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文檔簡介
2024年低空經(jīng)濟專題報告:eVTOL產(chǎn)業(yè)發(fā)展的5個核心問題1“漫長”取證路?觀點:在我們討論低空經(jīng)濟這個話題時,可以有很多角度。但對于eVTOL企業(yè)來講,首要的問題可能是如何設計生產(chǎn)出好的產(chǎn)品并成功推向市場,在這中間有一個非常關鍵的環(huán)節(jié),就是適航取證。從某種程度上說,在需求沒問題的前提下,適航取證的進展是決定企業(yè)能否順利發(fā)展的核心因素。因此,針對民用航空器如何取得適航認證,我們進行了如下分析研究:型號合格證、適航證、生產(chǎn)許可證為民用航空器適航所需的“三大通行證”。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條例》規(guī)定,民用航空器的適航管理由中國民航局負責,需要對航空器的設計、生產(chǎn)、使用和維修,實施以確保飛行安全為目的的技術鑒定和監(jiān)督。民用航空器適航需要取得3項合格證,分別是:1)型號合格證(TC):任何單位或者個人設計民用航空器,應當持航空工業(yè)部對該設計項目的審核批準文件,向民航局申請型號合格證。2)適航證(AC):按照規(guī)定生產(chǎn)的民用航空器,須經(jīng)民航局逐一審查合格后,頒發(fā)單機適航證。3)生產(chǎn)許可證(PC):任何單位或者個人生產(chǎn)民用航空器,應當具有必要的生產(chǎn)能力,并應當在獲得型號合格證后,經(jīng)航空工業(yè)部同意后,向民航局申請生產(chǎn)許可證。1、型號合格證TC:檢查航空器設計是否滿足適航標準,是取得其余2證的前提型號合格證核心目的是檢查航空器設計是否滿足適航標準。型號合格證是中國民用航空局(CAAC)根據(jù)《民用航空產(chǎn)品和零部件合格審定規(guī)定》頒發(fā)的、用以證明民用航空產(chǎn)品符合相應適航規(guī)章和環(huán)境保護要求的證件。型號合格證主要包括以下內容:型號設計、使用限制、數(shù)據(jù)單、有關適航要求和環(huán)境保護要求,以及對民用航空產(chǎn)品規(guī)定的其他條件或限制。民用航空器只有通過型號合格審定,才能投入生產(chǎn)和使用。型號合格審定流程從申請到頒證,一般要經(jīng)歷五個階段。型號合格審定是中國民用航空局(CAAC)對民用航空產(chǎn)品(指民用航空器、航空發(fā)動機或者螺旋槳)進行設計批準的過程(包括頒發(fā)型號合格證及對型號設計更改的批準)。型號合格證審定程序一般包含:項目受理和啟動——要求確定——符合性計劃制定、符合性確認——頒證等5個環(huán)節(jié)。對于小的項目,以上階段可能被壓縮或合并。不同類別的民用航空器型號審定流程略有不同:1)正常類、實用類、特技類、通勤類和運輸類飛機、正常類和運輸類旋翼航空器、航空發(fā)動機及螺旋槳型號合格證的申請,應向中國民航局提交。2)其他民用航空產(chǎn)品,如載人自由氣球、特殊類別航空器、初級類航空器、限用類航空器和輕型運動類航空器型號合格證的申請,應向申請人所在地區(qū)管理局提交。型號合格審定需對產(chǎn)品安全性、適航性、可靠性、抗干擾性等進行多輪測試。以億航智能公司為例,公司于2020年12月28日向中國民航局適航司提交了EH216-S型無人駕駛航空器型號合格證申請書,并于2021年1月獲得受理,2023年10月13日,EH216-S獲得中國民航局頒發(fā)的全球首個型號合格證,表明其型號設計充分符合安全標準與適航要求,具備載人商業(yè)運營的資格。EH216-S型號合格取證整體歷時近3年,期間在中國多地的專業(yè)航空實驗室和試驗場地進行了大量實驗室試驗、地面試驗和飛行試驗,進行了超過500個科目的摸底試驗、4萬余架次的調整試飛、以及65大項、450多個科目的正式符合性驗證試驗。對產(chǎn)品的安全性、適航性、性能、功能、使用、可靠性等進行了全面且嚴格的驗證。EH216-S的型號認證為中國乃至全球eVTOL企業(yè)的適航取證起到了示范效應。2、適航證AC:核心目的是檢查飛行器的安全飛行能力適航審定主要是為保障民用航空活動安全,維護民用航空活動秩序,規(guī)范民用航空器的適航管理,對民用航空器的適航檢查及相應適航證件進行管理。民用航空器適航證分為標準適航證、特殊適航證、出口適航證、外國適航證、特許飛行證等幾大類。民用航空器適航審定的核心目的是檢查飛行器的安全飛行能力是否符合要求,審定程序主要分為:申請、受理、適航檢查、頒證等幾個階段。3、生產(chǎn)許可證PC:保證每一架出廠的航空器及其零部件均符合型號設計和安全要求生產(chǎn)許可證是證明企業(yè)在有效的質量系統(tǒng)控制下能夠重復生產(chǎn)出符合經(jīng)批準的型號設計,并處于安全可用狀態(tài)的航空器。1)作用:中國民航局經(jīng)過審查申請人的質量控制資料、組織機構和生產(chǎn)設施后,認為申請人已經(jīng)建立并能夠保持符合相關規(guī)定的質量控制系統(tǒng),且其生產(chǎn)的每一架民用航空產(chǎn)品均符合相應型號合格證或型號設計批準書、補充型號合格證或改裝設計批準書的設計要求后,所頒發(fā)的生產(chǎn)體系認證證書。這張通行證的作用在于要求有一個符合要求的質量保證體系,使得企業(yè)能夠按照批準的工程設計資料持續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)出安全可用的飛機。2)法律依據(jù):依據(jù)適航規(guī)章《民用航空產(chǎn)品和零部件合格審定規(guī)定》(CCAR-21-R5)及適航管理程序《生產(chǎn)批準和監(jiān)督程序》(AP-21-AA-2023-31R2)。3)申請資質:a)持有或者已經(jīng)申請型號合格證;b)持有或者已經(jīng)申請補充型號合格證或者改裝設計批準書;c)持有上述證件的權益轉讓協(xié)議書;d)利用位于中國之內的生產(chǎn)設施生產(chǎn)具有型號認可證或者補充型號認可證的民用航空產(chǎn)品,并持有該民用航空產(chǎn)品的型號合格證或者補充型號合格證的權益轉讓協(xié)議書。相比于型號合格證,生產(chǎn)許可證更能體現(xiàn)一家航空制造企業(yè)的生產(chǎn)組織及控制、質量管理及綜合管理水平。以億航智能EH216-S的批量生產(chǎn)流程為例,整個生產(chǎn)質量管理體系覆蓋原材料、供應商管理、生產(chǎn)組織、生產(chǎn)質量管控、航空器出廠測試、售后維修維護等環(huán)節(jié),讓每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都有章可循、有據(jù)可查,確保所有零件、部件和系統(tǒng)都可追溯、安全受控,保證每一架出廠的航空器及其零部件均能符合經(jīng)批準的型號設計和安全要求。2023年5月,億航智能向中南局提交了EH216-S型載人無人機生產(chǎn)許可證(PC)的申請,當時該航空器的型號合格證仍在密集開展符合性驗證的階段,按照現(xiàn)行有效規(guī)章程序的規(guī)定,中南局受理了該申請1;2024年4月7日,億航智能EH216-S無人駕駛eVTOL獲得中國民航局頒發(fā)的生產(chǎn)許可證。這是全球首張eVTOL生產(chǎn)許可證,是自EH216-S成功取得型號合格證、標準適航證之后的又一重要里程碑,標志著EH216-S率先邁入規(guī)?;a(chǎn)階段,也為其下一步的商業(yè)化運營提供了重要保障2。總體而言,適航活動貫穿民用航空產(chǎn)品和零部件的設計、制造、使用、維修直至退役的全壽命周期。本章我們詳細梳理了民用航空器的適航審定要求,即需要取得三項合格證:型號合格證(TC)、適航證(AC)和生產(chǎn)許可證(PC)。但目前eVTOL的適航審定還沒有統(tǒng)一的標準文件,因此專用適航條件制定的合理與否至關重要;eVTOL產(chǎn)品的典型特點是純電力、可垂直起降、構型存在差異化(多旋翼、復合翼、傾轉旋翼等),那么適航審定時除了要考慮常規(guī)性要求外,還要重點考查如飛行器垂直起降的懸停性能、固定翼狀態(tài)的低速性能、垂直起降期間升力部分喪失的處理能力、電池的過熱管理以及能量密度是否符合要求等多個方面。航空器的適航審定過程可能會“復雜且漫長”,但終極目的都是為了確?!斑m航性和安全性”。此外,根據(jù)《通用航空經(jīng)營許可管理規(guī)定》,當通過適航審定的航空器要投入到市場進行使用時,相關運營企業(yè)還需要向中國民航局申請取得運營許可證(OC)。2構型的路線之爭觀點:在我們對民用航空器(尤其是eVTOL)適航取證的問題研究之后,當聚焦到產(chǎn)品本身,就會注意到不同企業(yè)的eVTOL構型各不相同,企業(yè)選擇不同的構型有其自身的道理。但對構型的優(yōu)劣比較分析,以及不同構型在適航取證時是否會不同,這些可能是市場較為關注的問題。我們研究分析如下:根據(jù)航空產(chǎn)業(yè)網(wǎng)統(tǒng)計,全球eVTOL制造商目前主要分布在美國、中國、德國、法國、日本和英國等,累計占據(jù)了80%以上的市場份額。此外,我們還發(fā)現(xiàn)這類地區(qū)通常還具有強的航空航天技術底蘊和高端制造能力、較強的市場需求以及有力的政策支持,或許一定程度上可以認為這是支撐eVTOL產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)較好發(fā)展的有力條件。當前eVTOL企業(yè)主要分為2類:一類是傳統(tǒng)飛機和汽車行業(yè)巨頭,如空客、巴航工業(yè)、羅羅、豐田、吉利等;另一類是初創(chuàng)企業(yè),如美國的Joby、Archer、Wisk、Beta、ZeroAvia、Wisk、Jaunt,德國的Volocopter、Lilium,以色列的UrBanAeronautics,英國的VerticalAerospace,歐洲的空客CityAirbus,日本的Skydrive等,以及中國的億航智能、峰飛航空、沃蘭特、沃飛長空、時的科技、小鵬匯天、御風未來、零重力飛機等。目前eVTOL的主流構型有三類:垂直起降固定翼、矢量推力型、多旋翼型,與無人機整體布局劃分類似。截至2023年7月,飛行器整體布局:1)垂直起降固定翼(復合翼)占比47%,如沃蘭特的VE25,零重力的ZG-VC2,峰飛航空盛世龍等,沃飛長空的XB-12;2)矢量推力(傾轉旋翼)布局占比38%,如時的科技的E20,零重力的ZG-T6、沃飛長空的AE200;3)多旋翼布局占比15%,如億航智能EH216-S、小鵬匯天的旅航者等。eVTOL不同構型的升力原理、性能表現(xiàn)與適用場景各有不同。1)多旋翼構型:該類飛行器沒有額外組件,結構輕便、設計相對簡單、制造成本較低,是技術發(fā)展最為成熟的構型之一,但航程、速度和有效載荷表現(xiàn)一般。2)垂直起降固定翼/復合翼構型:最大程度上保留了傳統(tǒng)固定翼飛機的特征,機艙布局更靈活。在懸停和低速飛行時,飛機以垂直起降模式運行;當速度增加到一定程度,旋翼轉速會降低直至停止運轉,與此同時機翼逐漸加入使用,并完全承擔升力,此時向前的推力由螺旋槳系統(tǒng)承擔。復合翼構型可以實現(xiàn)較高的飛行速度,而且降低了震動水平,提高了機動性;但同時也存在結構死重較多并會產(chǎn)生額外阻力的缺點。3)矢量推進/傾轉旋翼構型:目前能兼具效率和成本的一種構型,同時也是研發(fā)難度較大、機械設計非常復雜的機型。飛行器配備了可傾轉電驅動組件,可通過改變推力方向來實現(xiàn)垂直起降或巡航。在垂直起降模式下,執(zhí)行垂直起飛和降落、懸停和低速飛行;當飛行速度達到一定水平時,旋翼沿著發(fā)動機艙(或機翼)傾轉到水平位置,旋翼變?yōu)橥七M螺旋槳,飛行器以固定翼飛機模式進入高速飛行。為了平衡懸停性能和高速飛行性能,旋翼需要兼顧多個場景,因而其懸停效率低于多旋翼和復合翼,但在垂直飛行、高速巡航等方面表現(xiàn)良好。3動力系統(tǒng)與兩個關鍵觀點:我們在低空經(jīng)濟系列報告第一篇《新質生產(chǎn)力標桿賽道,低空經(jīng)濟展翅高飛》報告中,對低空經(jīng)濟的概念進行了闡述,并對通航和eVTOL進行了比較分析。關于eVTOL是傳統(tǒng)通航飛行器的升級?顛覆?補充?產(chǎn)業(yè)中有很多討論。決定eVTOL能否應用落地的主要性能指標之一就是續(xù)航能力,我們用“兩個關鍵”來形容這個問題:動力系統(tǒng)是eVTOL產(chǎn)品的關鍵;提高電池能量密度是動力系統(tǒng)的關鍵。eVTOL主要由動力系統(tǒng)、機載系統(tǒng)、機體結構等構成。eVTOL作為新一代航空革命性飛行器,集合了新概念、新能源、新材料、新技術,此類飛行器的出現(xiàn)很大程度要受益于電池儲能技術的發(fā)展。按照動力模式的不同,eVTOL可分為全電動、混合動力兩大類。全電動類別包括鋰電池、氫燃料電池、太陽能電池三種,混合動力類別包括鋰電池+氫燃料電池、鋰電池+燃油兩種。電池里有兩項關鍵指標與eVTOL綜合性能密切相關,一是能量密度,二是功率密度。相對而言,電池功率密度(即單位質量電池的放電功率)是eVTOL更為關鍵的性能指標,決定了其是否可以安全起飛和著陸;另一方面,能量密度(電池平均質量所釋放出的電能)一定程度上決定了eVTOL的航程范圍,目前300Wh/Kg的能量密度可以維持200~300公里的航程。根據(jù)億航智能公司官網(wǎng)信息,一般情況下,電池重量約占自動駕駛飛行器空重的1/3,那么如何提高能量密度、減少電池重量則成為關鍵。以億航智能EH216-S為例,其最大起飛重量為620kg,最大載客2人(不超過220Kg),粗略計算其配備的電池重量約為133kg,如果現(xiàn)有的電池能量密度能提升一倍,理論上其載客量還可增加1人。電池能量密度方面,eVTOL垂直起飛階段所需的動力是地面行駛的10~15倍,商用門檻高達400Wh/kg,且未來能量密度要求還會達到1000Wh/kg,遠高于當前車用電池的能量密度。目前國內eVTOL使用的電池能量密度最高已達到285Wh/kg。2023年4月,寧德時代宣布與中國商飛等企業(yè)合作,發(fā)布了凝聚態(tài)電池,能量密度最高可達500Wh/kg,兼具高比能和高安全的特性;此外,寧德時代也在進行民用電動載人飛機項目的合作開發(fā),執(zhí)行航空級的標準與測試,滿足相關安全與質量要求,還將推出凝聚態(tài)電池的車規(guī)級應用版本。充放電倍率方面,eVTOL的整個飛行過程需要經(jīng)歷起飛、巡航、懸停等多個階段,其中起降環(huán)節(jié)要求電池的瞬間充放電倍率在5C以上。目前,業(yè)界提高電池能量密度的方式主要是采用固態(tài)或半固態(tài)的技術路徑,但在帶來更高能量密度的同時,也將帶來更大的電池膨脹、表面壓力以及安全性的風險,相關技術仍需要不端研究和完善。國家支持航空器動力系統(tǒng)系列化發(fā)展,強調以電動化為主攻方向,兼顧混合動力等多種模式。2024年3月27日,工信部、民航局等四部門印發(fā)《通用航空裝備創(chuàng)新應用實施方案(2024-2030年)》,提出:1)以電動化為主攻方向,兼顧混合動力、氫動力、可持續(xù)燃料動力等技術路線,加快航空電推進技術突破和升級,開展高效儲能、能量控制與管理、減排降噪等關鍵技術攻關。2)強化裝備安全技術攻關,重點突破電池失效管理、墜落安全、數(shù)據(jù)鏈安全等技術,提升空域保持能力和可靠被監(jiān)視能力3。3)加速通用航空動力產(chǎn)品系列化發(fā)展,加快200kW級/1000kW級渦軸,1000kW級渦槳等發(fā)動機研制;持續(xù)推動100~200馬力活塞發(fā)動機批量交付,實現(xiàn)市場規(guī)模應用。4)加快布局新能源通用航空動力技術和裝備,推動400Wh/kg級航空鋰電池產(chǎn)品投入量產(chǎn),實現(xiàn)500Wh/kg級航空鋰電池產(chǎn)品應用驗證;開展400kW以下混合推進系統(tǒng)研制;推進250kW及以下航空電機及驅動系統(tǒng)規(guī)?;慨a(chǎn),以及500kW級產(chǎn)品應用驗證。雖然目前電池技術、新型結構設計仍面臨諸多挑戰(zhàn),包括也存在電池持續(xù)高倍率放電能力、穩(wěn)定性和安全性等尚未得到長周期驗證的問題。但我們相信,未來在相關科技企業(yè)不斷深入研究和試驗探索,以及國家政策的有力支持下,航空器動力系統(tǒng)的研發(fā)或有望加速實現(xiàn)突破。4商業(yè)化路徑探尋觀點:eVTOL商業(yè)化和應用場景的落地,是產(chǎn)業(yè)最后能否騰飛的關鍵之一。在這方面,通航產(chǎn)業(yè)過去多年的發(fā)展提供了參考,我們在低空經(jīng)濟系列報告第一篇中,從通航產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程分析了低空經(jīng)濟未來發(fā)展的制約因素和決定條件。在本章中,我們將分析進一步聚焦,將焦點對準eVTOL的商業(yè)化和應用場景。我們認為,eVTOL商業(yè)化之路或經(jīng)歷旅游觀光類、工業(yè)應用類、城市出行類3個發(fā)展階段,最終或將呈現(xiàn)出空中立體分層交通的發(fā)展格局。全球eVTOL產(chǎn)業(yè)蓄勢待發(fā),我國具有先天優(yōu)勢。我國擁有較好的資源稟賦、較強的市場需求和有力的政策支持。資源稟賦方面,我國地大物博、人口眾多,具備使用eVTOL的數(shù)量優(yōu)勢;同時在人口密集度高、地面交通擁堵的城市,對eVTOL等空中交通有較為迫切的需求;政策支持方面,中央和地方針對低空產(chǎn)業(yè)發(fā)展均頒布了支持政策,包括適航取證補貼、企業(yè)發(fā)展補貼、航線補貼等諸多方面,頂層規(guī)劃堅定、發(fā)展信心較足。同時,部分頭部企業(yè)適航認證方面也取得突破。1)億航智能:2023年10月13日,億航智能EH216-S獲得中國民航局頒發(fā)的全球首個型號合格證;12月21日,獲得全球首個無人駕駛eVTOL標準適航證。2024年4月7日,獲得全球首個無人駕駛eVTOL生產(chǎn)許可證。至此,億航智能已集齊“適航三證”,商業(yè)化運營提速;2)峰飛航空:2024年3月22日,峰飛航空V2000CG無人駕駛貨運eVTOL獲得由中國民航華東局頒發(fā)的全球首款噸級以上eVTOL型號合格證,可廣泛用于物流、緊急物資運輸和應急救援等領域。eVTOL商業(yè)化之路或經(jīng)歷旅游觀光類、工業(yè)應用類、城市出行類3個階段。與傳統(tǒng)航空器相比,eVTOL除了具備零排放,零污染等優(yōu)點外,其可垂直起降、不需要跑道/專用機場、噪聲低和較低的運營成本,使得eVTOL有望打破傳統(tǒng)交通運輸工具的邊界,成為高鐵、地鐵、長途巴士、出租車、私家車的重要補充,甚至有機會成為未來的交通出行和運輸?shù)闹髁鞣绞街?。我們認為,eVTOL的商業(yè)化之路或將經(jīng)歷三個發(fā)展階段:1)第一階段:當前eVTOL產(chǎn)品的航時、航程較短,飛行速度較慢,適用于以景區(qū)觀光、空中游覽等場景為主的短途載客飛行。與此同時,國內低空飛行器適航所需的低空空管系統(tǒng)、低空態(tài)勢感知系統(tǒng)、臨時起降點/機場等開始建設;2)第二階段:eVTOL所需的電池技術取得一定突破,電池能量密度和安全性得到提升,飛行器的續(xù)航能力顯著增強。此階段民眾對eVTOL的可接受程度逐步提升、低空基礎設施建設日臻完善,eVTOL應用或將向應急救援、醫(yī)療轉運、警用安防、航空物流等工業(yè)領域邁進;3)第三階段:eVTOL全自動飛行技術、緊急避障、降噪等關鍵技術更加成熟,飛行可靠性持續(xù)提升;同時低空基礎設施建設走向成熟,低空空管系統(tǒng)和飛行保障系統(tǒng)高度智能化、網(wǎng)格化、自動化,伴隨飛行器的批產(chǎn)成本的降低,“空中的士”時代或將到來,呈現(xiàn)出城市立體分層交通格局。1、旅游觀光類場景或率先落地目前國內具備型號合格證、適航證、生產(chǎn)許可證的eVTOL企業(yè)僅有億航智能,其他大多數(shù)eVTOL企業(yè)仍處在適航取證當中。億航智能成熟產(chǎn)品EH216-S航時為25分鐘,最大航程30公里,最大設計速度130km/h,就其性能特點來看,其率先投入的場景或是旅游觀光方向,目前公司與深圳、廣州、合肥等國內城市以及海外阿聯(lián)酋、日本等國家都開展了合作。全國4A/5A景區(qū)超3000個,遠期理論需求空間或有望達到數(shù)千億元量級。截至2024年4月,全國共有5A景區(qū)340個,4A景區(qū)約3034個(2018年官方披露最新數(shù)據(jù)),總計約3374個??紤]景區(qū)的使用場景,以及相匹配的臨時起降點和配套設備等建設需求,我們預計,我國旅游觀光領域對eVTOL及其配套設施建設的遠期理論需求規(guī)?;蛴型_到數(shù)千億元量級。2、醫(yī)療轉運、航空應急救援等工業(yè)級應用場景漸次落地我國高度重視醫(yī)療應急體系的能力建設,尤其對于山地、海島等交通不便的地區(qū),應急醫(yī)療體系的搭建尤為重要。隊伍建設方面,根據(jù)國家衛(wèi)健委規(guī)劃,到“十四五”末,國家計劃將國家級醫(yī)療應急隊伍由目前的40支擴充到60~70支。此外,截至2023年7月,我國已建立省、市、縣三級醫(yī)療應急隊伍6500支。以浙江為例,浙江山區(qū)一位呼吸道大咯血患者通過救援直升機18分鐘即轉運至城區(qū)大醫(yī)院,為挽救生命爭取了關鍵時間。截至2023年7月,浙江省全省醫(yī)療機構已建設57個直升機停機坪,常態(tài)化開展轉運急危重癥患者,而這也是eVTOL的重要發(fā)展方向,假設未來全國6500支應急醫(yī)療隊伍均配備2套eVTOL,那么對應飛行器采購規(guī)?;蛴型_到百億元量級。航空應急救援體系建設方面,按照《“十四五”通用航空發(fā)展專項規(guī)劃》,到2025年底全國開展航空應急救援的省份計劃達到25個以上,包括最新發(fā)布的《通用航空裝備創(chuàng)新應用實施方案(2024-2030年)》也提出,加快提升通用航空裝備技術水平,實現(xiàn)全域應急救援能力覆蓋。重點圍繞航空滅火、航空救援、公共衛(wèi)生服務、應急通信/指揮四大領域,在京津冀、長三角、東北、中西部、邊疆等重點地區(qū),擴大航空應急救援裝備示范應用。我們預計到2027年,全國航空應急救援領域對eVTOL及其配套設施的理論需求規(guī)模或有望達到數(shù)百億元量級。3、未來的“空中的士”——城市內/外出行2022年,全國36個主要城市工作日高峰期平均運行速度為22.7km/h,較2021年提升了0.1km/h,總體處于中度擁堵狀態(tài)。其中89%的城市(32個)速度處于18~25km/h之間,處于中度擁堵狀態(tài)。eVTOL的特點在于可垂直起降、無需跑道、電池能源清潔、噪聲小,具備在城市里推廣的條件。我們認為,未來隨著eVTOL全自動飛行技術、緊急避障、降噪等技術的不斷成熟,以及低空基礎設施體系的日臻完備、低空空管系統(tǒng)和飛行保障系統(tǒng)的高度智能化發(fā)展,疊加飛行器批量生產(chǎn)成本的降低,eVTOL應用或將向城市內/外交通方向拓展,“空中的士”時代呼之欲出。根據(jù)《AreFlyingCarsPreparingforTakeoff》數(shù)據(jù),中國“空中的士”遠期理論需求空間或有望超過數(shù)萬億元。5低空新基建之智聯(lián)網(wǎng)/空管系統(tǒng)觀點:低空經(jīng)濟是一個多產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的綜合性生態(tài),涵蓋了航空器制造、應用、飛行保障、運營維護、低空新基建五大領域?!暗涂瞻l(fā)展,基建先行”在邏輯上是成立的,加快建設低空飛行活動所需的新型基礎配套設施尤為重要。5.1空管系統(tǒng):歷經(jīng)多年發(fā)展,已實現(xiàn)核心技術自主可控我們認為,在整個低空經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中,空管體系的建設十分重要。低空生態(tài)涵蓋飛行器制造、應用、飛行保障、運營維護、低空新基建五大領域。其中,低空新基建主要包括臨時起降點/通用機場的建設、低空空管系統(tǒng)建設、空天地一體化導航/通信系統(tǒng)建設、低空態(tài)勢感知系統(tǒng)建設、充電設施建設等。低空空管系統(tǒng)是國家實施空域管理、保障飛行安全、實現(xiàn)航空運輸高效有序運行、捍衛(wèi)我國空域權益的戰(zhàn)略基礎設施,也是國土防空體系的重要組成部分?!笆晃濉币詠恚瑖壹哟笳叻龀至Χ?,先后制定了“民航強國”、“四強空管”和“四型機場”的建設行動綱要,國產(chǎn)化設備從無到有,從簡陋到精細,逐步打破了完全依賴進口的局面。國內以萊斯信息、四川九洲、成都空管公司、中航615所等為代表的本土企業(yè)快速崛起,空管系統(tǒng)核心技術實現(xiàn)自主可控。民航空中交通管理系統(tǒng)的核心是空管系統(tǒng),包括信息處理系統(tǒng)和外圍設施兩大部分。其中通信、導航和監(jiān)視(CNS)部分屬于外圍設施;空中交通管理系統(tǒng)(ATM)是空管人員用于管理空中交通運輸?shù)男畔⑻幚硐到y(tǒng),包括空中交通服務(ATS)、空中交通流量管理(ATFM)和空域管理(ASM)三部分。其中空中交通服務(ATS)又分為:空中交通管制(ATC),飛行情報服務(FIS)和告警服務(AS)三部分。目前我國民航空中交通管理迫切需要空中交通管制(ATC)系統(tǒng)和空中交通流量管理(ATFM)的進一步創(chuàng)新,實現(xiàn)空中交通流量管理和管制指揮的一體化,從而在有限的空域資源條件下,緩解空中交通擁堵,讓空中交通流量管理行之有益且行之有效。空中交通管制系統(tǒng)(ATC)是空管系統(tǒng)的核心部分,有2大功能:1)接收監(jiān)視雷達傳輸過來的飛機的高度、速度、方向等信息,然后自動與預定飛行計劃進行比對,根據(jù)比對結果,管制員做出飛機下一步飛行動作的調度指令,并將調度指令通過通信系統(tǒng)傳達至飛行員,飛行員根據(jù)指令完成飛行調整;2)提供碰撞預警、天氣預警等信息。空中交通管制系統(tǒng)需要向飛行員提供實時的飛行指令,因此對系統(tǒng)的可靠性要求非常高。我國低空空管系統(tǒng)建設需求規(guī)模約在百億元量級。“十二五”期間,我國空管系統(tǒng)領域完成投資120億元;“十三五”期間,我國空管系統(tǒng)整體投資約為250億元。2016~2019年,我國空管系統(tǒng)固定資產(chǎn)投資規(guī)模由23億元增長至51億元,CAGR=30%。從民航空中交通管理領域的格局來看,國外市場參與者主要是歐美的大型電子系統(tǒng)制造商,包括法國泰雷茲(Thales)、西班牙英德拉(Indra)等;國內市場參與者主要包括萊斯信息、成都空管公司、英翔、川大智勝等。從當前低空空域基礎設施建設的招標情況來看,浙江衢州、深圳、成都等地建設較快,其中單個地級市的低空空管系統(tǒng)初期建設的需求規(guī)模約在3000~4000萬元,全國目前約有293個地級市,對應低空空管系統(tǒng)建設需求約在百億元量級。5.2低空智聯(lián)網(wǎng):空天地一體化的智慧空管系統(tǒng)低空空域被稱為空天產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“第四空間”,實現(xiàn)該空域資產(chǎn)的動態(tài)收儲與利用,是有序推動國家新萬億低空產(chǎn)業(yè)的基礎條件。低空智聯(lián)網(wǎng)及其高精度立體地圖建設或是解決未來空管問題的重要方式。未來的低空領域或將有較多飛行器同時運行,如何實現(xiàn)多種/多架飛行器的同時有序飛行,對現(xiàn)有技術體系和運營架構提出了挑戰(zhàn),而解決這一挑戰(zhàn)的重要基石就是低空智聯(lián)網(wǎng)及其統(tǒng)一的低空高精度立體交通圖的建設。低空智聯(lián)網(wǎng)是通過新一代低空通訊、低空定位以及低空三維立體網(wǎng)格空域圖建模等技術,將低空空域建設成類似現(xiàn)代地面交通的空域網(wǎng)格化指揮與服務系統(tǒng)。低空智聯(lián)網(wǎng)依托地面基站和在低空空域內運營的近地設施以及低軌衛(wèi)星的協(xié)同作用,可滿足高密度、大流量、近實時的低空安全高效應用。低空智聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應用了數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化技術,賦能管控服務“云”
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