低空飞行观察(上篇):低空飞行加速驶来,有望成为新的广阔蓝海
发布日期:2024-04-02
政策着力、企业布局,2024年或为低空经济元年
低空经济市场蓄势待发,发展前景广阔。低空经济市场以通用航空为主体,包括传统通用航空服务市场和新通航市场,涵盖无人机市场、新型空中交通服务(UAM)、低空应急救援与服务等方面。其中,电动垂直起降飞行器(eVTOL)作为新通航市场服务的重要运营载体,因其电动化、高安全性和可靠性等特征被认为是最具发展前景的城市空中交通运输。我们认为,随着技术进步、政策支持和市场需求增长,2024年或为低空经济市场元年。
1.低空经济纳入国家规划,多省市布局构建低空经济体系
中央高度重视培育低空经济战略新兴产业,纳入国家规划。2021年2月,中共中央、国务院印发了《国家综合立体交通网规划纲要》[3],首次将低空经济纳入了我国发展蓝图。2023年起低空经济政策纷纷发布。2023年12月,中央经济工作会议提出了打造包括低空经济在内的若干战略性新兴产业的重要决策。随后,2024年1月1日,《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》正式实施,标志着国内无人机产业将迈入“有法可依”的规范化发展新阶段,支撑国内无人机产业有序增长。2024年3月,《政府工作报告》提出,“积极培育新兴产业和未来产业,积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎”,进一步刺激了低空经济的蓬勃发展。
图表:我国低空经济重要政策节点
各省市积极响应出台支持政策,把握低空经济发展机遇。为响应中央号召、抢抓低空经济新机遇,地方相继出台政策支持低空经济发展。据我们统计,2023年第十四届人民代表大会第一次会议和第二次会议上,全国共有18个省(自治区)将低空经济有关内容写入政府工作报告,积极响应各省对国家低空经济政策规划。同时,也有不少省市走在低空经济浪潮的前面,截至2023年底,已有31省市根据国家规划出台了多项政策支持低空经济行业的发展,我们认为行业发展初期、政策支持与鼓励有望直接驱动行业发展加速。
地方积极开放空域、规划航线、设置补贴,激励低空经济发展。2021年9月,湖南、江西、安徽等省份被设为全域低空开放试点省份,成为低空经济领先城市。2023年湖南编制实施全国第一部空域划设方案,划设了171个空域,97条低空视航线;2024年安徽获批开放21个临时空域、18条临时航线,低空航线较2023年增加3条;2024年江西获批空域较2023年增加61.5%,基本覆盖了全省主要城市、景区及相关重点区域。其他省份也积极推进低空经济,2023年11月,海南发布全国首张省域无人驾驶航空器适飞空域图,对国内低空立体化空域规划起到示范性作用。2023年12月,深圳率先推出具体补贴措施,对本市生产eVTOL航空器、大型无人驾驶航空器、中型无人驾驶航空器的企业分别奖励1500万元/500万元/300万元。
图表:海南无人驾驶航空器适飞空域图
2.海内外众多企业积极布局,eVTOL产业化趋势加速
海内外众多企业积极布局eVTOL产业。领先的整机开发企业包括海外的Joby Aviation、Wisk、Archer Aviation、 Vertical Aerospace、Lilium、Beta Technologies,我国的亿航智能、沃飞长空、峰飞科技、沃兰特、时的科技、小鹏汇天、牧羽航空、磐拓航空、御风未来、零重力等。其中,亿航智能的EH216-S无人驾驶载人航空器于2023年12月获得由中国民航局的标准适航证,成为全球首个获得适航证的eVTOL,为后续企业产品的商业落地提供了良好的范例。随着大量企业进入、关键技术逐步突破,我们认为eVTOL产品力提升速度有望加快、行业或迎来快速发展阶段。
3.以史为鉴,对标新能源车,当前eVTOL处在行业发展的萌芽期
中国新能源汽车的发展历经20余年,前期政策驱动增长,后期市场带动爆发。复盘我国新能源汽车产业发展历史,我们观察到在2010-2015年行业发展初期阶段,市场主要受到政策驱动,补贴直接驱动中国新能源车销量增长、带动产业链发展,2016-2022年随着行业发展趋于成熟、补贴开始逐步退坡,市场主体成为推动行业发展的主力,2023年以来补贴政策全面退坡、中国新能源车市场进入市场化驱动阶段。
图表:新能源车行业发展历程
eVTOL有望复刻新能源车行业发展路径,2024年或成为低空经济发展元年。我们认为当前低空经济行业在政策、技术、供给、需求等方面的情况与2010-2015年新能源车发展初期阶段近似,低空经济行业整体处于萌芽阶段,我们预期后续会有更多政策出台支持低空经济发展,打开低空经济市场空间,驱动eVTOL商业化进程加速。短期看,我们认为2024-2025年eVTOL有望在规划航线和验证商业模式的可行性上持续取得突破,如果企业能够顺利探索出可行的商业模式、预计eVTOL产品有望加速放量,2024年或成为低空经济发展元年。中长期看,未来随着低空经济政策和体制加速构建、技术逐步完善、市场认可度提升、制造成本下降,我们认为eVTOL市场有望加速进入高速成长期、呈百花齐放景象。
eVTOL或有望成为构建立体交通的核心载体,多场景的应用潜力也逐步凸显
1.eVTOL提供新的空中出行方式,整体构型丰富
eVTOL借鉴汽车工业的电动化,在垂直起降、成本、噪音等方面都更有优势,应用潜力十足。电动垂直起降飞行器(Electric Vertical Take-off and Landing,eVTOL)是空中交通的一种具体实现方式,2014年美国直升机国际协会和美国航空宇航协会正式将eVTOL概念引入。我们认为eVTOL一定程度上是电动汽车的延伸,从结构的角度来看,eVTOL类似电动汽车通过电动化简化了很多传统零部件,例如不需要直升机复杂的传动装置和发动机等;但从功能的角度来看,eVTOL却能够做到可以像直升机一样起落,也可以像传统飞机一样巡航,却不需要传统飞机的超长跑道也不需要直升机高昂的运修成本。此外eVTOL由于采用电推力系统,也具有显著的低噪音、环保等特点,也正因此eVTOL的应用潜力受到各方的普遍关注。
eVTOL普遍采用了分布式的电推力系统,但从具体的构型来看目前主要有四种:多旋翼、复合翼、倾转旋翼、涵道构型等,彼此之间各有优劣。
► 多旋翼:多旋翼是由多个旋翼的运转来维持飞行,整体机械结构较为简单,因此适航认证的难度也相对较低。但是也由于多旋翼的结构设计,导致能耗相对较高,一定程度上限制了多旋翼的续航能力,同时本身构型也导致飞行速度收到制约。
► 复合翼:复合翼是由巡航动力系统和垂直动力系统复合构成,由于搭载了独立的水平推进动力系统,因此相对于多旋翼而言能够有效提升航程能力。但也正由于这样的构型特点导致在巡航阶段,垂直动力系统产生额外阻力,限制速度和负载。
► 倾转旋翼:相较于复合翼而言,倾转旋翼的巡航阶段和垂直飞行阶段共用一套动力系统,有更好的航程和负载能力。但这样的倾转结构设计和飞控系统较为复杂,同时研发的周期较长,适航认证难度较大。
► 涵道构型:涵道构型是将裸露在外的结构装入涵道之中,因此整体的安全性更强,同时噪音更小。与倾转旋翼类似,整体的结构设计和研发难度仍然较大。
2.低空飞行填补了中短途高速出行的空白,eVTOL有望成为核心载体
eVTOL有望成为构筑低空飞行的核心载体。长期以来,交通运输主要是以长距离且巡航高度在数千米的飞机航空以及中短途中低速的汽车、火车/高铁等为主,其中城市交通主要是地面车辆和地下轨交的二维平面交通构成。而距离地面垂直距离1000米以内(根据实际需求延伸至不超过3000米)的低空空域一直尚未被有效利用。而电动垂直起降飞行器(Electric Vertical Take-off and Landing,eVTOL)的出现开启了交通出行的新领域,其低噪音、低成本、便捷性等特点也被市场逐步广泛关注,且在城市客运(UAM)的区域客运(RAM)、无人机货运、个人飞行、紧急救援、消防、农业等应用场景中也具备十足的潜力。
eVTOL有望填补中短程高速便捷出行的空白,从应用的角度远期或有望提供更高的性价比。我们认为出行方式的选择本质是对费用、速度等综合出行因素的考量,以往的交通工具中飞机覆盖了上千公里以上的超长距离出行,高铁覆盖中长距离出行,汽车则主要覆盖百公里左右的相对短途出行。根据Porsche Consulting的预计,eVTOL在50-400km的中短途出行来看,更具有便捷性。考虑到当前eVTOL产业链仍然处于早期,随着规模化降本以及产业链成熟加速,载人eVTOL一旦实现规模化运营,成本或有望不断下探,根据时的科技预计,从上海浦东新国际博览中心到苏州东方之门单程约100公里的行程用时仅25分钟以内,单人收费300元。我们对比常用的打车、高铁等出行方式来看,明显eVTOL的城际出行用时更短,且单程价格已经较打车出行更具性价比,即可以用更低的价格享受更高的速度。
3.多元应用场景逐步打开eVTOL潜力,远期或有望分阶段实现
根据沃兰特和南航联合发布的《客运eVTOL/飞行汽车应用与市场白皮书》eVTOL的应用或有望分阶段逐步进行,第一阶段主要为短途定期载客飞行、企业和私人包机、航空医疗转运以及空中游览;第二阶段则随着技术、基础设施的逐步成熟有望进入到空中出租车成熟且普及的阶段;第三阶段来看,则是eVTOL逐步实现私人市场。
低空经济市场蓄势待发,发展前景广阔。低空经济市场以通用航空为主体,包括传统通用航空服务市场和新通航市场,涵盖无人机市场、新型空中交通服务(UAM)、低空应急救援与服务等方面。其中,电动垂直起降飞行器(eVTOL)作为新通航市场服务的重要运营载体,因其电动化、高安全性和可靠性等特征被认为是最具发展前景的城市空中交通运输。我们认为,随着技术进步、政策支持和市场需求增长,2024年或为低空经济市场元年。
1.低空经济纳入国家规划,多省市布局构建低空经济体系
中央高度重视培育低空经济战略新兴产业,纳入国家规划。2021年2月,中共中央、国务院印发了《国家综合立体交通网规划纲要》[3],首次将低空经济纳入了我国发展蓝图。2023年起低空经济政策纷纷发布。2023年12月,中央经济工作会议提出了打造包括低空经济在内的若干战略性新兴产业的重要决策。随后,2024年1月1日,《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》正式实施,标志着国内无人机产业将迈入“有法可依”的规范化发展新阶段,支撑国内无人机产业有序增长。2024年3月,《政府工作报告》提出,“积极培育新兴产业和未来产业,积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎”,进一步刺激了低空经济的蓬勃发展。
图表:我国低空经济重要政策节点
各省市积极响应出台支持政策,把握低空经济发展机遇。为响应中央号召、抢抓低空经济新机遇,地方相继出台政策支持低空经济发展。据我们统计,2023年第十四届人民代表大会第一次会议和第二次会议上,全国共有18个省(自治区)将低空经济有关内容写入政府工作报告,积极响应各省对国家低空经济政策规划。同时,也有不少省市走在低空经济浪潮的前面,截至2023年底,已有31省市根据国家规划出台了多项政策支持低空经济行业的发展,我们认为行业发展初期、政策支持与鼓励有望直接驱动行业发展加速。
地方积极开放空域、规划航线、设置补贴,激励低空经济发展。2021年9月,湖南、江西、安徽等省份被设为全域低空开放试点省份,成为低空经济领先城市。2023年湖南编制实施全国第一部空域划设方案,划设了171个空域,97条低空视航线;2024年安徽获批开放21个临时空域、18条临时航线,低空航线较2023年增加3条;2024年江西获批空域较2023年增加61.5%,基本覆盖了全省主要城市、景区及相关重点区域。其他省份也积极推进低空经济,2023年11月,海南发布全国首张省域无人驾驶航空器适飞空域图,对国内低空立体化空域规划起到示范性作用。2023年12月,深圳率先推出具体补贴措施,对本市生产eVTOL航空器、大型无人驾驶航空器、中型无人驾驶航空器的企业分别奖励1500万元/500万元/300万元。
图表:海南无人驾驶航空器适飞空域图
2.海内外众多企业积极布局,eVTOL产业化趋势加速
海内外众多企业积极布局eVTOL产业。领先的整机开发企业包括海外的Joby Aviation、Wisk、Archer Aviation、 Vertical Aerospace、Lilium、Beta Technologies,我国的亿航智能、沃飞长空、峰飞科技、沃兰特、时的科技、小鹏汇天、牧羽航空、磐拓航空、御风未来、零重力等。其中,亿航智能的EH216-S无人驾驶载人航空器于2023年12月获得由中国民航局的标准适航证,成为全球首个获得适航证的eVTOL,为后续企业产品的商业落地提供了良好的范例。随着大量企业进入、关键技术逐步突破,我们认为eVTOL产品力提升速度有望加快、行业或迎来快速发展阶段。
3.以史为鉴,对标新能源车,当前eVTOL处在行业发展的萌芽期
中国新能源汽车的发展历经20余年,前期政策驱动增长,后期市场带动爆发。复盘我国新能源汽车产业发展历史,我们观察到在2010-2015年行业发展初期阶段,市场主要受到政策驱动,补贴直接驱动中国新能源车销量增长、带动产业链发展,2016-2022年随着行业发展趋于成熟、补贴开始逐步退坡,市场主体成为推动行业发展的主力,2023年以来补贴政策全面退坡、中国新能源车市场进入市场化驱动阶段。
图表:新能源车行业发展历程
eVTOL有望复刻新能源车行业发展路径,2024年或成为低空经济发展元年。我们认为当前低空经济行业在政策、技术、供给、需求等方面的情况与2010-2015年新能源车发展初期阶段近似,低空经济行业整体处于萌芽阶段,我们预期后续会有更多政策出台支持低空经济发展,打开低空经济市场空间,驱动eVTOL商业化进程加速。短期看,我们认为2024-2025年eVTOL有望在规划航线和验证商业模式的可行性上持续取得突破,如果企业能够顺利探索出可行的商业模式、预计eVTOL产品有望加速放量,2024年或成为低空经济发展元年。中长期看,未来随着低空经济政策和体制加速构建、技术逐步完善、市场认可度提升、制造成本下降,我们认为eVTOL市场有望加速进入高速成长期、呈百花齐放景象。
eVTOL或有望成为构建立体交通的核心载体,多场景的应用潜力也逐步凸显
1.eVTOL提供新的空中出行方式,整体构型丰富
eVTOL借鉴汽车工业的电动化,在垂直起降、成本、噪音等方面都更有优势,应用潜力十足。电动垂直起降飞行器(Electric Vertical Take-off and Landing,eVTOL)是空中交通的一种具体实现方式,2014年美国直升机国际协会和美国航空宇航协会正式将eVTOL概念引入。我们认为eVTOL一定程度上是电动汽车的延伸,从结构的角度来看,eVTOL类似电动汽车通过电动化简化了很多传统零部件,例如不需要直升机复杂的传动装置和发动机等;但从功能的角度来看,eVTOL却能够做到可以像直升机一样起落,也可以像传统飞机一样巡航,却不需要传统飞机的超长跑道也不需要直升机高昂的运修成本。此外eVTOL由于采用电推力系统,也具有显著的低噪音、环保等特点,也正因此eVTOL的应用潜力受到各方的普遍关注。
eVTOL普遍采用了分布式的电推力系统,但从具体的构型来看目前主要有四种:多旋翼、复合翼、倾转旋翼、涵道构型等,彼此之间各有优劣。
► 多旋翼:多旋翼是由多个旋翼的运转来维持飞行,整体机械结构较为简单,因此适航认证的难度也相对较低。但是也由于多旋翼的结构设计,导致能耗相对较高,一定程度上限制了多旋翼的续航能力,同时本身构型也导致飞行速度收到制约。
► 复合翼:复合翼是由巡航动力系统和垂直动力系统复合构成,由于搭载了独立的水平推进动力系统,因此相对于多旋翼而言能够有效提升航程能力。但也正由于这样的构型特点导致在巡航阶段,垂直动力系统产生额外阻力,限制速度和负载。
► 倾转旋翼:相较于复合翼而言,倾转旋翼的巡航阶段和垂直飞行阶段共用一套动力系统,有更好的航程和负载能力。但这样的倾转结构设计和飞控系统较为复杂,同时研发的周期较长,适航认证难度较大。
► 涵道构型:涵道构型是将裸露在外的结构装入涵道之中,因此整体的安全性更强,同时噪音更小。与倾转旋翼类似,整体的结构设计和研发难度仍然较大。
2.低空飞行填补了中短途高速出行的空白,eVTOL有望成为核心载体
eVTOL有望成为构筑低空飞行的核心载体。长期以来,交通运输主要是以长距离且巡航高度在数千米的飞机航空以及中短途中低速的汽车、火车/高铁等为主,其中城市交通主要是地面车辆和地下轨交的二维平面交通构成。而距离地面垂直距离1000米以内(根据实际需求延伸至不超过3000米)的低空空域一直尚未被有效利用。而电动垂直起降飞行器(Electric Vertical Take-off and Landing,eVTOL)的出现开启了交通出行的新领域,其低噪音、低成本、便捷性等特点也被市场逐步广泛关注,且在城市客运(UAM)的区域客运(RAM)、无人机货运、个人飞行、紧急救援、消防、农业等应用场景中也具备十足的潜力。
eVTOL有望填补中短程高速便捷出行的空白,从应用的角度远期或有望提供更高的性价比。我们认为出行方式的选择本质是对费用、速度等综合出行因素的考量,以往的交通工具中飞机覆盖了上千公里以上的超长距离出行,高铁覆盖中长距离出行,汽车则主要覆盖百公里左右的相对短途出行。根据Porsche Consulting的预计,eVTOL在50-400km的中短途出行来看,更具有便捷性。考虑到当前eVTOL产业链仍然处于早期,随着规模化降本以及产业链成熟加速,载人eVTOL一旦实现规模化运营,成本或有望不断下探,根据时的科技预计,从上海浦东新国际博览中心到苏州东方之门单程约100公里的行程用时仅25分钟以内,单人收费300元。我们对比常用的打车、高铁等出行方式来看,明显eVTOL的城际出行用时更短,且单程价格已经较打车出行更具性价比,即可以用更低的价格享受更高的速度。
3.多元应用场景逐步打开eVTOL潜力,远期或有望分阶段实现
根据沃兰特和南航联合发布的《客运eVTOL/飞行汽车应用与市场白皮书》eVTOL的应用或有望分阶段逐步进行,第一阶段主要为短途定期载客飞行、企业和私人包机、航空医疗转运以及空中游览;第二阶段则随着技术、基础设施的逐步成熟有望进入到空中出租车成熟且普及的阶段;第三阶段来看,则是eVTOL逐步实现私人市场。
[返 回]