普通人有机会坐无人飞机上天吗?丨开年十大猜

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划重点

01低空经济成为产业焦点,各大城市争相推进eVTOL商业载人飞行试点,但载人无人机市场存在较大争议。

02中国低空载人飞行器现阶段以复合翼电动垂直起降飞行器(eVTOL)为主,但eVTOL在安全性、经济性和技术成熟度上仍面临挑战。

03为此,我国应先放松空域限制,引入民营资本经营,完善基础设施,培育通航需求。

04同时,对eVTOL进行严格把关,确保技术安全,并在公共需求方面发挥其优势。

05最终,在eVTOL成熟后,以电动化和智能化实现弯道超车,推动低空经济产业发展。

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当下,低空经济成为产业焦点。各大城市也争相推进eVTOL(电动垂直起降飞行器)商业载人飞行试点,多家公司的可载人eVTOL进行了试飞,有的甚至还获得了民航局的型号合格证、标准适航证和生产许可证,还有公司宣称2024年底前就有望推出“空中的士”服务。

但低空经济中的载人无人机存在较大争议:有人说载人无人机市场空间巨大,且通用航空带来的附加经济价值巨大;也有人认为载人无人机在经济性和安全性上依然达不到要求。那么谁对谁错呢?

载人无人机现状

首先,我们要弄清楚载人无人机是什么?从低空经济来看,我国低空经济是1000米以下空域,根据实际需要放宽到3000米以下。类似于低空经济的概念是通用航空,美国的通用航空并不限制飞行高度,美国开放85%空域,并放开3000米以下空域管制,也就是说,美国人的私人飞机是可以飞到3000米以上,只是要提交飞行报告防止和民航冲突,而一般的小型飞机是可以飞到1000米以上高空。所以,实际上我国低空载人无人机是通用载人航空的一个子项。

其次,我国低空的载人飞行器,现阶段在用的主要是直升机和小型飞机,且大部分飞行器以进口为主。根据中国航空运输协会通用航空分会数据,2020年国内在册的旋翼类飞行器当中,92.1%为进口,6.8%为国产,1%为合资。载人无人机尚未实现大规模商用。

再次,我国载人无人机是建立在我国庞大无人机产业基础上的。大疆为首的无人机厂商依赖中国强大的供应链,在海外市场占据了很高的市场份额。在此基础上,我国诞生了载人无人机。这些载人无人机企业有两大特点:其一是依赖于国内无人机供应链企业的配件供应,其二是想要通过电动化对国外涡轮式、活塞式低空飞机实现弯道超车。由于供应链发达,所以进入门槛较低,参与者众多,但其中具备真正技术壁垒的中国载人无人机企业并不多。

最后,我国载人无人机当下以复合翼电动垂直起降飞行器(eVTOL)为主。用复合翼是比较现实的做法,因为多旋翼的安全性差,前进速度慢,而矢量推进的技术门槛较高,复合翼中的直翼虽然增加了死重,但滑行模式可以在电池亏电的时候提供一定的安全性。所以,复合翼被认为是当前国内载人无人机中比较稳妥的方案。当然,也有很多多旋翼的产品,但如今多是概念。

他山之石可以攻玉,看看美国的通航

我国的载人无人机是通用航空的一个子项目,而全球通用航空产业发展最好的是美国。来看一些数据,机场方面,Statista数据显示,2020年美国有近2万个机场,其中私人机场1.47万个,机场数量占全球一半,断崖式领先第二名巴西4000个机场。通航飞机方面,美国航空制造商协会数据显示,2023年美国通航飞机数为21.3万架。飞行员方面,美国FAA数据显示,2021年全美飞行执照72万本。2021年,美国通航飞机制造营业额为139.72亿美元,占全球通航市场的59.4%。美国国土面积和中国近似,为何美国通航产业如此发达?原因有三:

其一是基础设施完善,人才众多。在二战期间,美国突击培养了42万名飞行员,构建了可容纳50万架飞机的空管系统,再加上美国是飞机的发明国,国内民众有一定的飞行文化,爱好者众多。

其二是放松管制。美国放开了国内85%的空域,并将3000米以下空域归入非管制区,无需备案直接起飞。与此同时,美国还放宽了通航飞机的质保限制。1979年《统一产品责任法案》规定通航质保40年,此举一度打压通航发展,继而在1990年代调整为18年质保。当然,这势必牺牲一定的安全性。

其三是供应链基础好。美国在直升机和小型飞机制造上处于领先地位,这本身就是美国的比较优势产业。

不过,美国通航产业发达,但并不代表美国载人无人机行业也一样发达。恰恰是因为美国有发达的通航制造业和通航发动机产业,美国企业普遍没有积极性去发展载人无人机,也就是实现电动化、智能化。当然,国外也有载人无人机领域领先的企业,比如在美股上市的德国企业Lilium,其在矢量推进倾转涵道领域技术领先,只不过比较遗憾的是,就在2024年12月2日,Lilium因为融不到资而宣告破产,很显然,海外eVTOL正在进入寒冬。

无独有偶,抛开电动化,只谈旋翼技术,当前美国也处在尴尬境地。其中矢量推进倾转旋翼的代表是美国的鱼鹰运输直升机,而鱼鹰因为安全问题在2023年全面停用,美国在矢量推进技术上的探索正在趋于停滞。

中国eVTOL,能否挑起通航大梁

我国的eVTOL距离商用还有很长的路要走,阻碍有如下几点:

首先是空域限制和基础设施。为了发展低空经济,我国放开1000米以下空域管制,并根据实际适度放宽到3000米以下高度,此举的确让eVTOL感觉到振奋。只不过我国空域限制依然事实上存在,一方面,民用空域占比不足30%,另一方面,低空空域下放的是管理权,也就是通用航空器要起飞依然要向地方政府申请。2024年1月1日开始,中大型无人机都需要备案申请才可以起飞,这事实上增加了载人无人机起飞的难度。除此之外,中国基础设施也相对薄弱,民航局数据显示,截至2023年底,中国注册通用航空飞机3173架,建成通用航空机场451个。

其次是eVTOL的技术尚不完善。前面我们说过,eVTOL是无人机供应链的延伸,其分为复合翼、多旋翼、矢量推进倾转旋翼、矢量推进倾转涵道四种技术,动力采用电池、电驱、电机三电系统。国内如今载人无人机型中复合翼占主流,原因是当前eVTOL的电动化方案还不成熟,存在锂电池能量密度限制,eVTOL的续航能力有限,且随着使用时间增长电池容量会衰减,旋翼动力不足就会出现失速,而复合翼能够通过滑翔来迫降。

再次是通航飞机本身就安全性不佳。哪怕eVTOL技术完善,其安全性也存在问题。以美国通航为例,美国联邦航空管理局数据显示,2002-2011年期间,美国国内通航飞机每百万飞行小时致命事故数量,民航是0.4起,而通航是12.8起。eVTOL要在安全性上更具说服力,否则很难对传统直升机实现“弯道超车”。

最后是经济性的问题。珠江口东西两岸将在2026年开通eVTOL点对点运输,据说成本降低到200-300元之间,该成本有一定竞争力。但实际上,我在一些旅游景点曾遇到过直升机观光项目,其票价也是200-300元不等,所以,事实上成本并没有特别优势。且eVTOL由于是电动化,其充电时间占用了其起飞时间,在使用效率上偏低。再加上安全冗余不足,很难实现规模化应用。

如何推动eVTOL发展?

尽管还有很大的不确定性,但全球已经有800多家eVTOL相关企业,国内的科技企业、互联网企业、初创企业都在纷纷进入eVTOL领域,虽然eVTOL大规模应用还存在瓶颈,但小规模应用是可行的。或者换个角度,短期来说我国的目标不是发展eVTOL,而是培育通航需求,国内的机场、空管系统利用起来,民营通用航空企业培育起来。至于电动化还是内燃机,智能化还是人工,不是我们现阶段要做的选择。先放松管制,再有市场需求,再去培育通航设备制造,再去选择通用航空的技术路线,实现弯道超车。因为当下我国连低空经济运营的经验都尚未积累。要知道,我国先有满大街跑的汽车和壮大的造车业,后才有的电动化、智能化的弯道超车。

所以,在载人方面,我们现阶段要推动的实际上是开放空域,并引入民营资本来经营,完善基础设施。而在适航证上,要对eVTOL进行严格把关。现阶段国内eVTOL企业还没有拿到四证的,证书最多的是亿航智能,拿到了三证。未来会有越来越多的eVTOL企业冲击许可证,而在技术安全审定上,要让eVTOL企业留足冗余。

而在公共需求方面,在一些有经济能力的大城市,直升机、小型飞机、高成熟度的eVTOL可以作为城市应急的标配,比如公安、消防、医疗急救、山区救援、海岸救援等等,大城市中,这些飞行器的使用频率高,分摊到每个用户的成本就会低一点。

开放空域、完善基建、政府采购、事故保险、质保售后等等,通过这些举措将通航产业先培育起来,然后在eVTOL成熟后,以电动化和智能化来实现弯道超车,这才是正常的发展思路。

盘和林(工业和信息化部信息通信经济专家委员会委员)

责编 辛省志