市场到底需要什么样的eVTOL

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划重点

01城市空中交通即将到来,小型电动垂直起降飞行器(eVTOL)旨在使少量乘客在拥挤的大城市上空进行短距离飞行。

02由于地区差异,澳大利亚初创企业Skyportz的首席执行官表示,短距飞行在澳大利亚并没有真正的实用性,但政策支持正在朝着区域连通性的方向发展。

03另一方面,德国政府在犹豫是否向两个知名的eVTOL开发商Volocopter与Lilium提供额外资金。

04下一代垂直起降初创企业正在探索采用混合动力推进系统,以提供更大的航程或运载能力。

05然而,eVTOL制造商面临的挑战包括获得飞行批准、关键相关领域的政策支持可能出现重大延误等。

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一个多世纪以来,民航业致力于生产越来越大的飞机。这一现象在巨型飞机空客A380出现时达到迄今顶峰,但随后的趋势又越来越倾向于缩小飞机体量,以提高飞行便捷性。城市空中交通即将到来,其中所采用的小型电动垂直起降飞行器(简称eVTOL或空中出租车)旨在使少量乘客在拥挤的大城市上空进行短距离飞行,其所用时间仅为地面通勤时间的一小部分。
如今,潜在的空中交通运营商与客户实施的商业案例正在迅速变化,需要重新定义下一代电动飞机的飞行任务,更新后的飞行任务通常拥有比大多数主要由电池供电的第一代空中出租车航程(200千米)更远,这一新兴行业的前景正在被重塑。
城市内快速短途空运需求因地区而异
专注于支持城市和支线空中交通基础设施的澳大利亚初创企业Skyportz的首席执行官克莱姆·纽顿·布朗表示:“最初人们的想法是纯电机型适合城市内部的短途旅行,这主要发生在人口众多的全球主要城市,那里的交通堵塞严重且持续时间长,或者用于观光等短暂的飞行任务。但在澳大利亚,短距飞行并没有真正的实用性,因为我们还不够拥挤。政策支持正在朝着区域连通性的方向发展,垂直起降港将为长途飞行的飞机提供进入城市的通道。”
在支持2个新的氢动力支线飞机项目的同时,德国政府在犹豫是否向两个知名的eVTOL 开发商Volocopter与Lilium提供额外资金。
Angelo Collins是垂直飞行协会(VFS)的执行董事,该协会的前身是在1943年成立的美国直升机协会,是唯一一个为工程师、科学家和其他致力于推动垂直飞行行业发展的国际技术团体。Collins表示,eVTOL成功的关键不仅在于开发新飞机,还在于开发能够有效、安全、可靠地满足明确需求的飞机。虽然eVTOL是新的产品,但Collins表示,这一概念并非首次提出,并指出90年前,美国对城市内航班的一次鲜为人知的探索。1937年,随着美国主要城市的道路交通堵塞越来越延迟邮件的递送,美国邮局开始测试使用自动驾驶飞机在邮局和客户间运送信件。10年的时间里,美国邮局机队在芝加哥、新奥尔良和华盛顿特区等城市的屋顶间穿梭,直到该服务被永久取消。Collins表示:“取消的原因是他们发现没有人真的需要邮件在30分钟内出现。我们目前仍处于第一代eVTOL的发展阶段,第一代eVTOL有可能部署在中东和中国,因为eVTOL行业在短期内没有那么有利可图,而这两个地区的政府似乎会更愿意承受早期的一些损失。但未来的收入会很高,但我敢说,可能要到第二代甚至是第三代eVTOL产品出现后才能实现盈利。”
截至目前,全球已经提出了1000多个空中出租车概念,现在估计仍有约250个项目在进行中。其中,少数公司将在2025年年底或2026年逐步实现商业服务。例如,Joby刚刚完成预生产试飞,Archer正在准备进行试点试验。
具有更远航程和更高商载的混合动力eVTOL受到市场青睐
下一代垂直起降初创企业正在探索采用混合动力推进系统,以提供更大的航程或运载能力。
Avolon的Tembleque表示:“运营商告诉我们,有效载荷对eVTOL的商业化非常重要。与多飞行32千米相比,多承载一名乘客或多个行李会带来更高的收入。随着未来电池提供更高的能量密度,今天就设计更高的有效载荷余量将使未来能够将额外的飞机重量转化为更大的航程,我们认为有效载荷和速度能力将成为eVTOL产品间的重要区别。”
新一代混合动力飞机制造商,例如,来自加利福尼亚州长滩的Odys Aviation,该公司坐落在前麦道飞机的总部,拥有丰富的航空航天遗产。Odys的标志性飞行器将是Alta,这是一款可承载9人、2名飞行员设计的飞行器,有1个箱形机翼和16个螺旋桨,由混合动力传动系统提供动力。飞行距离预计将达到1210千米,由双能源推进——纯电推进可航行高达315千米,可使用可持续航空燃料,飞行速度高达555千米/时,高度可达9.14千米。该公司创始人兼首席执行官James Dorris希望在主要人口中心之间提供区域连接,同时通过宽敞的客舱和行李托运空间改善航空旅行体验。
混合动力eVTOL灭火机大有用武之地
另外,还有一些引人注目的新型混合动力垂直起降飞行活动,其既不会搭载乘客也不会搭载飞行员。在澳大利亚,夏季丛林大火是地方性的、猛烈的,且经常无法通过公路到达的。近年来,多架消防机在空中倾倒阻燃剂时坠毁,其中包括一架波音737和一架洛克希德·马丁C-130,致3名机组人员丧生。总部位于悉尼的AMSL Aero 最近获得了澳大利亚联邦政府的资助,以开发一款自主垂直起降的消防飞机。它将基于该公司的Vertia原型机,它拥有8个电机、轻型盒式机翼设计,具有氢电动力总成,能够在高达296千米/时的速度下提供高达1000千米的续航里程。
“气候变化正在增加各国对空中消防的需求,”首席工程师Moore表示,“尽管空中灭火是有效的,但高昂的人力成本和目前白天作业的限制是其显著缺点。空域拥挤,火灾周围能见度低,以及使用老式飞机,都会造成危险操作。因此,我们将开发一款飞机,使消防队能够远程预防并灭火。使用成群的自动驾驶飞机,就像拥有一支可以昼夜作战的‘高科技飞行水桶队’。由于它是零排放的,将使我们能够更长时间地执行任务,不会造成导致更多火灾的气候变化问题。”AMSL已经收到了多达20架无人驾驶飞机的初步订单,用于运营客运、货运以及空中救护航班。
AMSL首席执行官马克斯·约克表示,该公司目前还没有城市空中交通的计划。“在澳大利亚,区域市场的交通服务严重不足。澳大利亚有28个城市的人口达到或超过3万,其中15个城市拥有定期航班,13个没有。”此外,约克表示,许多社区间也没有联系,而他们的飞机可以很容易地连接这些市场。“我们不会使用‘空中出租车’这个词。城市空中交通是一个很难解决的问题,我们认为它的发展会晚得多。但当它发展起来时,我们会支持它。”
约翰·兰福德是另一家初创公司——总部位于美国的Electra的董事长兼首席执行官,该公司正在开发一款可承载9人、混合动力、超短距起降的固定翼飞机,航程高达806千米。兰福德在1989年创立了极光飞行科学公司,专注于开发用于全球气候变化研究的自动驾驶飞机,包括电动和混合动力的垂直起降飞机。2017年,他将极光出售给波音,但继续探索包括eVTOL变体在内的短程飞机的商业化。兰福德表示:“我们建造和飞行的eVTOL比地球上任何人都多。我们对eVTOL技术持乐观态度,但从能源的角度来看,垂直起降非常昂贵,而电池无法提供充足的航程。如今,美国很难再建造新机场,所以我们想开发、运营更实用的支线航班,且能独立于跑道。”
兰福德认可航空业对脱碳的关注和对可持续航空燃料的承诺,但表示这些举措还不够。“我认为我们必须非常积极地寻求替代飞机,我非常看好混合动力飞机。”
前路漫漫
尽管早期的eVTOL制造商正在向取证迈进,但总部位于英国的全球航空咨询公司IBA估计,除几家头部eVTOL制造商外,其他的eVTOL制造公司可能需要长达5年的时间才能获得飞行批准。这是一个漫长的过程,可能会迅速消耗投资市场的剩余资本,而投资市场也正变得越来越规避风险。
IBA还预计,包括垂直起降机场建设、能源供应以及城市运营空域管理在内的关键相关领域的政策支持可能将出现重大延误。空中出租车航线虽然很短,但它们距离更广泛部署甚至生存的道路却似乎越来越长。
文/吴佳茜