「低空经济」这个词你可能已经听腻了,但今天我们想探讨一个新的话题:低空领域相关产业有望重走中国新能源汽车产业的奇迹之旅吗?
一个是产量已突破2000万辆的国民产业,一个是刚走过产品研发阶段的新兴赛道,看似不在一个量级上,但蓝驰创投认为两者共享着同一个底层逻辑:电动化。
表面上看,是低空经济在中国实现快速发展;但看到底层,实际上是新能源汽车产业能力的外溢对于航空产业电动化进程的加速。就像电动车对燃油车的替代,eVTOL、无人机也完成了对低空飞行器的电动化,其三电(电机、电池、电控)系统,均可借鉴中国新能源汽车动力电池产业链的研发和制造成果,而三电系统是整机最重要的组成部分。
科技产业的发展总是如此,初时看不懂,抵达PMF后就追不上。中国新能源汽车累计产量从500万辆到1000万辆用时2年5个月,从1000万辆到2000万辆用时1年5个月。连续多轮投资理想汽车、并沿着新能源汽车产业链进行系统布局的过程中,蓝驰亲历了这一奇迹之旅。
而从2016年起,沿着出行这一思路,蓝驰也关注并开始了在低空领域的布局,在eVTOL赛道投资了「时的科技」、「零重力飞机工业」,在无人机赛道投资了「云圣智能」,柔韧臂项目「万勋科技」也与大疆无人机合作,被应用于空中作业场景。经过7年的观察与思考,蓝驰创投认为:
在电动化这一底层推力下,中国低空经济产业也将像新能源汽车产业一样,引领全球航空产业以电动化、智能化为主要方向的转型升级。
低空经济中eVTOL、无人机这两种个飞行器产业已经走完了从0到1的“死亡谷”,将在2024年迎来商业化元年。
电动化重新定义低空经济
据统计,全球低空经济市场规模已达到千亿美元级别,其中无人机和航空器市场规模占比约70%,已成为低空经济发展的新引擎。
电动化对低空产业为什么重要?这在eVTOL上尤为明显。
eVTOL(electric Vertical Take-off and Landing)即电动垂直起降飞行器。是指能在垂直方向起降和着陆,在低空范围内飞行的电动飞行器。它和传统直升机最主要的区别就是动力系统,采用电推力系统替代传统的燃油发动机。eVTOL核心优势基本都取决于这一转变:
低成本:制造成本、能源成本、维护成本的降低
人类早已拥有直升机,但之所以没有被广泛用于日常出行中,主要原因就是——太贵了!
双发五座的直升机售价为5-7千万元人民币不等,而以蓝驰家族企业「时的科技」研发的E20 eVTOL倾转旋翼为例,量产售价大概是7-8百万人民币,将来乘坐的价格也就自然比燃油直升机低。时的科技创始人黄雍威预测,未来eVTOL的人均每公里售价能够实现与出租车相近。
相比较直升机,采用电推力系统的eVTOL能源成本天然更低,也省去了发动机维护成本。
eVTOL虽然是个创新产品,但站在国内许多成熟产业的肩膀上。eVTOL的主要组成部分——机身结构、电动力系统、能源系统、综合航电、飞控系统、电气系统等,可以在新能源汽车和航空产业链上找到借鉴。在我国研发C919大飞机期间、新能源汽车产业20年的发展间,都迭代出了足够成熟的产业链可供eVTOL复用。未来随着动力电池能量密度的升级和成本的继续下降,eVTOL的能源、维护和运营成本,都将进一步下降。
高安全:分布式动力系统、多重冗余、主动安全
安全性是有载人场景的eVTOL核心要解决的问题,往往会有「多重安全冗余」设计。以时的科技的E20 eVTOL为例,E20 有6套单元动力系统,任何一个失效都不会影响正常飞行。即使多个螺旋桨停机,它都可以平稳降落。而直升飞机只有单发或者双发动力。在起飞阶段的多旋翼模式中,E20所有的桨都高于人,能保障乘客上下机的安全性。
强智能:一键飞行、飞行员取证门槛降低、普通用户可以开飞机
有了电动化,聚焦低空的产品们才可以实现智能化。一方面,机械结构大幅简化,可以实现更精确的控制和更快的反馈;而且电子设备所需要的电力,直接可来源于动力电池。
蓝驰判断,未来eVTOL的智能化程度将降低飞行员的取证门槛,甚至做到一键飞行,使得普通用户也能开飞机。
和汽车、AMR一样,eVTOL的智能驾驶技术也由感知、决策和控制三部分组成——通过激光雷达等多源传感器采集并理解周围环境信息,由自动驾驶系统进行飞行任务和路径的规划,并根据低空气象环境的变化灵活调整子系统,实现有人驾驶为主的人机混合决策。eVTOL要实现大规模应用,就需要降低飞行员门槛,使更多人具备驾驶能力。智能化使这件事成为了可能。
对eVTOL和无人机来说,电动化既是盔甲也是软肋——续航这一关键问题直接取决于电动化的发展。“以前无人机飞20分钟没有电了,飞手得背一大包电池。所以云圣智能要制造一个设备,让无人机自动的更换电池和传感器,于是我们率先研发出了全自动机场,同时解决了电源和无人化的问题。” 云圣智能联合创始人兼CMO朱胜利博士曾对媒体表示。
场景&构型,搭配才最好
对飞行器的讨论往往聚焦于各种性能不同的形态。但在蓝驰看来,不应该单纯讨论形态,而应该结合场景考量形态的适配度。
脱离场景谈构型价值不大,是场景的适配度决定着构型的生命力。低空经济场景众多,但增长速度千差万别。如何捕捉到增速、势能最高的场景和飞机构型,是创业公司拉开差距的关键点。
6-12个月内,我们对于低空经济核心关注:哪一构型的eVTOL在特定场景下实现了常态化、商业化的飞行。这可能就是eVTOL的PMF时刻。即使最初没有实现盈利,业务的飞轮也能转动起来。
未来1-3年的周期中,我们更关注:哪些公司的出货量最大?哪些场景中的飞行小时数最多?这很可能关乎低空经济最核心的增长方向。
巡检&巡护&巡查、应急救援
案例:云圣智能
2017年,云圣智能成立之初就聚焦0-500米低空空域,以成为超低空天地一体运营服务商为目标进行业务开展。云圣智能无人机搭载多元传感器,全自主采集低空数据,形成了四维智慧地表层、基础设施层、数据感知层、智慧中枢层相互结合促进的产品生态。
在产品上,云圣智能的高性能工业无人机及全自动机场产品已实现大型、中型、小型的全产品矩阵生态,并且还有与全自动机场兼容的地面巡检机器人和适用于各行业的四维全息管控平台相关产品。整体产品生态通过深度结合数字孪生、人工智能算法、物联网和5G端边云融合等技术的开拓创新,实现了行业场景下智能运维的统一管控,以高频次、常态化、无人值守的自主巡检模式助力企业的数字化转型和运营模式创新。
在行业探索上,截至目前,云圣智能的全自主无人机巡检系统业务已覆盖全国20多个省份地区,广泛应用于电网巡检、油气巡检、新能源巡检、水电巡检、应急救援、林区巡护、智慧城市、园区安防、施工巡查等多个场景,帮助各行各业提升工作效率,切实解决行业痛点及需求。
空中作业
案例:万勋科技猎户座 Orion 柔韧机器人作业平台
如果无人机有「手臂」,是不是就能在这些高危场景中代替人类作业,同时提升作业效率?
万勋科技推出的猎户座 Orion 柔韧机器人作业平台就希望达成这个目标。其首创的“智能柔韧机器人+无人机”形态,让无人机拥有灵活、轻量、功能强大的柔韧作业模块,将无人机的飞行移动能力与柔韧作业平台的灵活作业能力相结合,行业率先实现了空中精细化复合作业。
猎户座 Orion 兼具“轻自重、大负载、低功耗、高灵活度、柔韧自适应性、强环境抗性、精准稳定”等核心指标,搭配无人机可实现全方位空中作业、空中准确抓取转移、跨水陆空准确投放、全方位高低压喷涂、接触式按压探测、气液固体准确采样等多种复合作业,突破应用场景限制。
今年初,长江上海航道处成功首次采用“无人机+柔韧机器人”创新完成维护航标灯现场作业,该产品正是万勋科技的猎户座Orion AP30-N1 柔韧机器人作业平台,搭配大疆 FC30 无人机,实现跨领域空中精细化航标灯维护作业。
eVTOL目前主要有多旋翼型、复合翼型、倾转旋翼型三种构型。不同形态各有长处和短板,但只要找到合适的场景,往往能扬长避短发挥价值。在城市交通、通航出行、观光旅游等场景下,不同构型都已经有落地案例。
多旋翼构型
案例:零重力飞机工业ZG-ONE
该构型飞行阶段由多个旋翼的动力输出来提供升力和前行动力,落地成本低,能快速商业化。
所以零重力飞机工业研发的多旋翼构型ZG-ONE,就聚焦于大众旅游和低空飞行观光体验。在封闭场景应用的前提下,设计为无人驾驶的两座布局飞行器,航程30公里,航时25分钟,设计总重为650公斤,巡航速度最高125km/h。其优势在于可换电的架构和顶置旋翼,搭载整机弹射伞和三余度飞控计算机作为安全保障,通过换电可以提升运营周转率。
目前,其1:1的样机已经完成制造和组装,进入了产品化阶段,目前已收到超200架的意向订单,计划于2024年进行小批量交付,正在积极准备相关材料申请适航认证,取得TC证后将继续推进规模化商业使用。
倾转旋翼型
案例:时的科技 E20 eVTOL;零重力飞机工业 ZG-T6
也被称为矢量推力型,这种构型的旋翼能灵活转换:在起飞阶段,旋翼像直升机螺旋桨一样提供升力,到了平飞阶段,旋翼会向前倾转,提供向前的推力。
有研究显示,相较其他构型,倾转构型eVTOL的载重比高——同等起飞重量下载客数多,巡航速度快——最高时速可达320公里/小时,经济效益好——综合成本是直升机的1/4。在城市交通和通航出行场景下,是当前全世界公认的“终极构型”,海外优质主机厂如Joby、Archer等都选择了这一构型。
时的科技研发的E20 eVTOL就是倾转旋翼构型。它有6个螺旋桨,巡航飞行时前面两发不会倾转,通过顺桨减少阻力;后面四发会倾转,则变为固定翼模式,实现高速高性能飞行。E20的垂直升力和水平推力使用同一套动力系统,动力单元可以复用,因此也更为经济,未来的收费能进一步降低。研发进展方面,时的科技已经完成了1:1的样机制造,目前正在积极取证。
零重力飞机工业也有一款倾转旋翼构型的eVTOL:ZG-T6。据零重力创始人兼CEO李宜恒表示,ZG-T6设计总重为2.5吨,六座单驾驶位布局,航程300公里,航时90公里,巡航速度300km/h,是倾转六旋翼构型的飞行器,瞄准的是未来城市和城际间中长距离交通。
目前ZG-T6已完成全尺寸验证机的总装,多架次的原型机在国内多个试飞基地开展高频次的飞行测试。从长期来看,计划在2028年后进行商业化使用和大批量交付。
复合翼构型
复合翼构型有两套旋翼,一套垂直起降旋翼控制起飞降落,一套水平推进旋翼控制巡航,两套系统分离运作。这种方案的设计和飞控系统相对简单,监管部门也有着熟悉的适航路径和符合性方法,在市场准入方面较为宽松。所以能快速走过研发、制造阶段,抵达商业化。不过复合翼型的eVTOL进入巡航阶段后,垂直起降旋翼就会闲置,此时的eVTOL只能负重前行,平添阻力。
我们建议创业者关注……
那些致力于推动低空经济电动化的公司,在这个阶段如何构建自己的发展飞轮?蓝驰创投认为,创业者核心应该关注三点:资金、政策和业务。
尤其在政策方面,有两个关键因素值得关注:一是空域开放的速度和节奏,二是飞行器的型号合格证(TC)和生产许可证(PC)的监管取证进程。
空域的开放是低空经济发展的先决条件,我们判断,未来低空经济的管理,将沿着分级分类和固定航线两个方向进行:参照消费级无人机的空域管理经验,预计第一阶段的空域开放可能会集中在城市与乡村结合部,以及地级市周边地区。蓝驰创投发现,eVTOL公司已经开始在这些地区对低空空域进行跑马圈地。某种程度上,起降的点位就是eVTOL公司的立足点。这些地区中,适合eVTOL起降的点位也是有限的,而且一旦形成了先发优势,其他公司的点位空间就会越来越少。
此外,天空无法修路,eVTOL也不太可能像私家车那样随意穿行,未来大概率会划定固定的航线,以便进行有效管控。由于eVTOL通常配有固定导航系统,只能按照设定的航线飞行。所以eVTOL的管控相比汽车要相对容易得多。
低空飞行器的适航认证也是一大挑战。
民航局专门为eVTOL制定了一套特别适航条件(SC),对其结构设计、动力装置、飞行性能等方面提出了详尽要求。在SC框架下,主流eVTOL企业正分阶段推进相关工作,具体包括概念设计阶段的PC(概念认证)、初步设计阶段的TC(型号认证)、最终装配阶段的AC(适航认证)和运营许可阶段的OC(运营合格审定)。
根据计划,时的科技研发的E20将在2026年完成TC证和PC证的取证。从2025年开始会陆续打造示范运营的案例,在取证后会同步开展商业航线以及低空游览的项目。
除此之外,海外市场也值得eVTOL公司给予更多关注。
相较于国内完善的公路基建,许多地广人稀或者经济欠发达的海外地区,如中东、南美、非洲等,无法负担密集和高铁、高速公路网络,eVTOL就变成了更为经济的选择。
今年3月26日,时的科技完成了A轮两千万美元独家战略融资,投资方正是海外知名投资机构,其计划在中东地区打造“空中出租车”应用场景。预计在2027或者2028年,在通过双边互认的基础上,时的科技将飞机销售至海外市场。
作为时的科技的天使投资机构,蓝驰创投在此过程中也协助公司积极拓展海外市场和资金支持,加快时的科技的全球化能力增长步伐。
每个时代都会造就属于它的伟大企业。60年代的美国汽车产业蓬勃发展,成就了「汽车三巨头」通用、福特、克莱斯勒。而当出行从地面的二维空间发展向三维的低空空域,又会创造怎样的巨头?
我们期待蓝驰家族的探索者们继续巩固行业优势,通过技术创新和全球市场拓展,推动电动飞行技术的全球商业化进程。