飞行控制系统专家交流纪要

大白侃财经

2024-11-06 22:13发布于福建财经领域创作者

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关键要点
  1. 飞控系统由电池、电机和电控组成，比传统飞机集成度更高。
  2. 飞控系统成本约占飞机总成本的20%-30%。
  3. 飞控计算机要求高性能、高可靠性和数据完整性。
  4. 飞控系统必须是独立的收集数据的系统，不会联网。
  5. 国内飞控系统厂商排名前三为昂际航电、电科航电和军工企业。



纪要速读：
eVolt 飞控系统构成及成本分析
这一章节介绍了飞控系统的构成和核心零部件的价值量。飞控系统由电池、电机和电控组成，与传统飞机相比，eVolt 的飞控系统更加集成化、可靠性更高、算力更强、数据更完整。在五座级别的 eVolt 中，飞控系统的成本约占总成本的20%-30%。由于 eVolt 使用了旋翼和倾转旋翼，其制动器和电机的成本混合在一起，因此大部分成本都集中在其飞控的数据处理单元上。此外，底座板卡、散热器、芯片等的要求也会更高，这些因素都会影响飞航安全、数据完整性、数据可靠性和稳定输出等性能。
飞控系统的安全可靠性设计
这一章节主要讲述了关于飞控系统的几个问题。首先，对于传统飞机而言，一些系统如陀螺仪、气压计、高度计等是相对独立的系统传给飞控的，而eVolt则要求把它们集成到飞控计算机里面。其次，对于eVolt而言，IMU等要求不高，实际上用车规级的IMU就可以了。然后，真正比较贵的费用其实是当使用核心板卡采集数据，并将这些数据集成到飞控系统里面的时候，需要用怎样的芯片和数据协议才能保证这些集成数据不会损坏和丢失。最后，飞控系统应该是独立的收集数据的系统，不应该联网，以保障其数据完整性和安全性。

国产替代与技术壁垒
这一章节主要讨论了eVolt飞机的通讯系统和飞控系统的问题。传统飞机的通讯系统比较昂贵，而eVolt的工况相对较简单，因此通讯系统并不是很重要。飞控系统的核心技术壁垒很高，涉及到软硬件生态、可靠性、完整性等方面。目前国内的eVolt飞控系统都是进口的，由于技术限制，美国商务部禁止相关技术转移到中国，因此国内基本都是自己做的。目前做飞控分三条路径，分别是基于无人机的飞控模型做迭代研发、从车企或互联网转过来的、以及航空专业出身的。在国内，昂际航电和电科航电是飞控系统做得最好的企业之一，其中昂际航电作为C919飞控系统核心供应商，已经完成了level A级别的产品设计。

国产飞控系统厂商排名及前景分析
这一章节主要介绍了国产飞控系统厂商的排名及其特点。其中，昂际航电和电科航电被认为是排名前两位的厂商，而军工企业和车企等则排在其后。此外，该章节还提到了无人机厂商的安全性存在问题，并且强调了飞行器专业程度和复杂程度的重要性。最后，该章节预测了未来几年民航市场的交易额和飞控市场规模的增长情况，并且指出了一些因素可能会影响 Evtol 市场的发展。

Q&A环节
Q1：飞控系统的构成？
A:以 eVolt 为例，和电动车类似，主要构成分三部分，包括电池、电机和电控。而和汽车的区别在于，它在电控里面会相对复杂一些，除了控制电机转速外，还涉及到飞机的姿态、导航定位输入。进一步而 言，飞控分为几块，一是核心计算机，包括对各种数据的采集和输入，二是数据接入设备，即针对各种输入数据的协议和接口，三是从控制系统到执行命令。对于传统的飞机，飞控系统只能占到飞机航电系 统的 30%，但 eVolt 则出现不一样的趋势，即集成化程度更高，比如传统飞机包括了飞控计 算机、飞行 管理计算机、飞行显示计算机等，而 eVolt 则把这些系统糅合到一起，来处理 80%的功能， 因此 eVolt 是集成化更高、可靠性更高、算力更高、数据更完整。
Q2：核心零部件构成和价值量？
A：以五座级别为例，价格是100-150 万美元，其中飞控系统的成本大概是 20%-30% （不过受限于目 前 电池的成本和机体的生产成本，这个成本还没固化）。而且和传统飞机的飞控不同，eVolt 由于使用 了 旋翼和倾转旋翼，他的很多制动器的成本和电机是糅杂在一起的，所以他的大部分成本都集中在飞控 的 数据处理单元，至于数据接口因为数量有限，不会占到多大的成本，且协议也是固定的所以不需要研发新协议。因此我们可以认为，对于 eVolt 而言，由于对飞控计算机的要求更高了，所以底座板卡、散 热器、芯片等的要求也会更高，这会涉及到飞航安全、数据完整性、数据可靠性和稳定输出等性能，因 此，20-30%的飞控成本里面，有 70-80%是源自飞控计算机的成本。
Q3：核心零部件会包括 IMU.超声波测量等零部件吗？
A：首先对于传统飞机而言，包括陀螺仪、气压计、高度计等都是相对独立的系统传给飞控的，飞控不参与计算且不会将这些系统集成到飞控里面。而对于 eVolt 而言，基于高度集成化的要求，现在会要求 把这些系统集成到飞控计算机里面。成本方面来看，由于 eVolt 的飞行速度不快、高度不高、距离可控，因此他对于 IMU 等要求不高，实际 上用车规级的 IMU 就可以了，目前大家也是会使用车规级 IMU 进行研发和验证，因此这部分零部件的 成 本也就几干元，不会很贵。真正比较贵的费用其实是当使用核心 板卡采集数据，并将这些数据集成到 飞控系统里面的时候，用怎样的芯片和数据协议才能保证这些集成数据不会损坏和丢失，这里面考验 的是飞控厂商对板级设计能力和数据分析能力以及对航空产品的设计保障等级的取证经验，换句话来说， 就是实现飞行器飞行和数据收集传输不难，难点在于如何保证飞行器的安全和可靠。因此飞控肯 定是设 计航空等级最高的航空子系统之一，对应传统飞行器而言，需要达到 10 的-8 到 10 的-9 才可以去 取证。举个例子，100 万美元的飞行器，20 万美元是飞控系统，其中的 16 万美元是飞控计算机，而 16 万里面 的 12-13 万是飞控的核心计算机的成本。
Q4:飞控计算机是联网的吗？
A：绝对不会联网。飞机上有三个域，包括乘客域（用于娱乐）、信息域（用于与乘客进行信息交互）、 核心域（ACD，这里面的数据都是封闭的，因为要保障他的数据完整性和安全性，因此飞控系 统应该是 一个独立的收集数据的系统）
Q5：通讯系统的构成？
A：传统飞机的通讯系统比较贵，因为传统飞机上的雷达和天线成本是比较高的，毕竟传统飞机的飞行速度高，工况很恶劣，但相对而言，eVolt 的工况没那么复杂，所以通讯系统没那么重要，说白了就是 可 以没有通讯系统但是不能没有飞控系统。
Q6:飞控系统的核心技术壁垒？
A：计算机包括硬件、数据接口、核心计算和存储板卡、底层操作系统，因此整套系统的软硬件生态、可 靠性、完整性是最具备技术壁垒的。目前已经试航的、有成熟经验的，全球不会超过 5 家，大部分都 在 国外，包括霍尼韦尔（霍尼韦尔给国内的报价就是 30%以上）、科霖、泰雷、赛风等。国内有科研 院 所在做的主要是针对军用飞机的，而且军工的是不需要考虑试航和可靠性的，因此军工的设计流程和方 式和民用、商用的不太一样。因此简单来说，eVolt 不是一个加大版的无人机，他是载人飞行器， 对其 安全性的要求和无人机完全不是一回事。也就是说国内的 eVolt 的飞控系统都是进口的。
Q7:飞控系统的国产替代进程如何？
A：目前中西方的技术限制，美国商务部是明确禁止自动飞行器和无人飞行器的相关技术转移到中国，所以霍尼韦尔在 2020 年的成本已经谈到 1800-2000 万的商务订单也被砍掉，所以霍尼韦尔等厂商的 系统、设计、产品都无法卖到国内。因此国内基本都是自己做的，有些是参考国外的通用飞机，有的是参考国内研究做的。总的来看，目 前 做飞控分三条路径，一是以前做无人机飞控的，基于无人机的飞控模型做迭代研发，他们的优势在于迭 代速度快、产品成本低，但是最大的问题在于没有市场使用经验，很多从底层设计的路径就是错 的，因 此局方是没有办法承认的，因此他们的技术成熟度和最后能通过商审认证的概率就比较低，而且这些公 司往往体量、口碑、能力都难以满足他们在取证、试航等的要求；二是从车企或互联网转过 来的，类似 于新能源车开发，选择完全自研，飞控系统也是自己做，但是存在的问题是在于车的电控和飞机还是不 一样的，比如车出问题可以停在路边等维修，但是飞机不能这样；三是航空专业出身 的，包括军航和民 航的，军航的优势在于科研资金足够且科研人员足够，但是他们对于可靠性和适航性等也没有考虑得很 充分。
Q8：国内那些企业飞控系统做的好，紫江企业下面的昂际航电飞控系统做得怎么样？
A：国内目前飞控系统做的最好的是昂际航电，电科航电，其中，昂际偏民品，电科偏军品。昂际是航空工业和美国 GE 分拆后的最大一个事业部，他们作为 C919 飞控系统核心供应商，已经完成 level A 级别 的产品设计。核心是因为他们是中美建交以来最大的技术转让协议，把波音 787 上的核心技术，包括航 电技术的文件、 源代码、设计流程、取证体系、取证方法、实验规范等全部转移到中国。基于这样的技术背景，昂际航电在 2018 年开始启动项目，面向 eVolt 的高度集成化、轻量化、高可靠性的数据计算平台。
Q9:国产飞控系统厂商排序？
A： T1 肯定是昂际航电、电科航电，这两家公司各有特点，比如电科还没有在飞控上发力。T2 是军工 企业，他们最大的问题是怎么解决续航取证流程，不过不排除他们和建科等合作，他们做产品，建科 做认证。T3 是车企等，但是我认为飞行器的专业程度和复杂程度是远超大家想象的，虽然现在汽车的 智能驾驶已经很优秀了，但是你会发现他和航天航空相比，还是落后很多的，复杂度起码差 10 倍。T4 就是无人机出来的，但是他们做的安全性就很不靠谱，因为他们没有很好的框架和体系支撑。
Q10:以昂际航电为代表的厂商在未来两年会有哪些进展吗？
A：首先要看产品，其次看能拿下多少个主机厂。主要是看产品和主机厂这两个核心指标。
Q11:昂际航电现在和那些 Evtol企业有合作呢？
A：包括亿航智能、沃飞、沃兰特、小鹏汇天、广汽等。比如沃兰特 VE25-100 机型就和昂际航电在合 作。
Q12 :昂际航电和边界智控的合作会怎样推进？
A： 2-3 年前开始合作的，当时昂际航电认为边界的技术储备是处于初期阶段，但后面发现边界的技术储备和技术能力和当初设想是有比较大出入，因此目前的合作是处于停滞状态。
Q13：为什么当初中美合资成立了昂际航电？
A：一是 GE 看好中国市场，二是看重 GE 在中国的战略定位。
Q14:国内飞控系统、以及未来 Evtol 飞控市场规模有多大？
A ：先讲民航市场，2023 年，民航市场飞行控制系统的交易额约为 861 亿元， 2023-2030 年期间复合 年增长率为 8%，预计到 2030 年将达到1944 亿元。 Evtol 市场不好拍，只有靠跟踪，看国家基建设施与补贴力度如何，就像 2016 年新能源汽车发展 一样，反正平均一辆 evtol 飞控成本大概 60 万，你们可以自己去算量，再相乘就可以了，至于市占 率，昂际肯定是争取拿的越多越好了。
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