降落。
之前文章中我们提到过的沃飞长空AE200-100是倾转旋翼构型设计,这个设计的原理类似于传统的倾转旋翼直升机:在起飞阶段,旋翼像直升机螺旋桨一样提供升力,到了平飞阶段,旋翼会向前倾转,提供向前的推力。还是那句话,越复杂越容易出故障,就凭这一点,要走到真正的商用化,难度会更大。
罗罗也需要依靠中国国内电池供应商
其次是国内电动车发展打下的产业链基础。无论是电池、电机还是电控系统,国内都可以找到成熟的供应商,就连世界航发巨头罗尔斯·罗伊斯(罗罗,Rolls-Royce Plc)在研究航空电推动系统时,也要找宁德时代做电池供应。
新能源对于低空航空器的影响非常大,它决定了eVTOL可以不需要跑道就能垂直起降,也没有传统直升机的复杂机械构造,制造、维护成本更低。且电动旋翼产生的噪音要比传统直升机衰减的更快,对市民的正常生活影响也小得多。种种铺垫都指向了新的城市空中交通网。
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