1.5萬
一、市場
1. 定義：飛行汽車陸空兩用、eVTOL只能空用
飛行汽車的通俗定義是：既能在空中飛行也能像汽車那樣在陸地上行駛，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離載人的陸空兩用交通工具，分為滑跑起降和垂直起降兩種
eVTOL（ElectricVerticalTakeoffandLanding）電動垂直起降飛行器
1）電動（Electric）：傳統(tǒng)的飛機、直升機整體上以燃油為主，eVTOL則是純電動
2）垂直（Vertical）：大家平時坐的民用航空的客機基本上使用跑道，需要的空間比較大，垂直類的飛行器比如直升機、無人機、eVTOL則不同
3）起降（Takeoff and Landing）：指起飛和降落這兩個動作
2.驅(qū)動力：高安全、低成本、低噪音、智能化
繼汽車電動化之后，航空電動化可以帶來四大優(yōu)勢：
1）高安全：與民航客機相同
eVTOL采用多電池、多電機驅(qū)動多旋翼，具有安全冗余，典型如六旋翼失效1~2個旋翼仍然能夠正常降落，安全性相比傳統(tǒng)直升機提升了 1000 倍，達(dá)到十億分之一的安全水平，追平了民航客機
2）低成本：與出租車相近
eVTOL飛行速度快，而電價遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于燃油價格，規(guī)?；\營后每公里價格 2~3 元，與出租車持平，比傳統(tǒng)直升機低了 100 倍
3）低噪音：比正常說話稍高，低于街道噪音
eVTOL沒有發(fā)動機，噪音 65 分貝比正常說話稍高，低于街道噪音，城市內(nèi)可以正常起降，比傳統(tǒng)直升機低了100 倍
4）智能化：自動駕駛
eVTOL 在三維空間中運動，障礙更少，相比汽車可以更容易實現(xiàn)自動駕駛，中國民航局已經(jīng)發(fā)布 13 個無人駕駛實驗區(qū)，下圖為零重力的首款全自動駕駛 eVTOL
3.應(yīng)用：空中交通、載貨、景區(qū)、公共服務(wù)、軍警、家用eVTOL應(yīng)用眾多，下面一一介紹
1）UAM：城市空中交通（Urban Air Mobility）a.?城市空中出租車
你在北京，從首都機場下飛機到海淀五道口的清華大學(xué)需要多長時間？
如果打車，30 公里路程，不堵車 1 小時，堵車 2 小時，費用 100~200 元
如果打eVTOL，20 公里直線距離，10 分鐘到，費用 200 元
這不是天方夜譚，美國紐約航空公司（NewYorkAirways）運營直升機連接華爾街、曼哈頓中城和周邊機場已有30年之久，中國東部通航在深圳廣州也一直在運營，只是因為采用直升機價格太高坐的人少而已
b. 城際通航
c. 公務(wù)機
2）載貨
在貨運領(lǐng)域，特別是對時效性要求較高的生鮮、商務(wù)函件等，eVTOL將大概率首先替代一部分傳統(tǒng)中短途航空和中短途卡車
3）景區(qū)空中游覽
4）公共服務(wù)
相對傳統(tǒng)直升機的成本、安全和噪音優(yōu)勢，用于城市消防、醫(yī)療救護(hù)、搜索救援、農(nóng)林植保等公共服務(wù)領(lǐng)域
5）軍警市場
a. 軍用市場2020 年 2 月，美國空軍正式啟動“敏捷至上”（AgilityPrime）演示驗證項目，探索航空業(yè)新興的eVTOL電動垂直起降技術(shù)在特種作戰(zhàn)、救援搜索、短距運輸?shù)溶娛氯蝿?wù)中的應(yīng)用可行性，JOBY喬比、Beta貝塔等多家美國eVTOL廠商已經(jīng)參與
b. 警用市場2019年底，中國24個省市的公安機關(guān)建立了 40 航空警務(wù)隊，配備警用直升機約 67 架，警航飛行員 100 多名
6）私人家用市場eVTOL 批量應(yīng)用后價格可下探到100萬元，未來有可能以豪華車的價格打開2C市場
4. 規(guī)模：2030 年 3000 億美元，2040 年 1 萬億美元根據(jù) Morgan Stanley、德勤等預(yù)測，2040 年eVTOL市場全球規(guī)模將達(dá)到 1 萬億美元，其中?52% 貨運物流，46% 城市載人，3% 城際通航和軍政市場
5.政策：美國60年代全面開放，中國2021年三省試點
美國在 60 年代就開放了3000米以下的空域，低空空域管理基本趨向民用化管理，eVTOL和直升機都可以在無限制空域（一般為G級空域）自由飛行2021年7月，湖南、江西、安徽成為中國低空改革試點省份，在3000米以下低空空域針對航空器監(jiān)視通信覆蓋、低空空域監(jiān)管、低空空域運行管理等方面積累經(jīng)驗
二、技術(shù)
6. 技術(shù)路線：多旋翼→復(fù)合翼→傾轉(zhuǎn)翼→傾轉(zhuǎn)涵道→飛行汽車目前全球一共有超過 200 多家公司正在開發(fā)飛行汽車，按照技術(shù)路線分類：多旋翼 54 款、復(fù)合翼?35?款、傾旋翼 86 款、飛行汽車 41 款，下面一一介紹
1) 多旋翼構(gòu)型：30分鐘，50公里類似大疆無人機，有多個旋翼，沒有機翼或有短機翼，飛行器巡航時也依靠推進(jìn)器提供全部或部分升力，技術(shù)風(fēng)險和研制難度較低但多旋翼構(gòu)型平飛時空氣阻力較大，飛行效率較低，一般航時不超過30分鐘，航程不超過50公里，使用場景相對有限
圖｜Volocopter 旗下 18 旋翼結(jié)構(gòu)eVTOL（來源：Volocopter 官網(wǎng)）
2) 復(fù)合翼構(gòu)型：風(fēng)險中等，難度中等
有機翼，有獨立的螺旋槳分別提供升力和巡航推力，技術(shù)風(fēng)險中等，難度中等復(fù)合翼飛行效率高于多旋翼，但升力和推力來源于不同的螺旋槳，意味著始終存在著效率浪費，達(dá)不到更高效率，速度也達(dá)不到最快
3）傾轉(zhuǎn)翼構(gòu)型：風(fēng)險高，性能好
有機翼，由任一矢量推進(jìn)器既提供垂直升力也提供水平巡航推力，旋翼可以根據(jù)需要調(diào)整方向，起飛階段，旋翼像直升機螺旋槳那樣提供升力，到了平飛階段，旋翼可以向前傾轉(zhuǎn)，提供向前的推力，升力則依靠固定機翼來解決優(yōu)點是重量較輕，推力較大，在速度和航程上都更有優(yōu)勢；劣勢是復(fù)雜的機械設(shè)計、較高的控制難度，導(dǎo)致安全性較低世界知名軍用飛機V-22，綽號魚鷹，采用的就是傾轉(zhuǎn)旋翼構(gòu)型，于20世紀(jì)80年代由美國波音公司和貝爾直升機公司聯(lián)合研發(fā)，1989年3月19日首飛成功，經(jīng)歷長時間的測試、修改、驗證工作后，于2006年11月16日進(jìn)入美國空軍服役，魚鷹飛機現(xiàn)已累計生產(chǎn)了400余架，可由于操縱復(fù)雜，目前已發(fā)生了12起全損事故，造成了42人喪生，當(dāng)然魚鷹的雙旋翼發(fā)動機結(jié)構(gòu)沒有現(xiàn)在的多旋翼電動結(jié)構(gòu)安全性高
美國空軍現(xiàn)行裝備的傾轉(zhuǎn)構(gòu)型魚鷹飛機MV-22
美國Joby喬比五座飛車4S采用的就是傾轉(zhuǎn)旋翼構(gòu)型
4）傾轉(zhuǎn)涵道：未來技術(shù)，尚未成功驗證
有機翼，無控制舵面，eVTOL的升力、推力、航向和姿態(tài)控制均由傾轉(zhuǎn)涵道風(fēng)扇提供外觀時尚酷炫，頗具科幻感，消除了開放性螺旋槳在安全方面的隱患劣勢是目前無控制舵面的完全矢量控制技術(shù)還未被任何傳統(tǒng)飛機采用或者驗證過
圖｜Lilium 五座飛車的小型傾轉(zhuǎn)涵道風(fēng)扇設(shè)計（來源：Lilium 官網(wǎng)）
Bellwether領(lǐng)頭羊旗下Volar飛車
5）飛行汽車：陸空兩用，正在探索
飛行汽車FlyingCar，飛行是用來修飾汽車的，所以本質(zhì)上還是個車，車加上機翼導(dǎo)致作為一輛車開起來很困難，固定翼的形態(tài)又導(dǎo)致飛起來很難最大的困難是，飛行汽車要同時通過汽車認(rèn)證和飛行器認(rèn)證，目前還沒有能做到的如果說汽車是獸，飛行器是禽，飛行汽車是蝙蝠，eVTOL是禽，這是兩種不同的生物
7. 產(chǎn)業(yè)鏈：電池、電機、飛控、機體
上游供應(yīng)商主要包括電池、電機、飛控、機體四大類，中游飛機制造，下游各場景應(yīng)用
1）電池：能量密度、功率密度、充換電速度、循環(huán)次數(shù)能量密度決定了飛行器航程的上限，目前?300Wh/Kg 能保證 200~300 公里航程功率密度決定飛行器的載重量，垂直方向上起飛或降落時的功率需求是最大的
充換電速度決定航班的運行間隔循環(huán)次數(shù)決定飛行器使用壽命燃料電池是未來的可選項
2020年9月，世界首架氫燃料商用飛機在英國克蘭菲爾德機場成功首飛
主要的航空電池廠商已經(jīng)攜手電動航空客戶開始研發(fā)
2）電機：分布式推進(jìn)系統(tǒng)DEPeVTOL 的動力系統(tǒng)采用分布式推進(jìn)系統(tǒng)DEP，Distributed Electric Propulsion），其動力冗余設(shè)計使得飛行器更加安全，DEP 系統(tǒng)可以用三倍于傳統(tǒng)大發(fā)動機的效率達(dá)成和直升機相同的推力優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商包括：國內(nèi) T-Motor，國外Pipistrel（已經(jīng)有產(chǎn)品完成了適航認(rèn)證），賽峰、羅羅、MagniX?等（相應(yīng)產(chǎn)品在適航認(rèn)證的進(jìn)程中）
（左）德國飛行汽車公司 Lilium 的分布式電機推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計渲染圖與（右）航空發(fā)動機公司 Safran 的電機
3）飛控：感知、控制、決策飛控系統(tǒng)是eVTOL的“大腦”，進(jìn)行飛行器的感知、控制和決策，包括模型算法、軟件、硬件、機電等，廣義也包括通訊、導(dǎo)航系統(tǒng)等
下圖是空客A350機型飛控系統(tǒng)示意圖
自動駕駛系統(tǒng)在民航客機中已經(jīng)應(yīng)用，未來eVTOL也需要，Wisk、Volocopter、Vahana、億航、零重力均在研發(fā)中
飛控供應(yīng)商包括霍尼韋爾、泰雷茲、派克、昂際、邊界、吉太、獅尾等飛控代表：邊界智控
邊界智控由峰飛航空前CTO和順豐科技無人機前負(fù)責(zé)人的翁海敏創(chuàng)立，為eVTOL主機廠提供電傳飛控、綜合航電和自動駕駛產(chǎn)品和解決方案，完成國內(nèi)首個噸級eVTOL飛控系統(tǒng)自主研發(fā)并成功首飛，與慕尼黑工業(yè)大學(xué)共同研制客運eVTOL飛控系統(tǒng)，在歐洲獲得載人飛行試飛許可
4）機體：總體氣動布局、旋翼設(shè)計等
機體設(shè)計需要考慮整機空氣動力學(xué)性能、旋翼槳葉設(shè)計等
8. 適航：美國、歐洲、中國，TC+PC+AC美國聯(lián)邦航空管理局?FAA、歐洲航空安全局 EASA、中國民航局?CAAC 均有各自的適航要求，整體大同小異，目前 Joby 最快，預(yù)計?2024年取證中國適航要求取得型號合格證TC、生產(chǎn)許可證PC、單機適航證AC，一般需要 2~5 年
三、產(chǎn)業(yè)
9. 歷史：飛行汽車 100 年，eVTOL 10 年
1917年，飛行汽車之父格林·卡蒂斯研制飛行汽車Autoplane，采用分體式設(shè)計，飛行部分與車輛部分可以分開，飛行的時候兩者結(jié)合，地面行駛的時候只使用車輛部分
1949年，美國設(shè)計師MoultonTaylor研制Aerocar，1956 年獲得由FAA前身美國民用航空局 CAA 適航證
2021 年，中國吉利集團(tuán)旗下 Terrafugia 太力公司 TF-1 獲得 FAA 輕型運動飛機 LSA 類特許適航證2022 年，斯洛伐克Klein Vision克萊因視覺 AirCar 獲得 EASA 適航證
2009 年，全球第一家 eVTOL 企業(yè) JOBY 成立2011 年，世界直升機巨頭意大利 AugustWestland 提出 eVTOL 概念2014 年，美國直升機國際協(xié)會（AmericanHelicopterAssociation，AHA）、美國航空宇航協(xié)會（AmericanInstituteofAeronauticsandAstronautics，AIAA）在弗吉尼亞大會上正式肯定了 eVTOL
2016 年，Uber 提出 Uber Elevate 城市空中出租車計劃，引發(fā)全球 eVTOL浪潮
2021年，美國JOBY喬比、德國Lilium百合花、美國Archer弓箭手、英國Vertical Aerospace 垂直飛行空間先后上市
10. 產(chǎn)業(yè)化：2025 特定場景，2030 空中出租車，2035 私人飛行汽車
我們認(rèn)為，eVTOL、飛行汽車行業(yè)可能會經(jīng)歷如下三個階段：
1）2025 年前后，首先開啟貨運物流、城際通航、機場通航、景區(qū)觀光等固定航線運營，構(gòu)型以多旋翼、復(fù)合翼、傾轉(zhuǎn)翼為主
2024-2025 年期間，巴黎奧運會、大阪世博會將陸續(xù)舉行巴黎計劃在2024年奧運會前開通兩條專門的航線運送乘客，一條連接巴黎戴高樂機場和勒布爾熱機場，另一條位于法國首都巴黎西南的兩個郊區(qū)之間。Volocopter 2021 年在法國布爾歇機場首次試飛了其電動空中出租車，法國空客 2021 年推出了用作奧運會交通工具的4座eVTOL--CityAirbusNextGen
日本大阪?2025 年開設(shè)定期航班，2030 年擴大航線，日本 SkyDrive、美國 Joby?計劃在大阪世博會期間提供商用服務(wù)
各大公司計劃 2025 年前后取證或商用
2）2030 年前后，逐步開啟空中出租車服務(wù)，構(gòu)型以復(fù)合翼、傾轉(zhuǎn)翼、傾轉(zhuǎn)涵道為主
3）2035 年前后，逐步開啟私人家用市場，價格降到百萬元級別，陸空兩用飛行汽車規(guī)模應(yīng)用
11. 全球：五大四小，三分天下
中美歐都有各自龐大的市場和航空工業(yè)領(lǐng)域相對獨立、完備的教育、科研、生產(chǎn)與供應(yīng)鏈體系，特別是在軍用航空工業(yè)領(lǐng)域尤其如此，未來產(chǎn)業(yè)布局將是中美歐廠商三足鼎立，全球市場三分天下目前上市公司 5 家：美國 Joby、Archer、英國 Vertical、德國?Lilium、巴西?Eve非上市獨角獸 4 家：德國?Volocopter、美國?Beta、Wisk、Overair
美國 Joby：全球龍頭2009 年，美國Joby喬比成立于加州，專注城市載人和城際通航市場，2021年上市，2022年8月10日?S4?傾轉(zhuǎn)旋翼獲得美國空軍“敏捷至上”項目合同 7500 萬美元，預(yù)計?2024 年取證，現(xiàn)金儲備?12 億美元美國 Archer：傾轉(zhuǎn)龍頭2019 年美國Archer弓箭手成立，專注城市載人市場，2021年上市，2022年8月10日與美聯(lián)航簽訂 200 架訂單并收到 1000 萬美元訂金，2024 年取證，現(xiàn)金儲備 7 億美元英國 Vertical：傾轉(zhuǎn)龍頭2016 年，英國 Vertical Aerospace 垂直飛行空間成立，專注城市載人和城際通航市場， 2021 年上市，2022年7月15日拿到美國航空(AAL)、維珍航空、Avolon、Bristow、Iberojet?等?1350 架訂單，2024 年取證運營，現(xiàn)金儲備 1.45 億英鎊德國 Lilium：傾轉(zhuǎn)涵道龍頭德國Lilium百合花 2015 年成立于德國慕尼黑，2021年上市，2022年10月26日沙特航空簽署?100 架訂單，2024 年取證
巴西 EVE：復(fù)合翼龍頭
2022 年，巴航工業(yè)旗下電動航空公司 EveHolding?上市，獲得Azorra Aviation、FalkoRegionalAircraft、Republic Airways、SkyWest 等訂單 1825 架，2024 年取證
德國 Volocopter：多旋翼龍頭
2011 年 Volocopter 成立，已經(jīng)在迪拜、新加坡、芬蘭和德國完成試飛，2024 年取證，累計融資 7.6 億美元，估值?17 億美元
美國 Beta：復(fù)合翼龍頭
2017 年美國 Beta 貝塔成立，專注于醫(yī)療行業(yè)人體器官移植運送、貨運物流和城市載人，2022?年獲得UPS?Flight?Forward、英國Bristo、愛爾蘭?LCI?255?架訂單，2025?年取證，估值 14 億美元
美國 Wisk：無人駕駛龍頭
2019 年，谷歌創(chuàng)始人拉瑞佩奇創(chuàng)立的小鷹KittyHawk和波音合資成立Wisk，波音注資 4.5 億美元，傾轉(zhuǎn)翼技術(shù)路線，全自主飛行
美國 Overair：慢速傾轉(zhuǎn)大旋翼龍頭
2019 年，韓國韓華與以色列Karem合資成立，2022 年融資?1.45 億美金，采用慢速傾轉(zhuǎn)大旋翼技術(shù)，2026 年取證
12.中國：億航、峰飛、沃蘭特、吉利、時的、磐拓、小鵬、零重力
eVTOL 繞開了美歐優(yōu)勢的航空發(fā)動機，得益于中國電動車產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展等，中國eVTOL 廠商在總成本、電池技術(shù)、部分供應(yīng)鏈配套方面存在換道超車的機會，下面一一介紹多旋翼：億航、禮勝、神燈、飛熊等復(fù)合翼：峰飛、沃蘭特、牧羽、齊飛、御風(fēng)、億維特、瓦特、凌悅等
傾轉(zhuǎn)翼：吉利、時的、化羽、追夢、天際線、小鷹、斑斕等傾轉(zhuǎn)涵道：磐拓、云翼、博智等飛行汽車：小鵬匯天、酷黑、深蘭等
綜合：零重力等
億航：多旋翼代表2014 年億航成立，2016年發(fā)布 EH184，2018年發(fā)布 EH?216，2019 年上市，累計銷售 200 多架，不過一個明顯設(shè)計問題是槳葉對著人，出現(xiàn)意外容易削到腿
峰飛：復(fù)合翼代表
2017 年成立，2022年9月29日凱瑞鷗2噸載物eVTOL型號合格證（TC）申請獲中國民航局受理，盛世龍載人eVTOL正在向歐洲航空局EASA申請，獲得國際航空資本 1 億美元融資
沃蘭特：復(fù)合翼代表
2021 年成立，創(chuàng)始人董明中航工業(yè)商飛經(jīng)驗，2022年1月26日與中國民航華東局簽署國內(nèi)首份《安全保障合作計劃》（PSP），6 月完成億元級融資，2022年11月全尺寸技術(shù)驗證機下線
吉利沃飛長空：傾轉(zhuǎn)翼代表
2006 年 5 個麻省理工學(xué)院學(xué)生成立?Terrafugia，2009 年美國首次試飛成功，2017年吉利收購Terrafugia，2020 年成立沃飛長空，2022 年全尺寸技術(shù)驗證機下線，11月23日正式獲得國內(nèi)首份民航局西南局型號合格證（TC）申請受理
時的：傾轉(zhuǎn)翼代表2021年成立，創(chuàng)始人黃雍威原空客中國總工，2022年1月與中國民航華東局簽署國內(nèi)首份《安全保障合作計劃》（PSP），獲得千萬美元融資磐拓：傾轉(zhuǎn)涵道代表2019 年成立，2021年發(fā)布傾轉(zhuǎn)涵道構(gòu)型，2022年完成縮比驗證機首飛
小鵬匯天：飛行汽車代表2014年匯天成立，2020年小鵬投資控股，2022年10月10日完成首次公開飛行零重力：綜合代表2021年成立，國內(nèi)唯一一家采用多旋翼→復(fù)合翼→傾轉(zhuǎn)翼層層遞進(jìn)技術(shù)路線，首席科學(xué)家，首席顧問中國航空學(xué)會理事長，多旋翼全尺寸機下線，獲得訂單 30 架，復(fù)合翼、傾轉(zhuǎn)翼縮比機完成試飛
下載ECAD模型
