前言

　　隨著科技的飛速發(fā)展，低空經(jīng)濟(jì)逐漸成為全球競逐的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，預(yù)示著新質(zhì)生產(chǎn)力的重要方向。eVTOL技術(shù)融合了航空、新能源、智能制造和人工智能等多個(gè)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，代表了未來交通出行的新趨勢。與傳統(tǒng)的航空器相比，eVTOL具有垂直起降、噪音低、運(yùn)營成本低等顯著優(yōu)勢，特別適合城市內(nèi)部和城際間的短途運(yùn)輸。隨著全球城市化進(jìn)程的加快，交通擁堵和環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，eVTOL作為解決方案之一，其市場需求和應(yīng)用場景不斷擴(kuò)大。

　　一、適航取證

　　適航取證是eVTOL產(chǎn)品推向市場的必由之路。型號(hào)合格證（TC）、適航證（AC）、生產(chǎn)許可證（PC）構(gòu)成了民用航空器適航的“三大通行證”。其中，型號(hào)合格證是檢驗(yàn)飛行器設(shè)計(jì)是否滿足適航標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵，適航證則確保飛行器的安全飛行能力符合要求，而生產(chǎn)許可證則反映出企業(yè)的綜合管理水平。適航取證的進(jìn)展在很大程度上決定了企業(yè)在競爭中的快慢身位。

　�。ㄒ唬┻m航取證的政策背景

　　在政策層面，適航取證標(biāo)準(zhǔn)由各國民航局或相應(yīng)的航空管理機(jī)構(gòu)制定。以中國為例，中國民航局（CAAC）根據(jù)《中華人民共和國民用航空法》和《中華人民共和國適航管理?xiàng)l例》，對民用航空器的適航管理進(jìn)行規(guī)定。隨著eVTOL技術(shù)的興起，各國民航機(jī)構(gòu)也在逐步制定或更新相關(guān)的適航標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)這一新興技術(shù)的發(fā)展。

　�。ǘ�）企業(yè)適航取證現(xiàn)狀

　　目前，全球范圍內(nèi)有多家企業(yè)正在積極進(jìn)行eVTOL的適航取證工作。以下是一些企業(yè)的適航取證現(xiàn)狀：

　　1、億航智能：億航智能的EH216-S型號(hào)在2023年獲得了中國民航局頒發(fā)的全球首個(gè)eVTOL型號(hào)合格證，這標(biāo)志著其在適航取證方面取得了重要進(jìn)展。

　　2、Joby Aviation：Joby Aviation作為美國的eVTOL制造商，已經(jīng)與美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）合作，進(jìn)行了一系列飛行測試，并提交了型號(hào)合格證申請。

　　3、Lilium：德國的Lilium公司也在進(jìn)行適航取證工作，其產(chǎn)品已經(jīng)完成了多次成功的飛行測試，并與歐洲航空安全局（EASA）保持溝通。

　　4、Volocopter：德國的Volocopter公司開發(fā)的多旋翼eVTOL已經(jīng)進(jìn)行了多次公開飛行演示，并正在與EASA合作進(jìn)行適航取證。

　�。ㄈ�）適航取證的挑戰(zhàn)

　　適航取證是一個(gè)復(fù)雜且耗時(shí)的過程，eVTOL企業(yè)在取證過程中面臨以下挑戰(zhàn)：

　　1、技術(shù)驗(yàn)證：需要對eVTOL的各項(xiàng)技術(shù)性能進(jìn)行充分驗(yàn)證，確保滿足適航標(biāo)準(zhǔn)。

　　2、法規(guī)適應(yīng)：隨著技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)有的適航法規(guī)可能需要更新，企業(yè)需要適應(yīng)法規(guī)的變化。

　　3、成本控制：適航取證過程中的研發(fā)、測試和認(rèn)證成本高昂，企業(yè)需要有效控制成本。

　　4、時(shí)間管理：適航取證周期長，企業(yè)需要合理安排時(shí)間，確保項(xiàng)目進(jìn)度。

　　圖表：歐美eVTOL適航相關(guān)規(guī)定

　　資料來源：中投產(chǎn)業(yè)研究院整理

　　我國目前尚無針對eVTOL監(jiān)管專項(xiàng)立法，近年來涉無人機(jī)監(jiān)管的相關(guān)法律依據(jù)主要為民航局頒發(fā)的規(guī)范性文件，主要包括：

　　圖表：中國eVTOL適航相關(guān)規(guī)定

　　資料來源：中投產(chǎn)業(yè)研究院整理

　　二、技術(shù)路線

　　eVTOL的構(gòu)型選擇與企業(yè)自身資源稟賦密切相關(guān)。當(dāng)前eVTOL的主流構(gòu)型有垂直起降固定翼、矢量推力型、多旋翼型等，每種構(gòu)型都有其獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)和適用場景。

　　隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場的逐漸成熟，eVTOL將在城市交通、物流運(yùn)輸、緊急救援等領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。構(gòu)型的選擇將直接影響產(chǎn)品的市場定位和競爭力，因此，企業(yè)需要根據(jù)自身的技術(shù)實(shí)力、市場策略和長遠(yuǎn)規(guī)劃，做出明智的構(gòu)型選擇。

　　eVTOL可以根據(jù)有無機(jī)翼分為兩大類：無機(jī)翼以多旋翼為主，采用分布式推進(jìn)系統(tǒng)，推進(jìn)裝置僅提供垂直方向的升力，前向推力通過橫向（俯仰）軸上的總推力差實(shí)現(xiàn)；有機(jī)翼的eVTOL 根據(jù)推力提供方式又可分為旋轉(zhuǎn)推力、獨(dú)立推力和復(fù)合推力等。

　　圖表：eVTOL按照有無機(jī)翼分類

　　資料來源：中投產(chǎn)業(yè)研究院整理

　　基于推進(jìn)動(dòng)力考量eVTOL可分為三大類：矢量推進(jìn)型、升力與巡航復(fù)合型以及多旋翼型，其中矢量推力可以再細(xì)分為傾轉(zhuǎn)旋翼、傾轉(zhuǎn)機(jī)翼、傾轉(zhuǎn)涵道等類型。

　　圖表：eVTOL推進(jìn)動(dòng)力類型

　　資料來源：中投產(chǎn)業(yè)研究院整理

　　根據(jù)全球現(xiàn)有的eVTOL，可以將其分為多旋翼構(gòu)型、復(fù)合翼構(gòu)型、傾轉(zhuǎn)構(gòu)型、傾轉(zhuǎn)涵道風(fēng)扇+完全矢量控制、隱藏式推進(jìn)系統(tǒng)+無翼設(shè)計(jì)等5大技術(shù)路線。

　　圖表：eVTOL 5大技術(shù)路線

　　資料來源：中投產(chǎn)業(yè)研究院整理

　　當(dāng)前，全球eVTOL的發(fā)展呈現(xiàn)出多樣化的技術(shù)路徑，每種路徑都有其獨(dú)特的特點(diǎn)和利弊：

　　多旋翼型eVTOL在安全性方面超越了傳統(tǒng)直升機(jī)，成為眾多新興企業(yè)的首選。然而，它們在有效載荷和航程方面存在局限，應(yīng)用場景也相對固定。此外，它們在噪聲管理和地面損害控制方面還有待改進(jìn)。

　　復(fù)合翼型設(shè)計(jì)受到傳統(tǒng)航空制造商的青睞。這類eVTOL配備了專用的水平推進(jìn)螺旋槳，而非在垂直和水平飛行階段共用螺旋槳，這有助于提高巡航效率、航程和整體安全性。

　　傾轉(zhuǎn)旋翼型eVTOL的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，技術(shù)挑戰(zhàn)也更大。但它們在航程、巡航速度和載重能力上具有顯著優(yōu)勢，提供了良好的有效載荷、最大起飛重量和運(yùn)營經(jīng)濟(jì)性，有望在商業(yè)應(yīng)用中為用戶節(jié)省寶貴的出行時(shí)間。

　　傾轉(zhuǎn)涵道風(fēng)扇結(jié)合完全矢量控制系統(tǒng)的eVTOL，在動(dòng)力可靠性、噪聲控制和氣動(dòng)效率方面可能實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的平衡。盡管涵道風(fēng)扇在懸停模式下效率較高，但在巡航模式下可能會(huì)增加額外的阻力。

　　總體而言，不同的eVTOL技術(shù)路線針對不同的市場需求和應(yīng)用場景，各有千秋，未來可能會(huì)看到這些技術(shù)路線并存發(fā)展，共同推動(dòng)eVTOL行業(yè)的繁榮。

　　圖表：不同技術(shù)路線eVTOL對比

　　資料來源：中投產(chǎn)業(yè)研究院整理

　　三、動(dòng)力系統(tǒng)

　　eVTOL的動(dòng)力系統(tǒng)是其設(shè)計(jì)的核心，直接影響著飛行器的續(xù)航、速度和承載能力等關(guān)鍵性能。目前，eVTOL主要采用兩種動(dòng)力模式：全電動(dòng)和混合動(dòng)力。全電動(dòng)模式主要包括鋰電池、氫燃料電池和太陽能電池，而混合動(dòng)力模式則是將鋰電池與其他能源相結(jié)合。提升電池的能量密度尤為關(guān)鍵，這直接決定了eVTOL的續(xù)航能力及其在市場上的競爭力。

　　在新能源航空技術(shù)的未來發(fā)展方面，2024年3月27日，中國工業(yè)和信息化部聯(lián)合其他部門發(fā)布了《通用航空裝備創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)施方案（2024-2030年）》，明確指出了未來七年中國通用航空的發(fā)展方向、實(shí)施策略、核心技術(shù)和應(yīng)用場景。該方案強(qiáng)調(diào)，航空器的電動(dòng)化是未來發(fā)展的主要技術(shù)路徑，需要集中精力推進(jìn)電動(dòng)化，并同時(shí)考慮混合動(dòng)力、氫能和可持續(xù)燃料等技術(shù)路線，加速航空電推進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新和升級，重點(diǎn)研發(fā)高效能量存儲(chǔ)、能量管理和減排降噪等關(guān)鍵技術(shù)。預(yù)計(jì)到2027年，以無人化、電動(dòng)化、智能化為特點(diǎn)的新型通用航空裝備將在城市空中運(yùn)輸、物流配送、應(yīng)急救援等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。到2030年，將基本建立以高端化、智能化、綠色化為特征的通用航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展新模型。

　　在分布式電推進(jìn)技術(shù)方面，電推進(jìn)系統(tǒng)展現(xiàn)出比傳統(tǒng)燃油推進(jìn)系統(tǒng)更高的能效。傳統(tǒng)飛機(jī)通過渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，而電推進(jìn)系統(tǒng)則直接利用電能驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生動(dòng)能。渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料利用率大約只有40%，相比之下，電推進(jìn)系統(tǒng)的電能利用率可以超過70%，同時(shí)具備低噪音和環(huán)保排放的優(yōu)勢。隨著電機(jī)、電控和電池技術(shù)的快速發(fā)展，電推進(jìn)技術(shù)已經(jīng)具備了實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)。

　　分布式電推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)更為靈活，利用電機(jī)的尺度無關(guān)特性（即一個(gè)大功率電機(jī)系統(tǒng)可以分解為多個(gè)小功率電機(jī)系統(tǒng)，而整個(gè)系統(tǒng)的功率密度和效率基本不變），采用多個(gè)小功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)小直徑風(fēng)扇，取代超大直徑風(fēng)扇推進(jìn)飛機(jī)的設(shè)計(jì)，這使得能量控制更加靈活，容錯(cuò)性能更佳，有效提升動(dòng)力系統(tǒng)性能，改善燃油消耗率。電推進(jìn)的尺寸無關(guān)特性還意味著推進(jìn)系統(tǒng)可以根據(jù)飛機(jī)的具體用途靈活布置，從而提供更大的設(shè)計(jì)自由度。

　　eVTOL是分布式電推進(jìn)技術(shù)的典型應(yīng)用實(shí)例。例如，Joby航空公司推出的兩座S2飛機(jī)采用了16組分布式推進(jìn)系統(tǒng)，其中12組用于垂直起降，4組用于巡航。其五座S4飛機(jī)配備了6個(gè)可傾轉(zhuǎn)旋翼，最高速度可達(dá)322公里/小時(shí)，電能消耗僅為汽車的五分之一，飛行里程可達(dá)240公里。在巡航時(shí)，分布式螺旋槳可以折疊，以減少氣動(dòng)阻力，而在降落后，甚至可以利用風(fēng)能進(jìn)行充電。

　　四、空管系統(tǒng)

　　空管系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)eVTOL安全、高效運(yùn)行的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。隨著低空空域的開放和eVTOL數(shù)量的增加，傳統(tǒng)的空管系統(tǒng)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。未來低空空域?qū)⒊尸F(xiàn)多類型、多數(shù)量飛行器全域融合運(yùn)行的生態(tài)，如何實(shí)現(xiàn)全域態(tài)勢感知、全程“高德”式服務(wù)，低空智聯(lián)網(wǎng)及其高精度地圖的建設(shè)將發(fā)揮重要作用。

　　我們認(rèn)為，在低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展中，空中交通管理系統(tǒng)的構(gòu)建極為關(guān)鍵。

　　低空經(jīng)濟(jì)的生態(tài)系統(tǒng)包括五個(gè)主要部分：飛行器的制造、應(yīng)用、飛行保障、運(yùn)營維護(hù)，以及低空基礎(chǔ)設(shè)施的新型建設(shè)。

　　新型低空基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)涵蓋了多個(gè)方面，包括臨時(shí)起降點(diǎn)和通用機(jī)場的建設(shè)、低空空域的管理系統(tǒng)、天地一體化的導(dǎo)航與通信系統(tǒng)、低空態(tài)勢感知系統(tǒng)的構(gòu)建，以及充電設(shè)施的建立等。低空空域的管理系統(tǒng)對于國家的空域管理、飛行安全保障、航空運(yùn)輸?shù)母咝в行蜻\(yùn)作以及我國空域權(quán)益的維護(hù)至關(guān)重要，它是國家戰(zhàn)略基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，也是國土防空體系的關(guān)鍵組成。

　　自“十一五”規(guī)劃以來，國家顯著增強(qiáng)了對這一領(lǐng)域的政策支持，連續(xù)推出了“民航強(qiáng)國”、“四強(qiáng)空管”和“四型機(jī)場”等一系列建設(shè)指導(dǎo)方案。國內(nèi)設(shè)備制造業(yè)從起步到成熟，從初期的依賴進(jìn)口到逐步實(shí)現(xiàn)自主化，取得了顯著進(jìn)步。國內(nèi)企業(yè)如萊斯信息、四川九洲、成都空管公司、中航615所等在空管系統(tǒng)核心技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)了自主可控的突破。

　　我國低空空域管理系統(tǒng)的建設(shè)需求預(yù)計(jì)達(dá)到百億人民幣的規(guī)模。在“十二五”期間，我國在空管系統(tǒng)領(lǐng)域的投資總額為120億元；“十三五”期間，總投資增至約250億元。從2016年到2019年，空管系統(tǒng)的固定資產(chǎn)投資規(guī)模自23億元增長至51億元，復(fù)合年增長率達(dá)到30%。在民航空中交通管理領(lǐng)域，國際市場上主要由歐洲和美國的幾家大型電子系統(tǒng)制造商占據(jù)，如法國的泰雷茲公司（Thales）、西班牙的英德拉公司（Indra）等；而國內(nèi)市場則主要由萊斯信息、成都空管公司、華泰英翔、川大智勝等企業(yè)參與。目前，低空空域基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)招標(biāo)在浙江衢州、深圳、成都等地區(qū)進(jìn)展迅速，單個(gè)地級市的初期建設(shè)需求大約在3000至4000萬元之間，考慮到全國約有293個(gè)地級市，整體低空空域管理系統(tǒng)的建設(shè)需求預(yù)計(jì)將達(dá)到百億元規(guī)模。

　　圖表：我國空管系統(tǒng)發(fā)展歷程

　　資料來源：中投產(chǎn)業(yè)研究院

　　五、商業(yè)化路徑

　　eVTOL的商業(yè)化進(jìn)程預(yù)期會(huì)經(jīng)歷三個(gè)主要階段：旅游觀光、工業(yè)應(yīng)用和城市交通。與常規(guī)飛行器相比，eVTOL具有多項(xiàng)優(yōu)勢，如零排放、無污染、能夠垂直起降、無需依賴傳統(tǒng)跑道或機(jī)場、噪音低以及運(yùn)營成本較低。這些特點(diǎn)預(yù)示著eVTOL有潛力超越傳統(tǒng)交通工具的局限，補(bǔ)充現(xiàn)有的高鐵、地鐵、公交、出租車和私家車等交通方式，并有可能發(fā)展成為未來交通和運(yùn)輸?shù)闹鲗?dǎo)模式。

　　具體來看，eVTOL商業(yè)化的三個(gè)階段包括：

　　1、初始階段：目前eVTOL的飛行時(shí)間和距離較短，速度也不是很快，適合用于短途的客運(yùn)服務(wù)，如景區(qū)觀光和空中游覽。在這一階段，國內(nèi)將開始構(gòu)建低空飛行器所需的適航管理系統(tǒng)、態(tài)勢感知系統(tǒng)和起降點(diǎn)或機(jī)場。

　　2、發(fā)展階段：隨著電池技術(shù)的突破，eVTOL的電池能量密度和安全性將得到提高，從而顯著增加飛行器的續(xù)航能力。在這個(gè)階段，公眾對eVTOL的接受度將逐漸提高，低空基礎(chǔ)設(shè)施也將更加完善，eVTOL的應(yīng)用將擴(kuò)展到應(yīng)急救援、醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)、警用安防和航空物流等工業(yè)領(lǐng)域。

　　3、成熟階段：eVTOL的全自動(dòng)飛行技術(shù)、緊急避障和降噪技術(shù)將更加成熟，飛行的可靠性將不斷提高。同時(shí)，隨著低空基礎(chǔ)設(shè)施的進(jìn)一步成熟，空管系統(tǒng)和飛行保障系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)高度智能化、網(wǎng)格化和自動(dòng)化。隨著生產(chǎn)成本的降低，"空中的士"時(shí)代可能會(huì)到來，城市交通將呈現(xiàn)立體分層的新格局。

　　總體而言，eVTOL的商業(yè)化之路將是逐步演進(jìn)的，隨著技術(shù)進(jìn)步和基礎(chǔ)設(shè)施的完善，它將逐步融入并最終改變我們的交通方式。

　　六、結(jié)論

　　eVTOL作為低空經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，其產(chǎn)業(yè)發(fā)展不僅關(guān)系到航空產(chǎn)業(yè)的未來，也對城市交通、環(huán)境保護(hù)等多個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場的成熟，eVTOL產(chǎn)業(yè)有望迎來爆發(fā)式的增長，為投資者帶來豐厚的回報(bào)。同時(shí)，政府部門、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)也應(yīng)加強(qiáng)合作，共同推動(dòng)eVTOL產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。