Developing high-performance air taxi eVTOL around commercialization

围绕商业化开发高性能空中出租车 eVTOL

1月7日,“2024年全国无人机及无人系统产业春节团会暨第九届无人机百人会”在深圳世界之窗凯撒宫成功召开。来自全国各地的无人机、无人系统、机器人企业CEO、行业专家、协会负责人、分析师近千人齐聚深圳,共同探讨无人机引领低空经济发展的新思路。

会议特别邀请了上海实德科技有限公司创始合伙人、CMO蒋军出席会议。他在会上发表了题为“开发高性能空中出租车eVTOL以实现商业化”的演讲。

以下演讲内容由《国际无人系统》整理出版。

尊敬的前辈朋友们,大家好,我主要关注高性能空中出租车eVTOL的商业化发展,与大家分享eVTOL行业的技术信息以及最新的技术进展。

近年来,尤其是国家将低空经济列为战略性新兴产业后,电动垂直起降产业取得了快速发展。 eVTOL也成为低空经济领域较为瞩目的方向之一。这个方向是什么?原因之一是2016年UBER发布了《Elevate》白皮书,开始加速行业发展。近年来,中国企业开始研发、制造和大规模融资。

那么什么是电动垂直起降飞机呢?其改造是将原有的小型通用航空飞机进行电气化升级,使其能够垂直起降。未来,它将成为公众在城际和城市地区的空中出行交通工具。

包括摩根士丹利、罗兰贝格在内的多家机构此前曾预测,到2040年或2035年经济将达到万亿美元,或许这也是其成为战略性新兴产业重要板块的原因之一。

与传统通用航空相比,eVTOL带来了哪些变化?

第一个是垂直起飞和降落。不依赖跑道在一定程度上减少了占地。

二是噪音低。防止噪音污染; eVTOL在垂直起降时噪音仅为70分贝,在距地面100米巡航时噪音仅为40-45分贝。

三是安全性高,接近民航飞机的安全系数。

四是部分智能化,操作简便。我国飞行员相对数量比欧美国家要少。由于对飞行员的要求较高,现实情况是很难满足未来商业运营的需求。不过,eVTOL极大地简化了飞行要求,有利于提高国家培养飞行员的能力。

第五,制造成本明显低于直升机。目前,国内通用航空公司运营的机型基本都是H135直升机或贝尔429,造价在5000万至6000万元之间,甚至使用了造价过亿的阿古斯坦直升机。未来eVTOL量产后,其采购价格将达到数百万。

六、运行成本低,维护成本低。直升机行业有一句话,旋翼一响,金子就多。直升机飞行的费用为每小时数万,接载乘客的费用一般为每小时5万元。随着eVTOL的大规模量产,人们的出行成本将降低至每百公里200-300元左右,时间成本也有保障。从广州到深圳仅需20多分钟。

那么eVTOL解决什么样的问题呢?也许不同的公司有不同的想法。石氏科技认为,eVTOL最大的价值在于扩大大众的出行和生活圈,安全快速地将人们从a点运送到b点。 。

每种交通工具都有其相应的属性。 10公里以内,我们可以选择骑电动滑板车; 200公里到1000公里之间,我们会选择高铁;对于超过1000公里的出行距离,我们会选择飞机,而eVTOL是最合适的出行距离。地处30-150公里都市区,类似于长三角、大湾区相对密集的城市群。这带动了人口流动,间接促进了区域经济的发展。因此,eVTOL为大家提供了一个非常合适的选择。 。

很多人会问400到500公里的距离不合适吗?其实有需求,但远没有150公里以内的需求那么强烈。根据目前的技术预测,通过对比人口、经济规模和市场流量,2035年中国eVTOL市场规模可达5000亿元。

中国电动垂直起降产业链蓄势待发

去年12月,国家低空经济被列为战略性新兴产业,这也预示着eVTOL产业潜力的爆发。可见,近期不少地方政府明确提出了eVTOL的综合发展目标。可以看到,深圳市人大发布了《深圳经济特区低空经济产业促进条例》,其中共有8个区出台了低空经济和电动垂直起降投资促进相关政策。此外,上海还印发了《上海打造未来产业创新高地、发展壮大未来产业集群行动方案》的通知,明确提出发展倾转旋翼机等载人电动垂直起降飞机。广州黄埔区还发布了《广州开发区(黄埔区)促进低空经济高质量发展若干措施实施细则》,其中列出了诸多支持电动垂直起降的产业政策。

同时,工业和信息化部、科技部、财政部、民航局联合发布《绿色航空制造发展纲要》,提出了eVTOL试点的发展目标2025年投入运营。

国内首家研发倾转旋翼企业

作为国内首家自主研发倾转旋翼载人电动飞机的创新型企业,也是国内首家成功完成倾转旋翼样机飞行的企业。实德在上海总部、浙江横店、宁海均设有相应的测试基地,目前已完成三轮融资。时代科技的使命是为社会提供安全、便捷的航空出行服务。

接下来,我们简单介绍一下E20 eVTOL的核心设计指标。这是一款配置为倾转旋翼的纯电动 eVTOL。它一共有五个座位。一名飞行员加四名乘客。有效载荷为450公斤,相当于5人50公斤行李,巡航速度可达每小时260公里,最高时速可达每小时320公里。按照目前的电池能量密度,最大续航里程可达200​​公里。如果未来有更好的电池作为发展,我们既可以飞得更远,也可以承载更高的负载,这与目前直升机的飞行高度是一致的。一般我们的巡航高度保持在300米到600米之间,但我们可以飞到3000米的高度。

近年来的发展中,石氏科技稳步推进各项研发工作,并取得了一定的成果。 2021年,完成25%的规模飞机试飞; 2022年,完成50%规模飞机试飞; 2023年全尺寸原型机总装下线,2018年完成全尺寸框架飞机飞行试验。去年10月,科技E20 eVTOL全尺寸样机完成首轮飞行测试。

同时,我们的飞机获得了中国民航局的各种特种飞行合格证,还完成了各种地面实验,包括地面倾斜试验。

今年,我们将完成其完整的倾斜过渡试飞。如果您有时间前往横店,欢迎您来现场参观我们的飞机。它是一款纯碳纤维电动垂直起降飞机。

去年10月底,E20 eVTOL型号TC申请也被中国民航总局受理。同时,适航审定还与中国民航大学国家重点实验室达成战略合作,共同推进全机适航审定。在飞行员培训方面,还与中国民航飞行大学达成战略合作。未来,中国民航飞行员将培训eVTOL飞行员。

很多人会问我为什么要开发倾转旋翼电动垂直起降飞机,而不是多旋翼或其他配置。其实我很想跟大家分享这个行业的内容。

首先,我们的团队在整个行业摸爬滚打的时间比较长,对行业有足够深入的了解。我们也多次见证了这个行业的起起落落。我们可以看到,亿航智能从2016年就开始研发eVTOL,并已于2019年上市。不过国外从2016年就开始爆发,2021年eVTOL公司有上百家,也出现了几家上市公司。在中国,只有少数公司在开发 eVTOL。随着2021年包括实德、峰飞、小鹏汇天发布融资信息,多家投行开始关注eVTOL行业的发展。到2023年,JOBY适航认证已进入第三阶段,CP审批已完成。之后,就会进入第四阶段。航空的适航认证以及各项政策的出台,引起了资本的高度关注,使得eVTOL行业如今得以纵深发展。

只有拥有适航证书的 eVTOL 才是安全的

经过深入的市场调研,我们发现客户需求和用户需求存在明显差异。客户需要什么?一是安全,二是噪音低,三是经济性好。

什么是安全?从来没有人说过多旋翼比复合翼更安全,或者比倾转旋翼更安全。事实上,任何没有经过认证的飞机都是不安全的。只有通过认证才能证明它是安全的。

二是噪音低。 eVTOL的电气化可以降低其噪音。通过螺旋桨的设计,可以进行进一步的降噪处理。

三是经济性好,如采购成本低、飞行速度快、载重比大、拉力大、充电速度快、占地面积小等。

对于用户来说,需求也很简单,只要是安全、价格低廉、速度快的飞机就可以了。多旋翼、复翼和倾转旋翼在安全性上有什么区别吗?其实没有。只要能证明通过了适航认证,就是安全的。唯一的区别是不同配置对应的应用场景不同。

比如亿航适合景区低空旅游,带翅膀的电动垂直起降飞机适合城际空中出租车。在国外,你可以看到JOBY、LILIUM等上市公司都研发出倾转旋翼机,但很多公司还没有一下子搞出来。至于倾转旋翼的研发,也逐渐从其他构型发展到开发倾转旋翼,包括WISK开发的第五代复合材料机翼也已转为倾转旋翼。

要开发eVTOL,首先必须具备制造飞机的能力,而不是无人机。两者在安全性上有着本质的区别。关键因素是研发团队是否有大飞机背景或通用航空飞机主机厂背景。在此基础上,我们再考虑团队成员的能力配置,比如对三电系统、电传飞控的了解,然后添加整体、气动、结构、强度、飞控、航电等。因此,载人eVTOL本质上是一种飞机,至少可以理解为采用新能源动力、能够垂直起降的Part 23固定翼飞机。

为什么要开发载人驾驶而不是无人驾驶?我们今天做的是天上的“韦小礼”,而不是天上的Waymo。拥有一架完全自主的有人驾驶飞机可能需要10年、15年甚至20年的时间,所以这个产业不会一蹴而就。

今天我们需要解决的是一种可驾驶实现安全飞行的eVTOL。这需要多方的共同努力。通过简化飞行的SVO(简化飞行器操作)模式,再通过AI飞行员逐步增强其自动飞行能力,最后配套支撑ATC(空中交通管制)系统和相关法律的成熟,以及公共服务的完善。安全意识,已经把它变成了完全自主的 eVTOL,所以今天载人和载人路径将比其他路径更容易实现。

为什么速度不能低一点?速度低影响操作人员的作业效率。众所周知,直升机的速度约为每小时200公里。作为创新产品,eVTOL的飞行性能不能低于传统直升机。因此,倾转旋翼的巡航速度必须保持在260公里每小时才能带来更多效益。运营效率高。

此外,倾转旋翼的优点是具有较高的负载重量比。相同航程可搭载5人,且飞机更轻。对比Joby的最新数据,最大起飞重量2.4吨,有效载荷450公斤,载重比18.8%。以目前的技术,其他配置的负载比无法超过它。如果其他配置要容纳5人,飞机可能要达到3吨的水平。

在安全可靠的动力系统方面,大直径、低速五叶螺旋桨可以保证低噪音,是倾转旋翼的最佳选择。目前采用的是法国赛峰的电机电控。当然,我们也对未来充满期待。国内有更多优质供应链;还有一点就是如何提高运营效率,也就是很少有人考虑的充电时间。这一点非常重要,因为只有飞机一直在天上飞,才能帮助我们的行动。为了赚更多的钱,现在的车型采用了800伏的高压平台,大大缩短了充电时间。

最后一点就是飞机的机翼不能太大,因为机翼越大,面积越大,对整个作业的影响也越大。 E20 eVTOL的翼展为12米,现有的直升机停机坪可以重复利用。 。

以上是对这几年研发历程的简单总结,仅供交流。最后,这个行业还处于早期阶段,希望和大家一起梦想,一起成长。

谢谢。

返回博客