低空经济专题:eVTOL详细拆解.pdf
- 上传者:药到病除
- 时间:2024/05/10
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低空经济专题:eVTOL详细拆解。电动垂直起降飞行器(Electric Vertical Takeoff and Landing,eVTOL)区别于常规飞机的主要技术特点包括可以实现垂直 起降、采用分布式电力推进以及运用全电/混合动力技术。得益于电 动机、电池和自动化技术的发展,与常规直升机相比,eVTOL更加低 碳环保、噪声更低、自动化等级更高,并由此产生了运行成本低、安 全性和可靠性高的优势。随着城市空中交通(Urban Air Mobility, UAM)的兴起,引起了eVTOL的研制热潮。据统计,目前全球已有百余 家eVTOL 企业。
eVTOL 产业链较长,主机厂主要承担的是整机研发和集成的任务。 eVTOL 的核心子系统主要包括机体、综合航电系统、飞控系统、能源 系统、动力系统以及电气系统六大类。根据Lilium的数据,其eVTOL 成本中,推进系统占比约40%,结构和内饰占比约 25%,航电和飞控 占比约20%,能源系统占比约10%,装配件占比约5%。
1)机体:主要采用碳纤维复材,低成本高效率的热塑性复材或为趋势。eVTOL 的复材使用占比 70%以上,主要用于结构件和推进系 统,其中,超过90%的复材为碳纤维复材,约10%的复材以保护膜的 形式使用玻璃纤维增强。eVTOL材料需求牵引下,低成本、高效率、 规模化制造是碳纤维复材的重要趋势,热塑性碳纤维复合材料前景广 阔。由于民航复材结构件验证采用“积木式方法”,传统航空碳纤维复 材厂商占据先发优势。国外,碳纤维供应商包括日本东丽、美国赫氏、 索尔维等,东丽已经与Joby和Lilium合作,美国赫氏和索尔维分别 与Archer和Vertical 建立了合作。
2)动力和能源系统:采用分布式电推进,能源系统以纯电为主。 分布式电推进飞机是随着电动飞机发展而产生的,由电机驱动分布在 机翼或者机身上的多个螺旋桨或风扇构成推进系统为飞机提供推力。 电机向更大功率、更高功率密度方向发展,Joby采用的电机峰值功率 达236kW,重量仅28kg。国内外eVTOL主要采用纯电动力。相比新能 车电池,eVTOL要求电池具有更高的能量密度。三元NCM电芯综合性 能最佳,为当前eVTOL使用最广泛的电池。
3)航电系统:飞机的中枢神经系统。航电系统是现代飞机的重 要组成部分,主要功能包括飞行控制、通信、导航、监视、显示等。 在eVTOL 行业,全球主流机载航电公司基本都和相关eVTOL主机厂达 成合作。Garmin 与 Joby 和 Archer 合作,提供 G3000 集成驾驶舱; Avidyne 航电与Beta和Skydrive合作;泰雷兹主要合作对象是Eve;霍尼韦尔推出云化航电平台,主要 eVTOL 整机合作商是韩国现代的 Supernal 和英国的 Vertical。国内,昂际航电与沃飞长空签署战略 合作备忘录,共同开发AAM航电系统。
目前,国内亿航智能的EH216-S飞行器已取得中国民航局TC、PC 许可;峰飞航空V2000CG货运版eVTOL取得中国民航局TC许可;沃 飞长空、峰飞航空、沃兰特、时的科技、小鹏汇天、御风未来等主机 厂多款eVTOL 飞行器型号已申请中国民航局CAAC或欧洲航空安全局 EASA 适航认证,有望陆续取得TC、PC。国内多款eVTOL飞行器型号 有望陆续进入批量生产。
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