近日,工信部等四部門印發《綠色航空制造業發展綱要(2023-2035年)》(以下簡稱《綱要》)。《綱要》提出,到2035年計劃建立完整、先進和安全的綠色航空制造體系,新能源航空器將成為發展主流。其中,關于電動垂直起降航空器(eVTOL)(通俗稱為“飛行汽車”)的一系列規劃引發市場關注。 城市、跨城交通壓力大 構建綜合立體交通網絡
當前,汽車保有量增速遠遠高于城市道路資源建設。據公安部統計,2023年1-9月全國汽車保有量為3.3億輛,較去年同期增加1500萬輛,城市發展面臨交通擁堵和排放治理困難,構建綜合立體交通網絡勢在必行。2021年初,國務院印發了《國家綜合立體交通網規劃綱要》,明確指出要加快建設交通強國,計劃到2035年基本建成現代化高質量國家綜合立體交通網,構建城市群內部快速空中交通網絡。 現階段,城市內部的交通擁堵加劇,特別是特大城市和超大城市,根據《2023年度中國主要城市通勤監測報告》顯示,北京、天津和上海等超大城市的45分鐘通勤比重均低于80%。作為報告監測的關鍵指標之一,80%通勤者45分鐘可達是城市運行效率和居民生活品質的衡量標準,也是改善城市人居環境的重要目標。不難發現,國內大城市的人居環境堪憂,亟待改善。 此外,城際交通效率不高,也深深困擾著數量與日俱增的跨城通勤者。孚能科技CEO王瑀近期在某論壇上表示,到2030年,預計全球大約60%的人口將居住在郊區,屆時道路交通的發展將難以滿足人們的出行需求。以北京為例,隨著北京城市化進程的推進,常住人口逐步向環京地區(北三縣、廊坊市區、固安、涿州)聚集。據統計,2022年約有33萬通勤者住在環京地區,每天跨城上下班耗時平均在2小時左右。此外,隨著京津冀一體化深入,北京與天津之間的跨城通勤也很普遍。雖然兩城之間有高鐵相連,但下高鐵后,還需要在城市內乘地鐵或公交車周轉。有居住在天津的網友稱,自己在北京工作,每天需要在兩地之間往返,平均通勤時間4個小時,每月光通勤費用就超過2000元。 種種跡象表明,盡管目前的出行工具有很多,諸如私家車、公交車、地鐵、高鐵、飛機等,但在可預見的未來,城市擁堵和跨城交通效率低等問題仍將持續加劇,對于新型的交通出行工具和立體交通網的需求已箭在弦上。 國家釋放積極信號 空域交通迎來發展機遇
隨著國家大力推動綜合立體交通網發展,出行立體化將成為未來交通新趨勢,通過空間立體化布局、交通換乘樞紐化以及載人工具的多棲化,來最大化拓展城市交通空間。早在2021年,交通運輸部、科技部聯合印發的《交通領域科技創新中長期發展規劃綱要(2021-2035年)》中就明確提出部署飛行汽車研發、突破飛行器與汽車融合、飛行與地面行駛自由切換等技術。此次《綱要》的發布,進一步明確了“飛行汽車”商業化的時間表,以及一系列亟待解決的重點技術難題,對于相關產業發展釋放出積極信號。 根據綱要規劃,到2025年,電動垂直起降航空器(eVTOL)實現試點運行;到2035年,建成具有完整性、先進性、安全性的綠色航空制造體系。此外,《綱要》還提到,面向城市空運、應急救援、物流運輸等應用場景,加快電動垂直起降航空器(eVTOL)等創新產品應用。鼓勵開展綠色航空示范運營,推動輕小型固定翼電動飛機、電動垂直起降航空器(eVTOL)實現商業運營。同時,要加快將電動垂直起降航空器(eVTOL)融入綜合立體交通網絡,鼓勵珠三角、長三角、環渤海、成渝等優勢地區,設立低空經濟示范區,開展電動垂直起降航空器(eVTOL)商業示范運營,這無疑從政策層面加大了對“飛行汽車”的布局。 另外,《綱要》除了對“飛行汽車”的發展指明方向外,對于配套的動力電池技術也提出了相關要求。《綱要》提出,要突破高能量密度鋰電池、高比功率氫燃料電池、高效率電推進系統等關鍵技術,滿足飛行汽車等要求的400Wh/kg級航空鋰電池產品投入量產,500Wh/kg級產品小規模驗證。 據山東省電池工業協會顧問謝瑜忠介紹,按照常規情況計算,當動力電池能量密度為200Wh/kg時,飛行汽車續航200公里所需配備電池容量為537kWh,相當于要配備2.5噸重量的鋰電池。這顯然是不現實的,要知道像小鵬匯天等“飛行汽車”的自重也才1.8噸。而按照《綱要》的要求,動力電池能量密度為400Wh/kg時電池自重在500公斤左右。雖然現階段電池技術距離達到這樣的水平還有一定距離,不過寧德時代創新研發的凝聚態電池帶來希望。據寧德時代官網宣稱,這種電池單體能量密度可高達500Wh/kg,按照規劃,車規級凝聚態電池將在2023年實現量產,而航空級的電池想必也不會太遠了。 競逐新賽道 規劃布局把握先機 ![]() ![]() 小鵬匯天一體式飛行汽車(圖片來源于小鵬匯天官方微博) 綜合立體交通網絡發展,為載人工具運用提供了新的技術空間和技術需求,電動垂直起降航空器(eVTOL),即“飛行汽車”受到資本的持續關注與追捧,據摩根士丹利預測,未來全球城市空中交通市場(UAM)規模將達到1.5萬億美元,顯然又是一片前景廣闊的新藍海。 雖然現階段國內低空領域的開放尚無明確的時間表,但此前四川、湖南、江西、安徽已先后開啟了低空空域管理改革試點。其中,湖南省已經發布了全國第一個低空空域協同運行辦法,以及實施了全國第一部低空空域劃設方案。而深圳日前也發布了《深圳市關于支持低空經濟高質量發展的若干措施(征求意見稿)》,其中將飛行汽車作為布局重點。同時,深圳-珠海往返eVTOL航線有望于近期首飛,屆時只需要15分鐘就能夠從深圳到珠海。 在低空經濟發展穩步推進的當下,對于“飛行汽車”這個新賽道需要企業提前做好布局,未來低空領域政策一旦放開,才有可能在這片新藍海中搶占先機。 從全球范圍內來看,目前在“飛行汽車”領域著手布局的主要有三類企業,一類是傳統的航空制造企業,如波音、空客等,它們在飛行器制造方面具備成熟的技術和豐富的經驗,在市場中優勢明顯;另一類是初創公司和科技企業,如馬斯克投資的Alef Aeronautics、德國的Lilium jet以及國內的億航智能等,這些企業在創新技術方面占據一定優勢;還有就是傳統汽車企業,如奧迪、豐田、廣汽、吉利和小鵬汽車等,其中吉利和小鵬汽車分別通過投資沃飛長空和小鵬匯天來積極布局。2023年1月,小鵬匯天旅航者X2獲得了中國民用航空中南地區管理局頒發的特許飛行證,成為國內首款提出申請并成功獲批的有人駕駛eVTOL產品。而吉利科技集團旗下的沃飛長空推出的AE200純電動垂直起降飛行器(eVTOL)也已經完成首飛,并收獲華龍航空100架的意向采購訂單。 ![]() ![]() Alef Aeronautics公司推出的Model A(圖片來源于外網) 從技術層面來看,布局“飛行汽車”需要從幾個主要領域入手:飛行汽車結構設計、驅動技術(純電/混動系統)、空氣動力學技術、智能駕駛技術(包括智能駕駛艙)。 從結構設計來看,目前市場主流的技術路線分為兩種,簡單來說,就是只具備飛行功能的和既能空中飛行又可以陸地行駛兩種方案。馬斯克投資的Alef Aeronautics公司推出的Model A屬于后一種方案。 驅動技術分為三類,純電/混動系統技術、高功率密度盤式電機技術和分布式驅動技術。其中,純電動力可以實現能源的清潔化、低碳化;混動系統技術可以起到增程作用,能夠幫助“飛行汽車”實現長里程行駛。而分布式驅動技術包括了地面行駛和飛行模塊的分布式驅動,通過構型模塊的重構,優化氣動布局,實現“飛行汽車”更高的驅動效率與更強的機動性能。 此外,對于能夠在空中飛行的“飛行汽車”而言,空氣動力學技術也是必不可少的研究方向,包括氣動力學、高效旋翼與航道設計以及飛行綜合控制,確保“飛行汽車”在使用過程中的穩定性、安全性和高效機動性。 而智能駕駛技術其實和汽車的智能駕駛類似,研究方向大致分為三個方面,智能感知與決策技術、智能座艙與操控技術和智能底盤控制技術。前者通過增強系統的感知能力,優化決策規劃,比如什么區域可通行,遇到障礙物如何避讓等。智能座艙大家就比較熟悉了,主要是通過合理設計智能終端操作系統、軟硬件架構,來實現人機智能交互、獲取準確的周圍環境和狀態信息,來提升操控安全性。而智能底盤控制技術,主要是針對“飛行汽車”在陸地行駛時的控制,圍繞線控系統執行控制、動力學域控制和集成控制三個方面進行研究,從而實現線控系統能夠高效精確做工,保障整車安全穩定運行。 從長遠發展來看,布局“飛行汽車”除了可以讓企業在新賽道搶占先機外,對于企業吸引投資、展現創新技術實力,以及向用戶傳遞企業價值觀和發展愿景等方面具有積極意義。 總結 20多年前呂克·貝松執導的經典科幻電影《第五元素》中描繪的未來交通場景,距離我們更近了一步。“飛行汽車”如今已不再是夢,盡管現階段距離其真正落地尚有時日,但在國家政策的持續推動下,未來出行的美好藍圖已緩緩展開。 |
![]() |
中國鍛壓網官方微信:掃一掃,立即關注!
關注"中國鍛壓網",獲取獨家行業新聞資訊。 添加方法1: 在“添加好友”中直接添加微信賬號:chinaforge 添加方法2: 微信中掃描左側的二維碼 |