在能源变革和人工智能的驱动下,汽车行业的竞争不止在地面,而是一路卷到天际。随着飞行汽车获得首个载人产品的适航合格证,全球200多个产品纷纷抢占这条新赛道。
3 V7 B+ h* a/ M2 a4 ^近期发布的《绿色航空制造业发展纲要(2023—2035年)》提出,到2025年,电动垂直起降航空器的飞行汽车将实现试点运行,低空智能交通的时代即将到来。
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飞行汽车取得适航许可
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EH216-S型无人驾驶航空器/亿航智能官网 * Y, U& a' G% p3 W8 f) a
近日,中国民用航空局向亿航智能颁发EH216-S型无人驾驶航空器系统型号合格证,这也是是世界上首个载人级无人机的型号合格证。( O1 d- O$ m6 j0 o8 ~! R0 _
亿航智能副总裁贺天星介绍:“从外观造型上,这是一个8轴16浆的多旋翼飞行器,飞行平稳度会更高。全机身都用的碳纤维材料,重量会更轻。这个时速最高130公里每小时,续航里程是空中30公里,25分钟的时长。”
4 T9 G" [7 l# {- v1 \* {. L这款飞行汽车能够乘坐2名乘客。在空中、起飞、降落都可以实现全无人驾驶,地面也会有操作人员对飞行的状态做实时监控、应急指挥调度。: \1 z3 \2 x3 S3 V' C g- A% h
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+ e# _8 u- J( rEH216-S型无人驾驶航空器系统型号合格证颁发现场/亿航智能官网
T1 t- |. v/ p$ J1 a2 K1 q亿航智能副总裁贺天星介绍,整个适航认证的过程里面,产品型号合格证比重最大,也是最难的一部分。大概3-6个月甚至更短时间,就会完成所有的适航认证科目。今年四季度实现量产下线,产品对外售价200多万元。/ Z4 _. N" n' J* d; C0 ~
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智能智慧调度中心/亿航智能官网 ! D8 u+ B0 q9 x: ?, y& e1 a4 c
目前,这种名为eVTOL的电动垂直起降航空器是飞行汽车中有望最早应用的产品。10月10日,工信部、科技部、财政部、中国民用航空局联合印发《绿色航空制造业发展纲要(2023—2035年)》,明确指出到2025年,电动垂直起降航空器eVTOL实现试点运行。
$ q5 G( [( \" i( b; S# B& n! f清华大学车辆与运载学院教授、特种动力研究中心主任张扬军介绍,尽管eVTOL的外观与直升机有些类似,但是与汽车行业具有更强的紧密性。从规模角度来讲,eVTOL和传统航空飞行器不是一个量级,它更接近汽车。同时,作为大众化出行的交通工具,必须实现低成本,它的生产供应链要依赖于汽车工业。
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* e! @ e4 e+ S《绿色航空制造业发展纲要(2023—2035年)》/中国政府网
- d0 b p! g( B企业竞相布局新赛道
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! M: h) Y/ m$ o' J8 C最新发布的分体式飞行汽车/小鹏汇天官网
. R! w5 i) M% @0 G$ ~9 y: V小鹏汇天的飞行汽车更接近公众的想象。10月24号,这款名为“陆地航母”的飞行汽车首次亮相,构型分为陆行体与飞行体,能够像变形金刚一样自动结合与分离。
; v% n4 h. R6 Y: |( R小鹏汇天对外事务总经理仇明全介绍,飞行体可以垂直起降,机臂和旋翼能够折叠。陆形体有6个轮子,外观是未来感的机甲风格,像全尺寸SUV,可以乘坐4-5个人,还能够把飞行体完全折叠收纳到车内。它是增程式的混合动力系统,可以满足长续航的需求,而且能给飞行体持续充电。) i/ N4 }9 k& }- a
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9 b( g& ]# x) D2 e陆形体/小鹏汇天官网 6 Q$ V* J0 H" B, c; `
仇明全认为,分体式设计更具有现实可操作性。单纯去做电动垂直起降航空器,面临着运营成本的压力。这种分体式飞行汽车,在不飞的时候就是一辆小房车或者MPV、SUV,它可以满足人们日常地面的通勤需求,当具备飞行条件时,就可以自动分离去飞行。" D3 v% Q5 g+ }) }2 @ n
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2 D) X# N H i, Q, j, D* q飞行体/小鹏汇天官网
1 }) C& A6 r' i0 y9 }% ~沃飞长空的飞行汽车具备更长的航程,市场部总监费岚介绍,这主要得益于机型的设计。这款飞行器除了螺旋桨之外,还带固定翼。因为采用了固定翼,飞行航程长达200公里,可以坐下1个飞行员和4名乘客。6 [8 o4 H5 I; W
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% f; C: @; t M/ [3 [5 S沃飞长空AE200/沃飞长空官网
( e1 i$ t9 d+ C! ?8 o6 F) }$ n2 Q费岚介绍,这款飞行汽车在去年年底获得中国首张有人驾驶载人航空器的适航审定受理证书,预计2026年完成整个适航审定工作。今年7月26日,与华龙航空签署了100架销售订单。华龙航空是亚太地区最大的公务机运营企业,它购买eVTOL是用于城市以及城际间短途的交通接驳。
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签约现场/沃飞长空官网
3 [% x; _8 ]! ^+ @, v( h; n目前,丰田、本田、奥迪、奔驰、通用等跨国车企,吉利、小鹏、广汽等国内企业,还有谷歌、英特尔等科技巨头都在研发飞行汽车。全球在研项目超过200个,部分产品将在一年内量产,飞行汽车已经成为企业竞相布局的新赛道。- C8 D) a: k! Y% d
电池技术有待突破
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飞行汽车的技术要求远高于普通电动汽车。由于要克服地心引力,飞行汽车的功率需求是同等重量汽车的30-40倍。: u6 \6 K* o" k+ q: {
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. [5 F1 K. y% _) D+ d" o9 f小鹏汇天自研的电池包集成设计/小鹏汇天官网 # d0 M4 l- k7 U5 X
清华大学车辆与运载学院教授、特种动力研究中心主任张扬军介绍:“从航空需求角度来讲,电池既要高能量密度,也要高功率密度。所谓功率密度就是放电倍率,起飞和降落的放电倍率要到4C,车用基本上都是小于2C,在1C左右。”# Z) n$ L% a) b3 {
在现有锂电池的技术水平下,企业依靠集成技术实现更高的能量密度。小鹏汇天对外事务总经理仇明全介绍,市面上经常说能量密度300和400,这其实是电芯的能量密度,但是电芯不能放在车上直接用,一定要做成电池包。整个电池包集成设计系统由小鹏自研,电池包能量密度达到210瓦时每公斤。目前的动力电池技术之下,这是最好成绩。. x4 z0 Q; |9 n- C
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电芯试验室/小鹏汇天官网
& h9 R, j! G; ]《绿色航空制造业发展纲要(2023—2035年)》提出,到2035年,满足电动航空器使用需求和适航要求的400Wh/kg级航空锂电池产品投入量产,500Wh/kg 级产品小规模验证。
/ F1 l% r" w' E# W% _& q2 l! b! ^: M清华大学车辆与运载学院教授、特种动力研究中心主任张扬军认为,固态电池是可行的技术方向。现在国内做半固态电池的比较多,陆续开始装车的过程,比如蔚来计划搭载350Wh/kg的半固态电池。不管国内还是国外企业,全固态电池基本是在2027年左右商业化,这个对飞行汽车行业也是极大利好,因为固态电池的能量密度会上升很高。* t6 }0 x. z* f) z; W
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丰田汽车全固态电池2027年商业化/来自网络 , n3 ]0 B# d% d: d- i: o& B
飞行安全不容有失1 Y' r: E R7 N3 S8 Y6 x
/ T, v6 {- j8 q0 ?% o最为重要的是,飞行汽车的安全性不容有失。清华大学车辆与运载学院教授、特种动力研究中心主任张扬军介绍,以自动驾驶技术为例,飞行汽车的感知系统与电动汽车存在较大差异。
, J7 ~! h7 O$ _8 F2 M地面智能汽车要感知人、车、路和复杂的环境,而飞行汽车在低空,气象条件最为复杂,要实现微气候的感知、气象信息的数字化,保证飞行安全。另外,无人驾驶的时候万一有故障,要能保证感知、决策正确,把它安全降下来。
# l& r% @1 v6 w8 K, ~/ i对此,亿航智能副总裁贺天星介绍:“核心部件像飞控系统、电机、螺旋桨,电池都做了多重备份的设计。飞行过程中,如果某些零部件发生故障,多重备份就会实时做替代和补充,保证飞行器安全返回地面。”
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9 ]: ?" @# ?: y O多重备份方案/亿航智能官网
7 G/ ^( |1 r8 ?6 G! }8 r$ H小鹏汇天对外事务总经理仇明全介绍,因为飞机设计原因导致的事故率不会高于千万分之一。小鹏的飞行汽车是6桨设计,分布式的电推进系统,极限工况下有两个桨停了,还可以正常进行飞行和降落。
9 t8 o1 A7 e+ |! o+ v) } @救生伞会成为飞行汽车的最后一道安全防线。近日小鹏汇天自研的整机多伞救生系统在50米超低空开伞实验中获得成功。仇明全介绍:“整个通航产业里最低的开伞是200米,而我们做到了50米开伞。现在是4把伞分布在飞行器的上面,伞垂直向空中弹射出去,很快达到减速的效果。产品最终触地的时候只有5.2米每秒的速度,相当于一个人正常快跑的时候摔倒的速度。”
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A) z1 L0 k0 m4 ?2 o50米超低空开伞实验/小鹏汇天官网
* ^- w. B% |9 M开启商业化探索
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+ K! p! R2 g6 T% m! \& l* ]完善技术的同时,飞行汽车也在探索商业化路径。中国航空工业集团的市场预测年报显示,全球eVTOL电动垂直起降飞行器的市场订单超过1.3万架,不过投入运营的仍然有限,亿航智能这样取得适航许可的也有不少飞行限制。5 t7 V) @9 ]8 O& m
罗兰贝格全球合伙人、大中华区副总裁时帅介绍:“某些天气是不能飞的,雨雪、雷电、结冰都不行。另外只能白天飞,晚上不行,而且必须在划好的空域内飞行。要突破这些限定条件,还需要政策支持、保险到位、基础设施建设,这些配套系统会比汽车自动驾驶应用的进展慢一点。”
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- ?7 h! Y/ @/ N: X飞行汽车可用于应急医疗/沃飞长空官网 4 n* q& H( q) a9 }
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飞行汽车可用于物流运输/亿航智能官网 & M5 Z. u7 L1 X1 H
成本上看,大多数飞行汽车售价100万元到300万元之间,大幅降低成本的可能性较低。
6 G% ? q0 |; n1 G4 m; T罗兰贝格全球合伙人、大中华区副总裁时帅介绍:“电池能量密度那么高,电机功率又那么大,材料那么高精尖,它还要配非常多的安全措施,包括一些算法,再包括体量,中国汽车一年造2500万辆,飞行汽车的体量远远低于汽车,所以它一定会很贵。”2 b8 p6 U6 N/ m
《绿色航空制造业发展纲要(2023—2035年)》提出,鼓励珠三角、长三角、环渤海、成渝等优势地区,设立低空经济示范区,开展eVTOL的商业示范运营。$ ~/ ^/ y' P# @, D$ v D5 N
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! y7 A" `# a# X6 f! D; G亿航智能副总裁贺天星介绍,首个获得适航合格证的产品将围绕文旅景区、城市观光综合体、特色小镇这样的场景优先应用。广东、海南、福建、安徽、河南、山东、新疆都会有布局,从明年开始辐射的范围会越来越大。0 D. e9 R* G+ ?2 z
沃飞长空的飞行汽车瞄准空中出租车的定位,市场部总监费岚介绍,最开始会定点运营一些固定线路,比如从CBD到机场。如果在城市内已经规模化运行,预计用现在地面豪华专车价格的2-3倍就能够搭乘飞行汽车,但是仅需要地面交通1/5的时间。
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飞行汽车可作为空中出租车/沃飞长空官网 8 D- _- i2 ?: n0 t1 R7 ~2 l& I
未来飞行汽车还将在公务飞行、短途运输、通航货运、医疗救护等领域陆续应用。业内人士普遍认为,2030年飞行汽车将逐渐进入公众生活,成为低空出行的新选择,织就大众化的立体交通网。# R4 ]! \/ x2 P: g
记者 戚天 编辑 孙媛 主编 程艳4 D* E6 }$ J% X$ C/ d% d3 a s' ]
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