機(jī)械設(shè)備：低空經(jīng)濟(jì)系列報(bào)告（一）：他山之石-Joby的前世今生

證券研究報(bào)告行業(yè)研究行業(yè)專題報(bào)告證券研究報(bào)告行業(yè)研究行業(yè)專題報(bào)告 強(qiáng)于大市（維持評(píng)級(jí)）一年內(nèi)行業(yè)相對(duì)大盤走勢(shì)強(qiáng)于大市（維持評(píng)級(jí)）一年內(nèi)行業(yè)相對(duì)大盤走勢(shì)低空經(jīng)濟(jì)系列報(bào)告（一他山之石——Joby的團(tuán)隊(duì)成員團(tuán)隊(duì)成員PYL3957@相關(guān)報(bào)告>全球電動(dòng)垂直起降飛機(jī)龍頭，垂直整合符合公司發(fā)展歷史。1、氣柴價(jià)差保持高位，天然氣重卡銷量中樞有望上移——2024.03.1821、氣柴價(jià)差保持高位，天然氣重卡銷量中樞有望上移——2024.03.182、高壓清洗機(jī)：家用產(chǎn)品海外需求有望受益于補(bǔ)庫周期和地產(chǎn)復(fù)蘇——2024.02.243、回購股份彰顯企業(yè)信心，關(guān)注低估值優(yōu)質(zhì)標(biāo)的——2024.02.21億美元的估值在紐交所SPAC上市，成為電動(dòng)飛機(jī)領(lǐng)域的閃耀之星。公司創(chuàng)始人JoeBenBevirt適應(yīng)時(shí)代技術(shù)，涉足電機(jī)、電池等新型行業(yè)，為Joby發(fā)展積累深厚技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。融資給予企業(yè)資金支持同時(shí)賦能公司商業(yè)化發(fā)展，例如豐田在汽車領(lǐng)域的制造經(jīng)驗(yàn)幫助Joby實(shí)現(xiàn)批產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)的效率和質(zhì)量。公司戰(zhàn)略為垂直整合，生產(chǎn)技術(shù)的垂直整合構(gòu)建公司廣闊護(hù)城河，商業(yè)模式的垂直整合加速公司商業(yè)化發(fā)展。JobyS4適航認(rèn)證全球領(lǐng)先，預(yù)計(jì)2025年獲得FAA的民用適航證。>傾轉(zhuǎn)旋翼型號(hào)標(biāo)桿，安全性對(duì)標(biāo)民航客機(jī)。產(chǎn)品穩(wěn)步迭代，低噪音與安全冗余為基礎(chǔ)。通過對(duì)比產(chǎn)品參數(shù)，得出：1）產(chǎn)品在城市空中交通核心前提為低噪音和具備冗余（安全）；2）未來發(fā)展方向?yàn)檠娱L續(xù)航能力與輕量化。載人級(jí)eVTOL的零部件和材料安全性對(duì)標(biāo)民航客機(jī)。1）機(jī)翼機(jī)身：具備優(yōu)秀的強(qiáng)度重量比，碳纖維為主要材料；2）螺旋槳：螺旋槳數(shù)量減少，低槳尖速度降低噪音，低槳盤負(fù)載降低功耗；3）推進(jìn)系統(tǒng)：DEP保證安全冗余，自創(chuàng)DirectDrive電機(jī)架構(gòu)滿足力矩要求；4）飛控系統(tǒng)：自研統(tǒng)一飛控系統(tǒng)，產(chǎn)品向分布式發(fā)展；5）電池：續(xù)航能力的核心，公司電池能量密度達(dá)到288Wh/kg，支持一萬次充放電循環(huán)。eTOL技術(shù)路線各異，JobyS4為傾轉(zhuǎn)機(jī)翼型領(lǐng)先者。公司傾轉(zhuǎn)旋翼型eVTOL可實(shí)現(xiàn)更高的飛行速度和更遠(yuǎn)的航程，且氣動(dòng)效率高，有效載荷量大，適用于遠(yuǎn)距離的城內(nèi)與城際交通。但其安全性能低，伴隨更高的風(fēng)險(xiǎn)。在目前的傾轉(zhuǎn)機(jī)翼產(chǎn)品中，各類性能在全球傾轉(zhuǎn)旋翼型中明顯領(lǐng)先，已經(jīng)逐步得到美國FAA的航空標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證。>社會(huì)環(huán)境：美國民用航空基建成熟，eVTOL在城市交通中優(yōu)勢(shì)明顯。美國空域管理：逐漸寬松空域管理，空域利用率領(lǐng)先。美國85%的空域?yàn)槊裼每沼?，通用航空器可飛行的空域主要在中低空空域的E類空域和低空空域的G類空域。我國全空域飛行密度約為1.39飛行小時(shí)/平方公里，約為美國30.2%，美國空域利用率明顯領(lǐng)先。美國民航基建：通航基礎(chǔ)設(shè)施完善，UAM架構(gòu)成熟。美國重視民用通航基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，擁有4756座通用機(jī)場(chǎng)，這些通用機(jī)場(chǎng)能夠滿足目前美國通用航空的不同需求，對(duì)美國經(jīng)濟(jì)社會(huì)有巨大的補(bǔ)充作用。美國城市交通：相比直升機(jī)和出租車，eVTOL在城市交通中優(yōu)勢(shì)明顯。載人eVTOL未來三種重要的使用場(chǎng)景是城市出租車、機(jī)場(chǎng)班車和城際交通。根據(jù)RolandBerger，2030年全球運(yùn)營載人eVTOL數(shù)量有望達(dá)7000架，2050年全球運(yùn)營載人eVTOL數(shù)量有望達(dá)16萬架，分類別看，2025年城市出租車、機(jī)場(chǎng)班車、城際交通三類eVTOL占比分別有望達(dá)36%、35%和29%。在城市交通方面，相較直升機(jī)與出租車，飛行汽車具備各方面優(yōu)勢(shì)，因?yàn)椋?）美國地鐵、道路基建相對(duì)落后；2）eVTOL在特定路程范圍內(nèi)，具有高效便捷、低噪音、低碳排放、舒適私密等優(yōu)點(diǎn)，與直升機(jī)等傳統(tǒng)飛行器相比，具有明顯的成本和環(huán)保優(yōu)勢(shì)，相較出租車具有高效、便捷等優(yōu)勢(shì)。>風(fēng)險(xiǎn)提示技術(shù)面臨不確定性、需求端滲透不及預(yù)期、適航證書流程不及預(yù)期。1全球電動(dòng)垂直起降飛機(jī)龍頭，垂直整合符合公司發(fā)展歷史 41.1歷史：創(chuàng)辦先驅(qū)先行，發(fā)展生逢其時(shí) 41.2融資：提供資金支持，賦能商業(yè)發(fā)展 61.3戰(zhàn)略：核心零部件垂直整合構(gòu)建護(hù)城河，商業(yè)模式垂直整合提供運(yùn)輸服務(wù) 71.4產(chǎn)品定位：解決交通擁堵現(xiàn)狀，增添安全、高效、快捷出行方式 81.5適航認(rèn)證：一波三折，預(yù)計(jì)2025年獲得FAA的民用適航證 102JobyS4：傾轉(zhuǎn)旋翼型號(hào)標(biāo)桿，安全性對(duì)標(biāo)民航客機(jī) 2.1產(chǎn)品：穩(wěn)步迭代，低噪音與安全冗余為基礎(chǔ) 2.2零部件：要求對(duì)標(biāo)民航客機(jī)，重點(diǎn)聚焦安全、低噪音和長續(xù)航 142.2.1機(jī)翼機(jī)身：具備優(yōu)秀的強(qiáng)度重量比，碳纖維為主要材料 152.2.2螺旋槳：低槳尖速度降低噪音，低槳盤負(fù)載降低功耗 162.2.3推進(jìn)系統(tǒng)：DEP保證安全冗余，DirectDrive電機(jī)架構(gòu)滿足力矩要求 2.2.4飛控系統(tǒng)：自研統(tǒng)一飛控系統(tǒng)，產(chǎn)品向分布式發(fā)展 182.2.5電池：續(xù)航能力的核心，支持一萬次充放電循環(huán) 202.3eVTOL技術(shù)路線各異，JobyS4為傾轉(zhuǎn)機(jī)翼型領(lǐng)先者 223社會(huì)環(huán)境：民用航空基建成熟，eVTOL在城市交通中優(yōu)勢(shì)明顯 263.1美國空域管理：逐漸寬松空域管理，空域利用率領(lǐng)先 263.2美國民航基建：通航基礎(chǔ)設(shè)施完善，UAM架構(gòu)成熟 273.3美國城市交通：相比直升機(jī)和出租車，eVTOL在城市交通中優(yōu)勢(shì)明顯 284風(fēng)險(xiǎn)提示 30圖表1：公司發(fā)展歷史 4圖表2：喬本·貝弗特經(jīng)歷 5圖表3：Joby管理層履歷 6圖表4：Joby的融資歷程 7圖表5：全球主要eVTOL企業(yè)現(xiàn)金資金情況（單位：百萬美元） 7圖表6：Joby產(chǎn)品考慮因素 8圖表7：Joby全球合作伙伴 8圖表8：Joby產(chǎn)品定位效果圖 9圖表9：Joby的“叫車”服務(wù) 9圖表10：Joby的認(rèn)證、生產(chǎn)、市場(chǎng)規(guī)劃 圖表11：Joby適航證時(shí)間表 圖表12：Joby的適航證書進(jìn)展情況 圖表13：美軍“敏捷至上”示意圖 圖表14：Joby歷年產(chǎn)品 圖表15：Joby產(chǎn)品迭代示意圖（從縮比機(jī)到原型機(jī)到適航機(jī)） 圖表16：Joby起飛與航線的噪聲對(duì)比 圖表17：冗余設(shè)計(jì)對(duì)比示意圖 圖表18：飛行汽車基本構(gòu)成 圖表19：S4產(chǎn)品質(zhì)量占比情況 圖表20：JobyS4產(chǎn)品圖片 圖表21：JobyS2和S4產(chǎn)品的螺旋槳對(duì)比 圖表22：Joby螺旋槳結(jié)構(gòu) 圖表23：旋翼、電機(jī)工作原理 圖表24：2016年電機(jī)架構(gòu) 圖表25：JobyDirectDrive電機(jī)架構(gòu) 圖表26：典型飛控系統(tǒng)研制過程可能包含的項(xiàng)目 圖表27：Joby飛控系統(tǒng)的一種方案變體 20圖表28：Joby的新老航電飛控 20233 圖表29：Joby與特斯拉model3的電池指標(biāo)對(duì)比 21圖表30：Joby電池分布情況 21圖表31：電池滿足的航程地圖 22圖表32：各種類型機(jī)型分析對(duì)比 23圖表33：全球主要廠商產(chǎn)品定位 24圖表34：國內(nèi)外傾轉(zhuǎn)旋翼型龍頭企業(yè)產(chǎn)品性能對(duì)比 25圖表35：美國空域管理示意圖 26圖表36：中美歐空域管理整體績效比較 27圖表37：美國通航和無人機(jī)產(chǎn)業(yè)均處于全球前列 27圖表38：美國通用航空各類介紹與作用 28圖表39：美國通用航空器交付量（單位：架，%） 28圖表40：美國城市空中交通運(yùn)行方式演變 28圖表41：全球載人eVTOL運(yùn)營架次預(yù)測(cè) 29圖表42：主要城市出行距離情況 29圖表43：各類出行方式優(yōu)劣勢(shì)比較 30圖表44：eVTOL與現(xiàn)有主流交通運(yùn)輸方式出行用時(shí)對(duì)比 30圖表1：公司發(fā)展歷史1全球電動(dòng)垂直起降飛機(jī)龍頭，垂直整合符合公司發(fā)展歷史1.1歷史：創(chuàng)辦先驅(qū)先行，發(fā)展生逢其時(shí)Joby是一家總部位于加利福尼亞州的純電動(dòng)垂直起降飛機(jī)（electricverticaltake-offandlanding，eVTOL）制造商，成立于2009年，并于2021年8月通過與特殊目的公司（SPAC）ReinventTechnologyPartners合并，以66億美元的估值在紐交所SPAC上市，成為電動(dòng)飛機(jī)領(lǐng)域的閃耀之星。時(shí)間時(shí)間定位具體發(fā)展Joby被選中與美國宇航局（NASA）合作幾個(gè)開創(chuàng)性的電動(dòng)飛行2019測(cè)試Joby對(duì)其預(yù)生產(chǎn)原型機(jī)（pre-productionprototype）開展嚴(yán)格Joby成為第一家獲得美國空軍適航批準(zhǔn)的eVTOL公司。這使得Joby的飛機(jī)獲準(zhǔn)在美軍空軍基地飛行，并使用國家的測(cè)試設(shè)施，這為Joby進(jìn)一步提高飛機(jī)性能提Joby與Uber達(dá)成更深層次的戰(zhàn)略合作，雙方同意在自己租車業(yè)務(wù)Elevate，借此機(jī)會(huì)獲得了其軟件工具和商業(yè)推廣方面的經(jīng)驗(yàn)，為未來的Joby通過與公司ReinventTechnoJoby的第一架預(yù)生產(chǎn)原型機(jī)飛行了5300英里，即超過8500公里，一次與達(dá)美航空簽署一項(xiàng)為期多年、跨城市的合作伙伴關(guān)系，以提供從家到機(jī)場(chǎng)的空中出租車服務(wù)，將Joby產(chǎn)品直接對(duì)接Delta客戶中。），是FAA正式頒布實(shí)施的首款eVTOL適航準(zhǔn)則。來源：公司官網(wǎng)，華福證券研究所公司創(chuàng)始人JoeBenBevirt適應(yīng)時(shí)代技術(shù)，研發(fā)沉淀。JoeBenBevirt師從航空和機(jī)械工程教授PaulMoller，由于技術(shù)限制無法實(shí)現(xiàn)飛車穩(wěn)定懸停。JoeBenBevirt意識(shí)到機(jī)電等新興行業(yè)將會(huì)是產(chǎn)業(yè)核心，因此先后成功創(chuàng)建過三家不同行業(yè)的公司，生命科學(xué)公司Velocity11（后來賣給安捷倫），生產(chǎn)GorillaPod“八爪魚”相機(jī)三腳架4的企業(yè)JobyInc.和專注于機(jī)載風(fēng)力發(fā)電的公司JobyEnergy。和特斯拉CEO馬斯克一樣，JoeBenBevirt利用了前幾家創(chuàng)業(yè)公司成功退出的收益和積累的技術(shù)作為發(fā)展Joby的基石，創(chuàng)辦了Joby航空，進(jìn)行深度研究數(shù)十載。圖表2：喬本·貝弗特經(jīng)歷來源：滾石雜志，福布斯雜志，維基百科，華福證券研究所Joby公司管理層均有航空領(lǐng)域背景，專業(yè)功底深厚。首席財(cái)務(wù)官M(fèi)attField擁有超過20年財(cái)務(wù)經(jīng)驗(yàn)，曾擔(dān)任福特汽車公司北美首席財(cái)務(wù)官，管理1000億美元收入業(yè)務(wù)和1000名財(cái)務(wù)員工；政府政策負(fù)責(zé)人GregBowles曾在美國通用航空制造商協(xié)會(huì)（GAMA）任職14年，先后擔(dān)任工程制造總監(jiān)、歐洲監(jiān)管事務(wù)總監(jiān)、全球創(chuàng)新政策副總裁，倡導(dǎo)現(xiàn)代監(jiān)管改革，為新形式的日?？罩薪煌ㄤ伷降缆?；運(yùn)營總裁BonnySimi曾在捷藍(lán)航空工作17年，先后擔(dān)任機(jī)長、機(jī)場(chǎng)規(guī)劃總監(jiān)、客戶服務(wù)總監(jiān)、人力副總裁，并一手創(chuàng)立了其風(fēng)險(xiǎn)投資子公司子公司JetBlueTechnologyVentures。首席產(chǎn)品官EricAllison是斯坦福大學(xué)航空和航天學(xué)博士，曾擔(dān)任飛行汽車公司ZeeAero的CEO，帶領(lǐng)自主空中出租車Cora的開發(fā)，也曾帶領(lǐng)Uber的飛行汽車團(tuán)隊(duì)UberElevate開發(fā)軟件工具，實(shí)現(xiàn)按需移動(dòng)。5圖表3：Joby管理層履歷政府政策負(fù)責(zé)人任美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）通用航空飛機(jī)技術(shù)委員會(huì)（F44）的主席，負(fù)責(zé)制定輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)的設(shè)計(jì)和性能標(biāo)準(zhǔn)，也是皇家航空學(xué)會(huì)會(huì)員、商用飛2020年加入Joby。曾創(chuàng)立并領(lǐng)導(dǎo)了捷藍(lán)航空公司（JetBlueAirways）的風(fēng)險(xiǎn)投資部門，并擔(dān)任相關(guān)子公司JetBlueTechnologyVentures的總裁，負(fù)責(zé)孵化科技、旅行和酒店領(lǐng)域的初創(chuàng)企業(yè)。航天研究、電力推進(jìn)、儲(chǔ)能、車輛自主性和復(fù)合結(jié)構(gòu)方面有豐富經(jīng)驗(yàn)，曾擔(dān)任飛行汽車公司ZeeAero的飛行汽車計(jì)劃“UberElevate”的產(chǎn)品法律總監(jiān)。飛機(jī)代工業(yè)務(wù)為商務(wù)航空開發(fā)飛行模擬器；隨后在航空GPS公司Garmin擔(dān)任項(xiàng)目總來源：公司官網(wǎng)，領(lǐng)英，華福證券研究所1.2融資：提供資金支持，賦能商業(yè)發(fā)展融資給予企業(yè)資金支持同時(shí)賦能公司商業(yè)化發(fā)展。Joby在2016年獲得其A輪融資，一個(gè)月后又獲得了五角大樓基金的資助，隨后陸續(xù)獲得B輪和C輪融資，并很快通過與SPAC合并的方式在2021年8月借殼上市，成為繼億航之后，第二家上市的eVTOL公司。其中，汽車制造商豐田（ToyotaMotor）、打車平臺(tái)優(yōu)步（Uber）和美國最大的航空公司達(dá)美航空（DeltaAirLines）在Joby上市前后的注資對(duì)于Joby未來的商業(yè)化發(fā)展具有戰(zhàn)略意義1）豐田在汽車領(lǐng)域的制造經(jīng)驗(yàn)幫助Joby實(shí)現(xiàn)批產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)的效率和質(zhì)量；（2）優(yōu)步將其地面按需出租車管理經(jīng)驗(yàn)和信息化系統(tǒng)注入Joby的空中出租車相關(guān)環(huán)節(jié)3）達(dá)美航空協(xié)助Joby首先實(shí)現(xiàn)“從家到機(jī)場(chǎng)”6的航線運(yùn)營（首先從紐約市和洛杉磯起飛）。圖表4：Joby的融資歷程--來源：中國金融案例中心，華福證券研究所Joby資金能力全球領(lǐng)先。相比國內(nèi)主機(jī)廠公司資金情況，海外廠商資金實(shí)力遙遙領(lǐng)先。下圖為各個(gè)主機(jī)廠商內(nèi)部資金與融資資金的總額，可以看到Joby、LILIUM、ARCHER至今分別為22.6、13.4、10.96億美元，明顯領(lǐng)先億航等國內(nèi)企業(yè)。圖表5：全球主要eVTOL企業(yè)現(xiàn)金資金情況（單位：百萬美元）來源：SMG，華福證券研究所注：1、*BETATECHNOLOGIES的資金不包括亞馬遜于22年6月23日追加的氣候承諾基金投資；2、**DUFOURAEROSPACE的融資不包括由vistajet牽頭于23年1月23日進(jìn)行的B輪融資；3、VOLOCOPTER的融資不包括SumitonoCorporation(2/21/23)、SekisuiChemicalCo(3/06/23)、SITA(3/14/23)額外的E輪融資；4、REGENT的資金不包括LockheedMartinVentures的融資(23年3月22日)和H.I.S.Group的戰(zhàn)略投資(24年3月7日)；5、EVEHOLDING的資金包括spac之前收到的資金；6、ELECTRA的資金包括收購ELECTRA前獲得的資金，但不包括StatkraftVentures于23年7月26日獲得的資金；7、AEROFUGIA資金包括在23年6月29日融資之前收到的估計(jì)資金；8、HEART航空航天資金包括歐洲投資委員會(huì)的贈(zèng)款，作為2020年9月18日歐洲綠色協(xié)議的一部分；9、SKYDRIVE融資不包括鈴木于24年10月1日通過新股獲得的額外C輪融資。1.3戰(zhàn)略：核心零部件垂直整合構(gòu)建護(hù)城河，商業(yè)模式垂直整合提供運(yùn)輸服務(wù)生產(chǎn)技術(shù)的垂直整合構(gòu)建公司廣闊護(hù)城河。從公司發(fā)展歷史角度來看，技術(shù)的垂直整合為無奈之舉。公司創(chuàng)業(yè)之初eVTOL領(lǐng)域尚處于行業(yè)早期，沒有成型的產(chǎn)業(yè)配套，沒有成熟的供應(yīng)鏈。因此，處于行業(yè)早期的科技型企業(yè)往往需要自主研發(fā)制7造的情形，比如要自行研制電機(jī)、舵機(jī)、逆變器、電池包、傳感器和低噪音螺旋槳。公司經(jīng)過20年的技術(shù)積累以及與上下游企業(yè)合作，使Joby對(duì)飛行器生產(chǎn)的Know-How更為了解，造出的飛行器高度集成、性能更優(yōu)。圖表6：Joby產(chǎn)品考慮因素來源：《JobyAviationproprietaryinformation》，華福證券研究所商業(yè)模式的垂直整合加速公司商業(yè)化發(fā)展。Joby戰(zhàn)略定位并不是單純飛行器制造商，公司與豐田、Uber、達(dá)美航空等企業(yè)的戰(zhàn)略合作體現(xiàn)公司旨在通過打造一個(gè)垂直整合的運(yùn)輸服務(wù)公司，為客戶直接提供運(yùn)輸服務(wù)。該戰(zhàn)略定位主要是由于目前社會(huì)環(huán)境造成的，在紐約和洛杉磯每天99%以上的行程在50公里之內(nèi)。例如，Joby曾在C輪融資中獲得了Uber5000萬美元的投資，同年12月Joby又宣布收購Uber的“空中的士服務(wù)”業(yè)務(wù)——Elevate，同時(shí)獲得Uber另外7500萬美元的投資。除此之外，兩家公司同意將各自的服務(wù)整合到彼此的應(yīng)用程序中，從而為未來的客戶實(shí)現(xiàn)地面和空中旅行的無縫整合。圖表7：Joby全球合作伙伴來源：《JobyAviationIntro》，華福證券研究所1.4產(chǎn)品定位：解決交通擁堵現(xiàn)狀，增添安全、高效、快捷出行方式產(chǎn)品定位解決交通的“一百公里”擁堵現(xiàn)狀。三種主流方式：1）固定翼飛機(jī)需要較長的跑道輔助起飛，而高樓聳立、人流密集的城市中心無法為其提供完備的起 飛條件，能執(zhí)行城市間大型客運(yùn)和貨運(yùn)任務(wù)，無法服務(wù)城市內(nèi)部或臨近城市市區(qū)點(diǎn)899對(duì)點(diǎn)交通。2）直升機(jī)具有載重大、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，起降條件也不需要專門跑道與機(jī)場(chǎng)，能夠節(jié)省通用航空機(jī)場(chǎng)的基建成本。但是其飛行時(shí)噪聲大、運(yùn)營成本高，維護(hù)保養(yǎng)貴，難以進(jìn)一步普及。3）eVTOL集成了自動(dòng)駕駛、電動(dòng)、低空航空元素為一體，噪音更小，成本更低，且能夠垂直起降，省去了建造機(jī)場(chǎng)的成本，隨時(shí)隨地可以起飛和降落。圖表8：Joby產(chǎn)品定位效果圖來源：《AAMPresentation》，華福證券研究所商業(yè)化合作加速“制造”向“制造+服務(wù)”發(fā)展速度。1）通過與Uber合作，Joby可以獲得了寶貴的網(wǎng)約車業(yè)務(wù)運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，將有助于其產(chǎn)品推向市場(chǎng)后的運(yùn)營和成長，使得公司在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中能夠更加穩(wěn)健地發(fā)展。2）豐田又押注航空運(yùn)輸領(lǐng)域的發(fā)展，其總裁兼首席執(zhí)行官豐田章男對(duì)豐田向Joby的投資表示“豐田eVTOL和航空運(yùn)輸?shù)膽B(tài)度是認(rèn)真的”。3）達(dá)美航空表示將把Joby往返機(jī)場(chǎng)的航空服務(wù)整合到達(dá)美乘客的預(yù)定系統(tǒng)中，為乘客提供乘坐空中出租車往返于紐約和洛杉磯的機(jī)場(chǎng)的出行選擇。圖表9：Joby的“叫車”服務(wù)來源：Joby官網(wǎng)，中國金融案例中心，華福證券研究所Joby與迪拜道路和運(yùn)輸局(RTA)簽署最終協(xié)議，將于2026年初在阿聯(lián)酋推出空中出租車服務(wù)。該協(xié)議為Joby提供了為期六年的迪拜空中出租車獨(dú)家運(yùn)營權(quán)，并將使迪拜成為通過Joby的革命性技術(shù)提供快速、清潔和安靜的空中旅行的世界領(lǐng)導(dǎo)者。該協(xié)議確保了來自RTA的各種支持，包括金融機(jī)制，以進(jìn)入和成熟迪拜的服務(wù)業(yè)務(wù)。1.5適航認(rèn)證：一波三折，預(yù)計(jì)2025年獲得FAA的民用適航證初始規(guī)劃：按照J(rèn)oby的規(guī)劃，公司預(yù)計(jì)在2021年首次FAA信用測(cè)試認(rèn)證，在2022和2023年分別通過首次飛行測(cè)試與FAA飛行測(cè)試，并在2024年開始進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)與商業(yè)化運(yùn)行。圖表10：Joby的認(rèn)證、生產(chǎn)、市場(chǎng)規(guī)劃來源：eVTOL，華福證券研究所目前進(jìn)展：2023年11月，S4eVTOL在紐約市區(qū)完成首次試飛，為該型eVTOL在城市中的首次飛行。更早之前，Jobv的第一架eVTOL產(chǎn)品已成功交付美國軍方。截至2024年3月，F(xiàn)AA發(fā)布了美國Joby公司的JAS4-1型五座傾轉(zhuǎn)旋翼eVTOL的正式適航準(zhǔn)則，將于2024年4月8日生效，這是FAA發(fā)布的第一個(gè)eVTOL適航專用條件。 圖表11：Joby適航證時(shí)間表時(shí)間時(shí)間認(rèn)證情況分析2019預(yù)生產(chǎn)原型機(jī)開展嚴(yán)格的飛行測(cè)試項(xiàng)目，通過FAAG-1/2階段20202020通過FAAG-3/4階段2021第二臺(tái)預(yù)生產(chǎn)原型機(jī)通過FAA第一次制造符合性檢查20222022已完成第一系列AA的符合性測(cè)試，第一架原型機(jī)墜毀2023通過FAAG-1/2階段公司的JAS4-型五座傾轉(zhuǎn)旋翼eVTOL的正式適航準(zhǔn)則2024來源：航空產(chǎn)業(yè)網(wǎng)，華福證券研究所項(xiàng)目認(rèn)證計(jì)劃的可行性除了受整機(jī)廠商自身規(guī)劃的影響，也受適航監(jiān)管法規(guī)政策的影響。1）階段一：FAA原計(jì)劃將eVTOL納入23部固定翼飛機(jī)類別進(jìn)行適航審定，再根據(jù)eVTOL的垂直起降部分的適航要求參考27部直升機(jī)和29部運(yùn)輸類旋翼類航空器部分適航標(biāo)準(zhǔn)增加專用條件。2）階段二：FAA調(diào)整eVTOL的適航審定政策，為此將eVTOL納入21.17(b)所屬的“特殊類別”（specialclassFAA對(duì)eV的適航審定就變成了一事一議，根據(jù)每個(gè)型號(hào)的情況相應(yīng)制定專門的專用條件，增加了審定的復(fù)雜性、降低了審定效率。3）階段三：3月8日，F(xiàn)AA發(fā)布了美國Joby公司的JAS4-1型五座傾轉(zhuǎn)旋eVTOL的式活航準(zhǔn)則，將于2024年4月8日生效、這是FAA發(fā)布的第一個(gè)eVTOL話航專用條件。未來預(yù)期：根據(jù)Joby2023公布的股東公開信，截止2023Q3，84%的認(rèn)證計(jì)劃已被FAA接受，其中包括涵蓋電池和高壓配電的儲(chǔ)能和配電系統(tǒng)計(jì)劃等。同時(shí)Joby傾轉(zhuǎn)旋翼電動(dòng)垂直起降行器（eVTOL）JAS4-1的正式適航準(zhǔn)則將自2024年4月8日起生效，準(zhǔn)則的確定將加速Joby的審批流程。另一方面，美國空軍于2020年12月向Joby的五座eVTOL頒發(fā)了軍用適航證，Joby的原型機(jī)已經(jīng)取得FAA頒發(fā)的特許適航證。Joby預(yù)計(jì)，向美國空軍24年交付的飛機(jī)將促使FAA向JobyAviation頒發(fā)適航證書，預(yù)計(jì)2025年獲得FAA的民用適航證。圖表12：Joby的適航證書進(jìn)展情況Stage1Stage2Stage3Stage4StageStage5JobyFAAJobyFAAJobyFAAJobyFAAJobyFAA0%2023Q1100%100%97%93%96%63%14%5%2023Q2100%100%97%97%98%68%15%5%2023Q3100%100%97%97%98%84%2023Q4100%100%97%97%100%100%24%9%來源：公司季報(bào)，華福證券研究所注：Stage1：CertificationBasis，Stage2：MeansofCompliance，Stage3：CertificationPlans，Stage4：Testing&Analysis，Stage5：Show&Verify。美國“敏捷至上”計(jì)劃或?qū)⒓铀貸oby的認(rèn)證速度。2020年2月，美空軍啟動(dòng)了名為“敏捷至上”（AgilityPrime）項(xiàng)目，探索航空業(yè)新興的電動(dòng)垂直起降（eVTOL）技術(shù)在特種作戰(zhàn)、救援搜索、短距運(yùn)輸?shù)溶娛氯蝿?wù)應(yīng)用的可行性，推動(dòng)商用技術(shù)向軍事領(lǐng)域轉(zhuǎn)化。美國空軍敏捷至上項(xiàng)目于2023年4月25日向eVTOL制造商喬比（Joby）公司授予了總額5500萬美元的9架S4飛機(jī)采購合同，首批2架S4飛機(jī)將于2024年3月前交付。這是敏捷至上項(xiàng)目首次簽署采購合同，意味著eVTOL在軍用領(lǐng)域獲得重大進(jìn)展。項(xiàng)目涉及的S4飛機(jī)預(yù)計(jì)將于2024年完成飛行器適航審定，2025年年初具備規(guī)?；瘧?yīng)用的水平。圖表13：美軍“敏捷至上”示意圖來源：高端裝備產(chǎn)業(yè)研究中心，云腦智庫，華福證券研究所2JobyS4：傾轉(zhuǎn)旋翼型號(hào)標(biāo)桿，安全性對(duì)標(biāo)民航客機(jī)2.1產(chǎn)品：穩(wěn)步迭代，低噪音與安全冗余為基礎(chǔ)十年磨一劍，真正契合并解決了城市空中出行領(lǐng)域的核心關(guān)切問題，有望成為UAM第一個(gè)真正商業(yè)落地運(yùn)營的eVTOL飛行器。匯總Joby的產(chǎn)品參數(shù)，總結(jié)龍頭企業(yè)產(chǎn)品趨勢(shì)：變：搭載人數(shù)/重量提升（2人→5人，180Kg→453Kg），航程縮短（320Km→241/161），空重增加（900Kg→1815/1950Kg），螺旋槳/電動(dòng)機(jī)數(shù)量下降（16個(gè)→6個(gè)），有主翼轉(zhuǎn)為無主翼。不變：巡航速度（保持320Km/h），機(jī)身（碳纖維復(fù)合材料），尾翼（V型），安全冗余（分布式電力推進(jìn)系統(tǒng)）。圖表14：Joby歷年產(chǎn)品產(chǎn)品名稱JobyS2（已停產(chǎn)）JobyS42.0（預(yù)生產(chǎn)原型）JobyJobyS4（生產(chǎn)原型）產(chǎn)品外觀飛機(jī)類型飛機(jī)類型eVTOLeVTOL概念設(shè)計(jì)空中滑行飛機(jī)eVTOL客運(yùn)空中出租車預(yù)生產(chǎn)原型機(jī)eVTOLeVTOL客機(jī)2（1+1）5（1+4）5(1+4)巡航速度（km/h)320322322322航程（km)320241.4161（包括能量儲(chǔ)備）最大巡航高度————空重（kg)90018151950有效載荷重量—453453最大起飛重量——2404螺旋槳12個(gè)垂直起降螺旋槳+4個(gè)固定推進(jìn)螺旋槳6個(gè)傾斜螺旋槳（2個(gè)帶有連桿結(jié)構(gòu)）6個(gè)傾斜螺旋槳（2個(gè)帶有連桿結(jié)構(gòu)）電動(dòng)機(jī)6臺(tái)高性能電機(jī)6個(gè)高性能雙繞線電動(dòng)機(jī)噪音——巡航時(shí)巡航時(shí)45dBA采用尖端電池組設(shè)計(jì)的鋰鎳鈷錳氧化物電池機(jī)身碳纖維復(fù)合材料碳纖維復(fù)合材料碳纖維復(fù)合材料碳纖維復(fù)合材料頂篷大窗戶整個(gè)機(jī)艙的大窗戶機(jī)翼1個(gè)主翼———尾翼1V型尾翼—V型尾翼起落架可伸縮式三輪車輪式起落架三輪車輪式伸縮起落架三輪車輪式起落架三輪車輪式起落架來源：eVTOL，華福證券研究所圖表15：Joby產(chǎn)品迭代示意圖（從縮比機(jī)到原型機(jī)到適航機(jī)）來源：《ProductionLaunch-JobyAviation》，華福證券研究所城市空中交通核心前提：低噪音和具備冗余（安全）。1）低噪聲：Joby的eVTOL與傳統(tǒng)直升飛機(jī)區(qū)別顯著。傳統(tǒng)直升飛機(jī)的能源效率低且噪音大，盡管技術(shù)早已成熟但并不能在城市中作為民用交通得到普及，而Joby研發(fā)的這一類利用清潔能源的低噪音“直升飛機(jī)”可以有效地解決傳統(tǒng)直升機(jī)作為通用交通工具的最大難題。在懸停階段噪聲非常低，而懸停階段是飛機(jī)噪音最大的飛行階段，這使JobyS4成為目前已知滿足城市空中交通噪聲低于88分貝限制標(biāo)準(zhǔn)的飛機(jī)。圖表16：Joby起飛與航線的噪聲對(duì)比來源：公司公告，華福證券研究所2）安全性：分布式電力推進(jìn)（DEP保障。DEP意味著在飛機(jī)上安裝多個(gè)螺旋槳或多個(gè)螺旋槳（涵道風(fēng)扇）或電機(jī)發(fā)生故障，通過冗余為其乘客和/或貨物提供安全（或涵道風(fēng)扇）和電機(jī)，因此如果一個(gè)其他工作螺旋槳（或涵道風(fēng)扇）和電 機(jī)可以安全降落飛機(jī)。實(shí)現(xiàn)該功能是因?yàn)椋?）六個(gè)螺旋槳中任意一個(gè)螺旋槳故障情況下都能保證安全飛行；2）每個(gè)電機(jī)都由兩個(gè)獨(dú)立的逆變器供電；3）每個(gè)逆變器都連接到一個(gè)單獨(dú)的電池組；4）飛行器有四個(gè)隔離的冗余電池組；5）逆變器或電池發(fā)生故障，電機(jī)將保證繼續(xù)工作。圖表17：冗余設(shè)計(jì)對(duì)比示意圖來源：Uber，華福證券研究所2.2零部件：要求對(duì)標(biāo)民航客機(jī)，重點(diǎn)聚焦安全、低噪音和長續(xù)航載人級(jí)eVTOL的零部件和材料安全性對(duì)標(biāo)民航客機(jī)。eVTOL飛行汽車結(jié)構(gòu)主要包括三大部分：動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)、車體平臺(tái)和飛行控制總系統(tǒng)，其中每個(gè)部分又可分為多個(gè)子系統(tǒng)。1）動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)的核心技術(shù)及零部件主要包含電池、電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、減速器等；2）車體平臺(tái)系統(tǒng)主要包含機(jī)體外殼、槳葉、航空玻璃等，部分零部件可與飛機(jī)、直升機(jī)通用，目前該領(lǐng)域主要是航空航天企業(yè)在研發(fā)和制造；3）飛行控制總系統(tǒng)分為四個(gè)主要部分：①飛行控制系統(tǒng)：包括起飛著陸控制、飛行姿態(tài)控制、路徑規(guī)劃、應(yīng)急安全等；②傳感器系統(tǒng)：包括攝像頭、激光雷達(dá)、超聲波、空速管，以及溫度、氣壓、濕度傳感器等；③通訊系統(tǒng)：包括無線電、5G、衛(wèi)星通訊等；④導(dǎo)航系統(tǒng)：包括北斗導(dǎo)航和GPS的定位系統(tǒng)以及基站導(dǎo)航、慣導(dǎo)等導(dǎo)航系統(tǒng)。飛行控制系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)的研發(fā)制造參與者主要以軍工單位、研究所及高校為主。圖表18：飛行汽車基本構(gòu)成來源：《飛行汽車的研究發(fā)展與關(guān)鍵技術(shù)-張揚(yáng)軍》（2020），華福證券研究所負(fù)載占整機(jī)重量21%，其他所有的部件重量為25%，電池占整機(jī)重量35%。圖表19：S4產(chǎn)品質(zhì)量占比情況來源：電動(dòng)飛行器，華福證券研究所2.2.1機(jī)翼機(jī)身：具備優(yōu)秀的強(qiáng)度重量比，碳纖維為主要材料S4能夠搭載一個(gè)飛行員和4個(gè)乘客，其1號(hào)原型機(jī)的機(jī)翼翼展長10.7米，機(jī)身長7.3米，在其2號(hào)原型機(jī)上翼展長變?yōu)榱?1.6米，機(jī)身長則為6.4米。產(chǎn)品前掠翼設(shè)計(jì)用于解決飛機(jī)的推力中心與重心之間的不重合而產(chǎn)生的小扭矩問題。根據(jù)CEO提供的信息，在高速巡航狀態(tài)下，S4升阻比在16-18之間。S4的機(jī)身由復(fù)合材料制成，采用三點(diǎn)式起落架。eVTOL大量使用碳纖維復(fù)合材料，進(jìn)一步減輕結(jié)構(gòu)重量，緩解電池供電壓力，提供更加安靜的飛行體驗(yàn)。碳纖維復(fù)合材料可提供航空航天應(yīng)用所需的強(qiáng)度重量比，以最大程度地提高飛機(jī)的航程和速度。不斷優(yōu)化Joby飛機(jī)的各個(gè)方面，以最大程度地利用城市交通，而高質(zhì)量的碳纖維材料是實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的關(guān)鍵組成部分。值得注意的是，S4V2最大起飛重量為2177公斤，負(fù)載載重454公斤，滿足FAA單座91公斤或200磅的座位重量分配要求。圖表20：JobyS4產(chǎn)品圖片來源：公司公告，華福證券研究所2.2.2螺旋槳：低槳尖速度降低噪音，低槳盤負(fù)載降低功耗JobyS4擁有6個(gè)高強(qiáng)度螺旋槳，螺旋槳直徑達(dá)2.9米，每個(gè)螺旋槳上擁有5片槳葉。相較上一代產(chǎn)品，JobyS2擁有12個(gè)螺旋槳，其直徑約為1m。S2的槳盤負(fù)載為每平方米80公斤，然而S4的槳盤負(fù)載僅為每平方米46公斤，比所有當(dāng)前正在投入使用中的傳統(tǒng)傾轉(zhuǎn)旋翼和傾轉(zhuǎn)機(jī)翼的飛機(jī)都要小很多，低槳盤負(fù)載意味S4在懸停時(shí)擁有著更低的功耗和更高的效率。S4的五個(gè)螺旋槳葉片均有一個(gè)反面翼尖， 研究顯示，反面翼尖使S4具有更好的懸停性能，在巡航階段也具有更高的效率，同時(shí)能顯著降低噪音。S4的槳尖速度只有113m/s，相比較之下，作為同類產(chǎn)品中最暢銷的直升機(jī)Robinson，其槳尖速度為215m/s，這是S4噪音水平如此之低的另一個(gè)原因。圖表21：JobyS2和S4產(chǎn)品的螺旋槳對(duì)比來源：電動(dòng)飛行器，華福證券研究所雙繞線電機(jī)與逆變器組合共重28千克，峰值功率達(dá)236KW。與特斯拉ModelS Plaid相比，Joby以更輕的重量保證兩倍的功率。同時(shí)螺旋槳最高扭矩達(dá)1800Nm，平均扭矩1380Nm，Joby提供的扭矩相當(dāng)于福特F-350重型卡車的發(fā)動(dòng)機(jī)，使eVTOL能夠在低速下產(chǎn)生推力，同時(shí)也是低噪音保障。圖表22：Joby螺旋槳結(jié)構(gòu)來源：公司公告，華福證券研究所2.2.3推進(jìn)系統(tǒng)：DEP保證安全冗余，DirectDrive電機(jī)架構(gòu)滿足力矩要求JobyS4的推進(jìn)系統(tǒng)由6個(gè)可傾轉(zhuǎn)的電動(dòng)螺旋槳構(gòu)成，每個(gè)螺旋槳由兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，每個(gè)電機(jī)的額定功率為70KW，兩個(gè)電機(jī)可以為每個(gè)螺旋槳工作提供一層冗余。推進(jìn)系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)是其位于外側(cè)的4個(gè)螺旋槳與螺旋槳所在艙體機(jī)構(gòu)整個(gè)一起傾斜，而位于內(nèi)側(cè)的2個(gè)螺旋槳?jiǎng)t是采用獨(dú)特的連桿機(jī)構(gòu)，使只有螺旋槳葉片傾斜而不會(huì)使螺旋槳所在艙體機(jī)構(gòu)整個(gè)一起傾斜。增添冗余為推進(jìn)系統(tǒng)的核心。每個(gè)推進(jìn)電機(jī)均由雙余度逆變器驅(qū)動(dòng)提高任務(wù)可靠性，每個(gè)電機(jī)對(duì)應(yīng)的雙余度中每個(gè)逆變器又由兩個(gè)獨(dú)立的電池供電從而防止電池故障蔓延，四塊獨(dú)立的多余度電池包安裝在遠(yuǎn)離乘客的位置來提高。在任何一個(gè)推進(jìn)電機(jī)、逆變器或電池包失效的情況下，飛機(jī)仍然可以安全飛行，也就是說，整架飛機(jī)不存在單點(diǎn)故障。圖表23：旋翼、電機(jī)工作原理來源：Uber，華福證券研究所自創(chuàng)電機(jī)架構(gòu)，滿足對(duì)力矩的所有要求。2016年，Joby開發(fā)并測(cè)試的七擋變速箱提供所需的扭矩，但多個(gè)齒輪、軸承和齒都需要跟蹤、檢查、潤滑和更換。目前，公司設(shè)計(jì)JobyDirectDrive電機(jī)架構(gòu)，提供產(chǎn)品需要的所有動(dòng)力和扭矩，沒有任何齒輪。圖表24：2016年電機(jī)架構(gòu)來源：公司公告，華福證券研究所圖表25：JobyDirectDrive電機(jī)架構(gòu)來源：公司公告，華福證券研究所2.2.4飛控系統(tǒng)：自研統(tǒng)一飛控系統(tǒng)，產(chǎn)品向分布式發(fā)展飛控系統(tǒng)是較為復(fù)雜的機(jī)載系統(tǒng)，涉及機(jī)電設(shè)備、電子軟硬件、算法等多個(gè)大方向，不同的語境中，飛控在不同的語境中，可能指的是不同的部分。下圖為典型飛控系統(tǒng)研制過程可能包含的項(xiàng)目，圖中的不同顏色展示了不同角色之間可能的分工。圖表26：典型飛控系統(tǒng)研制過程可能包含的項(xiàng)目來源：空中的士eVTOL，華福證券研究所Joby飛控系統(tǒng)巧妙之處在于采用POE以太網(wǎng)交換機(jī)，將供電和通信網(wǎng)絡(luò)合二為一，所有飛控計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備均掛在該總線上，并可能將安全關(guān)鍵部分和其他部分隔離的方式在物理上實(shí)現(xiàn)安全分區(qū)，盡管當(dāng)前看不到該架構(gòu)在安全性指標(biāo)，但這不失為通過優(yōu)化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)降低系統(tǒng)重量的可能途徑。圖表27：Joby飛控系統(tǒng)的一種方案變體來源：空中的士eVTOL，華福證券研究所Joby的航電飛控系統(tǒng)是自研的“統(tǒng)一的飛行控制系統(tǒng)”。沒有選擇英國公司VerticalAerospace的VA-4X無人機(jī)和德國公司Lilium的LiliumJet無人機(jī)外包給霍尼韋爾的模式，而是依靠企業(yè)內(nèi)部大量來自于軍工巨頭和特斯拉、蘋果等IT產(chǎn)業(yè)巨頭的研發(fā)人員自行研發(fā)，并在F-35B駕駛艙航電飛控架構(gòu)上實(shí)施，將垂直飛行和巡航飛行結(jié)合到同一控制界面中。航電主管NateMartin曾在蘋果和特斯拉工作過，模擬器試飛員JamesDenham就參與了F35的“統(tǒng)一控制架構(gòu)”的研發(fā)，產(chǎn)品由集中式向分布式發(fā)展。圖表28：Joby的新老航電飛控來源：翱坤科技，華福證券研究所2.2.5電池：續(xù)航能力的核心，支持一萬次充放電循環(huán)Joby改進(jìn)了現(xiàn)有電池技術(shù)，開發(fā)出了專門針對(duì)航空用途的商用三元鋰離子電池（正負(fù)極分別采用811NMC和石墨），能夠更好地在能量密度、垂直起降功率和充放電循環(huán)壽命三方面取得平衡。根據(jù)Joby的披露，該電池支持超過1萬飛行架次的充放電循環(huán)，同時(shí)具備優(yōu)秀的充電速度。Joby電池陰極采用的811NMC，這是在市場(chǎng)上已有的主流鋰電池的基礎(chǔ)上通過調(diào)整材料配比（80%的鎳、10%的錳和10%的鈷）而獲得的一種合成材料。NMC811電池的核心特點(diǎn)是高能量密度。能量密度的單位為Wh/kg，即瓦小時(shí)每千克。根據(jù)公司公告，公司電池能量密度達(dá)到288Wh/kg，即每千克電池產(chǎn)生的能量可以供10瓦的電燈照28.8個(gè)小時(shí)以上。Joby的動(dòng)力總成負(fù)責(zé)人由特斯拉的前電池工程負(fù)責(zé)人JonWagner擔(dān)任。圖表29：Joby與特斯拉model3的電池指標(biāo)對(duì)比項(xiàng)目特斯拉Model3Joby電池容量75kWh2X扭矩密度10Nm/kg6X總推進(jìn)力334KW3X重量1847kg95%來源：Joby官網(wǎng)，華福證券研究所電池采用隔離發(fā)布式，提升電力冗余。Joby通過采購電池單元，然后再通過內(nèi)部設(shè)計(jì)、工程和測(cè)試完成電池模塊的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整機(jī)性能目標(biāo)的要求。S4上有四個(gè)獨(dú)立的冗余電池組，如果任何一個(gè)螺旋槳、逆變器或電池組出現(xiàn)故障，飛機(jī)可以繼續(xù)飛行。圖表30：Joby電池分布情況來源：《ProductionLaunch-JobyAviation》，華福證券研究所注：綠色為電池模組，紫色為電機(jī)航程范圍達(dá)100英里，領(lǐng)域覆蓋大部分核心區(qū)域。目前最好的飛行電池組，能量密度在170Wh/Kg左右。Joby聲稱他們電池組的能量密度在235Wh/Kg，根據(jù)前文計(jì)算V2電池總重量限額為762公斤，即使具有如此高的電池組能量密度，S4的 電池組容量也只達(dá)到762*235=179KWh，預(yù)計(jì)航程在100英里（161公里）范圍之圖表31：電池滿足的航程地圖來源：《ProductionLaunch-JobyAviation》，華福證券研究所2.3eVTOL技術(shù)路線各異，JobyS4為傾轉(zhuǎn)機(jī)翼型領(lǐng)先者eVTOL依據(jù)機(jī)翼構(gòu)型主要可以分為多旋翼構(gòu)型、升力+巡航型（復(fù)合翼構(gòu)型）以及矢量推力構(gòu)型。截至目前，傾轉(zhuǎn)構(gòu)型有350個(gè)設(shè)計(jì)，復(fù)合翼構(gòu)型有172個(gè)設(shè)計(jì)、多旋翼構(gòu)型有284個(gè)設(shè)計(jì)、飛行摩托有109個(gè)設(shè)計(jì)，海外已經(jīng)走出來了一條相對(duì)統(tǒng)一的認(rèn)知道路。1）多旋翼構(gòu)型：多旋翼構(gòu)型有多個(gè)旋翼提供升力，無巡航用螺旋槳，沒有機(jī)翼，完全通過調(diào)整各旋翼轉(zhuǎn)速來控制姿態(tài)及巡飛。多旋翼構(gòu)型eVTOL懸停飛行性能較好，且容易控制速度大小與方向，因此安全性較優(yōu)，也便于操控。但此類飛行器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，其載荷較小，飛行速度與航程表現(xiàn)相對(duì)較差，因此只適用于城市內(nèi)短距離的航行，例如市內(nèi)短距離空運(yùn)、應(yīng)急救援等。典型產(chǎn)品包括億航的EH216、小鵬匯天的旅航者X2等。2）升力+巡航型（復(fù)合翼構(gòu)型升力+巡航型通過完全獨(dú)立的推進(jìn)器（螺旋槳）分別提供升力和巡航推力，從而分別實(shí)現(xiàn)垂直起降和巡航。該設(shè)計(jì)有利于降低能耗，但升力和推力來源于不同的螺旋槳，意味著始終存在效率浪費(fèi)，無法達(dá)到更高效率，速度也無法達(dá)到最快。此類飛行器飛行速度、航程和安全性與其他eVTOL相比處于中間水平，因此適用于城市內(nèi)航行或城際交通，典型產(chǎn)品包括Volocopter公司的VoloConnect等；3）矢量推力構(gòu)型：矢量推力構(gòu)型使用矢量推進(jìn)器（傾轉(zhuǎn)旋翼、傾轉(zhuǎn)涵道風(fēng)扇等）提供升力并輔助巡航，在不同使用階段通過推力改變方向，實(shí)現(xiàn)垂直起降和巡航。矢量推力構(gòu)型在不同飛行階段采用不同的推進(jìn)方式并存在過渡過程，總體設(shè)計(jì)復(fù)雜，可實(shí)現(xiàn)更高的飛行速度和更遠(yuǎn)的航程，且氣動(dòng)效率高，有效載荷量大，適用于更遠(yuǎn)距離的城內(nèi)與城際交通。但是其安全性能低，伴隨更高的風(fēng)險(xiǎn)，典型產(chǎn)品包括中國時(shí)的公司的E20等。圖表32：各種類型機(jī)型分析對(duì)比翼Volocoper公司的2X等供部分升力和拉力；巡航時(shí)提供全部拉力（傾轉(zhuǎn)旋翼）Vertical-VX4等航程短長優(yōu)研發(fā)技術(shù)難度和成本高、風(fēng)險(xiǎn)高來源：《混合動(dòng)力飛行汽車建模與性能仿真分析》，《2022電動(dòng)垂直起降飛行器主要進(jìn)展》，《電動(dòng)垂直起降飛行器的發(fā)展現(xiàn)狀研究》，騰訊網(wǎng)，清華大學(xué)新聞網(wǎng)，與非網(wǎng)，華福證券研究所海外的eVTOL研發(fā)基本定位為空中出租車。根據(jù)SMG數(shù)據(jù)顯示，海外eVTOL企業(yè)以傾轉(zhuǎn)構(gòu)型為主，應(yīng)用場(chǎng)景主要定位為空中出租車。同時(shí)，根據(jù)OEM宣布進(jìn)入服務(wù)年度時(shí)間先后來看，預(yù)計(jì)2025年前進(jìn)入市場(chǎng)的為億航、Joby、Beta、Volocopter、Archer、Pipistrel、ElroyAir和REGENT。圖表33：全球主要廠商產(chǎn)品定位公司評(píng)級(jí)變化AIR融資(百萬美元)開發(fā)車輛預(yù)期應(yīng)用車輛類型推進(jìn)操作首次飛行年份宣布進(jìn)入服務(wù)年度Volocopter↓Multicopter/Lift+Cru2024/2026?Tourism,EMS,FirefightMulticopter/Lift+CruAutonomous?VectoredThrust?Cargo,Regional,AirTConventional/Lift+Cru2025/2026?VectoredThrust?VectoredThrustAutonomous ?Aerofugia↑AirTaxi,Cargo,TourismVectoredThrust?VectoredThrust?VectoreThrust?AutonomousAutoFlight?Autonomous?Autonomous↑AirbusHelicopters?-?VectoredThrust?-?Ascendance??AirTaxi,Cargo,EMS,TouVectoredThrust??VectoredThrust?VectoredThrust--????4.4Volkswagen?Autonomous 來源：SMG，華福證券研究所針對(duì)大規(guī)模城市低空交通出行，Joby選擇傾轉(zhuǎn)旋翼型。傾轉(zhuǎn)機(jī)翼構(gòu)型eVTOL動(dòng)力系統(tǒng)具有動(dòng)力冗余不足的特征，任意一側(cè)喪失兩個(gè)推力之后，不足以進(jìn)行推力配平完成垂直著陸；在飛行中遇到風(fēng)切變、失控、失速等情況時(shí)，傾轉(zhuǎn)機(jī)翼型需要數(shù)秒到數(shù)十秒的傾轉(zhuǎn)過程，傾轉(zhuǎn)機(jī)翼速度慢，無法實(shí)現(xiàn)保護(hù)能，失效概率為1.265×10-6，遠(yuǎn)高于航空業(yè)確立的對(duì)于大型客機(jī)和大型通航飛機(jī)10-9飛行小時(shí)的特征事故率標(biāo)準(zhǔn)。但公司通過對(duì)電機(jī)、電池、結(jié)構(gòu)等做的安全冗余的定制化設(shè)計(jì)，已經(jīng)逐步得到美國FAA的航空標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證，各類性能在全球傾轉(zhuǎn)旋翼型中明顯領(lǐng)先。圖表34：國內(nèi)外傾轉(zhuǎn)旋翼型龍頭企業(yè)產(chǎn)品性能對(duì)比Midnight(生產(chǎn)型）傾轉(zhuǎn)機(jī)翼型傾轉(zhuǎn)機(jī)翼型傾轉(zhuǎn)機(jī)翼型傾轉(zhuǎn)機(jī)翼型傾轉(zhuǎn)機(jī)翼型航程（km)—— 453— 45dba———碳纖維復(fù)合材料—碳纖維復(fù)合材料碳纖維復(fù)合材料碳纖維復(fù)合材料見 尾翼—起落架分布式電力推進(jìn)（DEP）來源：eVTOL，華福證券研究所 3社會(huì)環(huán)境：民用航空基建成熟，eVTOL在城市交通中優(yōu)勢(shì)明顯3.1美國空域管理：逐漸寬松空域管理，空域利用率領(lǐng)先美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）將空域劃分為A、B、C、D、E、G六個(gè)等級(jí)，A-E級(jí)為管制空域、G級(jí)為非管制空域和臨時(shí)性限制空域。FAA下屬的空中交通組織（AirTrafficOrganization）按照不同空域的交通繁忙程度和飛機(jī)類型對(duì)空域進(jìn)行分類管理。美國85%的空域?yàn)槊裼每沼?，僅部分限制區(qū)和禁飛區(qū)屬軍管。通用航空器可飛行的空域主要在中低空空域的E類空域（垂直范圍為1200-18000ft，西部山區(qū)為14500-18000ft）和低空空域的G類空域（垂直范圍為1200ft以下占空域的80%。在目視飛行規(guī)則下，E類和G類空域?yàn)榉枪苤瓶沼?，飛行員不需要向管制部門辦理飛行申請(qǐng)，只需在起飛前用無線電告知飛行計(jì)劃和航線即可。圖表35：美國空域管理示意圖來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，華福證券研究所美國空域管理寬松，通用航空主要在低空域飛行。二戰(zhàn)后，政府將大部分空域劃給民用，其中大部分供通用航空使用。1987年，美國頒布《航空公司放松管制法》，允許航空公司自主選擇航線和航班，促進(jìn)了通用航空發(fā)展。然而，隨著事故增多，加強(qiáng)安全措施，增加禁飛區(qū)，開放飛行報(bào)告，形成了今天美國繁榮且有序的空域管理體系。美國空域整體利用率較高。根據(jù)《中美歐空域管理效率比較研究》測(cè)算，我國全空域飛行密度約為1.39飛行小時(shí)/平方公里，約為美國30.2%，歐洲的48.4%。我國軍民航飛行總量不到美國的1/3和歐洲的1/2，我國空域整體利用率較低，美國領(lǐng)先明顯。 圖表36：中美歐空域管理整體績效比較歐洲3>100含通航）含通航）度來源：《中美歐空域管理效率比較研究》，華福證券研究所3.2美國民航基建：通航基礎(chǔ)設(shè)施完善，UAM架構(gòu)成熟美國重視民用通航基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，美國的通用航空（GA）行業(yè)擁有豐富的機(jī)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)，保障了飛行器的順暢運(yùn)行。除了機(jī)場(chǎng)資源之外，還提供了全面的基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施。這些設(shè)施包括但不限于供油服務(wù)、維修保養(yǎng)、飛行導(dǎo)航輔助以及實(shí)時(shí)氣象信息等，這樣的基礎(chǔ)設(shè)施為美國低空飛行產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)健增長奠定了堅(jiān)實(shí)的基石。根據(jù)前瞻研究院數(shù)據(jù)，美國因?yàn)橥ㄓ煤娇瞻l(fā)展的領(lǐng)先奠定了其低空經(jīng)濟(jì)的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，擁有4756座通用機(jī)場(chǎng)，86.6萬架無人機(jī)。圖表37：美國通航和無人機(jī)產(chǎn)業(yè)均處于全球前列通用機(jī)場(chǎng)數(shù)量