2024低空经济与eVTOL市场发展前瞻报告
低空经济问与答
Q：什么是低空经济，产业链包括哪些环节？◼低空经济，是指依托于低空空域，以各种有人驾驶和无人驾驶航空器的低空飞行活动为牵引，辐射带动相关领域融合发展的经济形态。低空通常指距离地面垂直高度1000米以内的空域，视地区特性和实际需求可扩展至3000米。•低空经济包括低空制造、低空飞行、低空保障和综合服务。低空制造产业是指面向通用、警用、海关和部分军用航空器的研发制造类产业，低空飞行产业是低空经济的核心产业。
Q：低空经济与通用飞行、无人机的关系如何？•资料来源：《低空经济与通用航空、无人机、UAM的关系分析_郭辰阳》，前瞻产业研究院，《20 24年中国低空经济报告-蓄势待飞，展翅万亿新赛道》，天风证券研究所◼低空飞行活动包括警用航空活动、海关航空活动和通用航空。通用航空是低空经济的重要组成部分。◼近年来，随着无人机产业的迅猛发展，无人机对有人机的替代作用正在越来越大。同时，由于无人机新的应用领域越来越广，因此无人机产业已成为低空经济的主导产业。
Q：低空空域开放及低空经济发展有着怎样的政策导向？◼3月27日，工信部等四部门联合发布《通用航空装备创新应用实施方案（2024-2030年）》。其中提到，到2030年，通用航空装备全面融入民众生产生活各领域，成为低空经济增长的强大推动力，形成万亿级市场规模。低空飞行航空器整体商业化进程、配套支撑和市场培育程有望提速。◼到2027年，我国通用航空装备供给能力、产业创新能力显著提升，现代化通用航空基础支撑体系基本建立，高效融合产业生态初步形成，通用航空公共服务装备体系基本完善，以无人化、电动化、智能化为技术特征的新型通用航空装备在城市空运、物流配送、应急救援等领域实现商业应用。◼三大主要目标：创新能力显著提升。绿色化、智能化、新构型通用航空器研制创新居世界先进水平，形成一批通用航空领域产学研用联合实验室、科技创新中心及科技创新服务平台。通用航空法规标准体系和安全验证体系基本建立。示范应用成效明显。航空应急救援、物流配送实现规模化应用，城市空中交通实现商业运行，形成20个以上可复制、可推广的典型应用示范，打造一批低空经济应用示范基地，形成一批品牌产品。产业链现代化水平大幅提升。打造10家以上具有生态主导力的通用航空产业链龙头企业，培育一批专精特新“小巨人”和制造业单项冠军企业，通用航空动力实现系列化发展，机载、任务系统及配套设备模块化、标准化产业配套能力显著增强。
Q：什么是EVTOL，目前国内外企业进展如何？◼eVTOL指电动垂直起降飞行器，应用领域多集中于民用航空，城市空中交通和支线物流运输是主要运行场景。直升机和eVTOL两类运输方式则主要覆盖了50-400公里左右的中短途出行需求；在道路拥挤的城市或者旅游景点，50公里以下的里程eVTOL也颇具吸引力。◼据VFS统计，截至2023年11月底，全球共有924型eVTOL概念产品。但受限于行业资金及资源等限制，仅有非常少的企业能进入适航认证阶段。可以发现，除亿航智能外，国内eVTOL厂商多集中于2020年前后成立，相较于国外厂商偏晚。
Q：从亿航取证过程看eVTOL大规模商业化运行时间？◼依据CCAR-21-R4《民用航空产品和零部件合格审定规定》，对于航空器（包括各种飞机、旋翼机、滑翔机、载人气球等）制造商来说，要想进行商业化销售，通常需要三个证，即：TC（型号合格证）、PC（生产许可证）和AC（适航证）。取证的难点和卡点在于需首先获得型号合格证（TC）。◼在PC证颁发之前，可采用依据型号合格证进行过渡性生产和交付（小规模生产）；拿到PC证后方可实行规模生产。◼从亿航EH216-S及峰飞V2000CG取得“TC”的时间来看，民航局受理审定到取得“TC”时间周期大致为1.5~3年，而从TC到PC时间则相对较快，大约为半年时间。2022年11月、2023年9月、2023年10月及2024年3月，成都沃飞长空AE200、沃兰特VE25-100、时的科技E20、小鹏汇天X3-F分别收到民航局受理申请通知书，考虑到后期民航局审定过程或加速，2026年eVTOL或开始规模化商业运营。
10Q：低空经济及eVTOL的市场空间有多大？资料来源：每日经济网，智通财经，亿欧网，第一财经公众号，保时捷管理咨询《2023中国垂直出行市场展望报告》，天风证券研究所•中国民用航空局发布的数据显示,到2 025年,中国低空经济的市场规模预计将达到1.5万亿元,到2035年更是有望达到3.5万亿元。•根据罗兰贝格的预测，到2030全球投入商业运营的eVTOL数量将达5千架，2040年达4.5万架，2050年达16万架。以此为基准对每年新增eVTOL数量进行预测。•根据保时捷管理咨询发布的《2023中国垂直出行市场展望报告》，中国eVTOL市场份额预计到2030年将占到全球市场的25%至30%左右，成为全球第一大eVTOL市场。•考虑到eVTOL除商业用途外，还有物流、G端（消防、农业等用途），假设商业eVTOL占比为50%。•2024年亿航公布相关产品售价，EH216-S无人驾驶载人航空器系统在中国官方指导价为239万元人民币/架。根据时的科技CEO黄雍威，E20 eVTOL倾转旋翼量产售价大概是七八百万人民币。我们取中值，假设2025年国内eVTOL平均售价为500万元人民币/架，后期随着规模效应、上游材料设备价格降低预期，单台eVTOL价格有望逐步降低。•经测算，中国eVTOL市场规模在2025年/2030年/2040年/2050年分别达12亿/62亿/178亿/433亿。考虑到eVTOL航空器所带动的上下游、运营费用，以及其为低空经济组成部分之一，低空经济市场空间或将更加广阔。
Q：EVTOL中构型有哪些选择？资料来源：上海通用航空行业协会公众号，亿航智能官网，飞行汽车之家，汽车之家，《电动垂直起降飞行器的技术现状与发展_邓景辉》，天风证券研究所•目前eVTOL航空器构型的发展基本呈现多旋翼、复合翼（具有固定机翼和推进装置的旋翼）和推力矢量（倾转旋翼、倾转涵道）三足鼎立的局面，采用无机翼形式的较少也难度较大，目前商业化路径较远。•根据《Electric VTOL Configurations Comparison》，不同构型适合不同的使用场景，多旋翼构型桨盘载荷较小、悬停效率较高，但由于没有机翼，巡航效率较差，因而在短距场景下更具优势；矢量推力构型巡航效率更高因此航程较大；复合翼性能介于多旋翼和矢量推力构型之间。•虽然有机翼构型能够大幅提升巡航效率，但同时增加了全机重量，因此航程短、速度低的任务剖面并不能完全发挥该构型优势；而直升机和多旋翼构型缺少前向推力系统，因此不适合大速度、长航程任务剖面使用。
Q：电池密度大小对eVTOL有什么影响？资料来源：《电动垂直起降飞行器的技术现状与发展_邓景辉》，天风证券研究所•电池的技术水平与各项指标直接关系到电动垂直起降飞行器的性能。锂离子电池由于具有较高的比能量、良好的循环稳定性、较低的自放电、无记忆效应和绿色环保等优点，是电动飞行器领域最有应用前景的储能装备。•通过分析电池能量密度对电动垂直起降飞行器的影响，由于分布式电推进系统的应用，即使在较小的能量密度下，倾转、复合构型电动垂直起降飞行器也已具备一定的使用价值；而只有当电池能量密度发展到一定程度，全电常规构型直升机及多旋翼飞行器才逐步具备使用价值。•《通用航空装备创新应用实施方案（2024—2030年）》中提出，推动400Wh/kg级航空锂电池产品投入量产，实现500Wh/kg级航空锂电池产品应用验证。
Q：eVTOL各大厂商分别选用哪种构型？资料来源：《eVTOL航空器研制现状及发展趋势_李凯》，央广网，中国新闻网，中经网，时的科技官网，时的科技TCabTech 公众号，证券日报网，中经总网，峰飞科技官网，天风证券研究所•根据《eVTOL航空器研制现状及发展趋势_李凯》表明，7km 范围内多旋翼构型所需能量最少，所需时间略大于其他两类构型；而在30km 和100km 的运行场景中，复合翼和推力矢量构型在所需能量和时间方面的优势才会逐渐发挥出来，尤其在100km 范围的运行场景中，多旋翼构型已经无法胜任。•多旋翼和复合翼研制难度相对较为简单，研发成本也较低。国内复合翼及多旋翼在部分性能上已经与国际知名厂商相关产品可相媲美，在国内能够满足热点下游应用场景如景区旅游、短途通勤等；国内推力矢量构型的eVTOL参数与国外顶尖水平仍有差距。
Q：EVTOL电机的重要性如何？资料来源：智通财经APP公众号，沃飞长空官方微博，Autofight峰飞航空公众号，中国航空报，中商情报网，航空动力期刊，《eVTOL航空器研制现状及发展趋势_李凯》，财联社等，天风证券研究所•eVTOL与飞行汽车相似，一台飞行器单机推进系统（电驱）、内部结构件、航空电子设备与飞行控制器、能源系统、装配件的价值量占比分别为40%、25%、20%、10%、5%。•电机系统作为电推进系统中的核心动力单元，主要包括电机和电机驱动器，直接决定了电推进系统的能源利用率和推进效能。目前所有的电力推进测试都是在小型飞机平台上进行，现有的电动机和配套的推进系统所能达到的功率还很难驱动大飞机。如若上述问题不能得到解决，电动飞机广泛应用到民航业依然存在较大的困难。•目前各大eVTOL厂商选择自研和战略合作两种模式来进行电机的供应。《通用航空装备创新应用实施方案（2024-2030年）》中提到，要“开展400kW 以下混合推进系统研制；推进250kW 及以下航空电机及驱动系统规模化量产，以及500kW级产品应用验证”。
Q：EVTOL如何保证材料轻量化？资料来源：小鹏汇天官网，HRC招聘公众号，赛奥碳纤维技术公众号，天风证券研究所•由于大多数eVTOL将由电池供电，因此需要在很多领域中实现轻量化（如制造更轻的部件，并选择需要更少零部件的设计）。最重要的是，eVTOL还提出了严格的结构要求。因此，复合材料是eVTOL制造商的一个明显解决方案。•对于eVTOL而言，复合材料占比水平均可达到70%以上。根据StratviewResearch的数据，在任何eVTOL项目中使用的复合材料中，约有75-80%将用于结构部件和推进系统；其次是梁、座椅结构等内部应用，占12-14%；电池系统、航空电子设备和其他小型应用组合起来将占剩余的8-12%。eVTOL中90%以上的复合材料使用碳纤维进行增强，大约10%的复合材料将以保护膜的形式使用玻璃纤维增强材料。•目前国外eVTOL领先企业已经率先行动。2020年，东丽先进复合材料宣布，它与Joby Aviation完成了用于飞机的复合材料的长期供应协议；2020年，东丽与德国Lilium签订了一项协议，为Lilium相关产品提供碳纤维复合材料。
Q：eVTOL安全性如何保障？•消防：锂离子电池由于具有较高的比能量、良好的循环稳定性、较低的自放电、无记忆效应和绿色环保等优点，是电动飞行器领域最有应用前景的储能装备。热失控是电池中发生的一系列不可控的链式放热副反应，引起电池内部温度急剧上升，进一步加剧放热副反应，导致电池安全阀打开、喷气、冒烟，甚至出现着火和爆炸等现象。•为了满足电动垂直起降飞行器极端的工作环境对锂离子电池提出的更严苛的性能和耐受性要求，锂离子电池能量密度、功率密度、便携性和安全性等方面需要进一步提升。因此应设计电池热管理系统，使锂离子电池能够在理想的温度范围（25~40 °C）内运行，同时针对锂离子电池热失控导致起火和燃烧的特点，研发高效的阻燃或灭火剂，进行消防系统设计。•降落伞：降落伞作为常见的安全保障措施，整机降落伞在轻型飞机的安全保证中扮演着重要的角色。当装备了弹射救生系统的航空器遇到危险的时候，降落伞会从航空器内部弹射出来，降落伞充气打开来增加空气阻力，从而降低飞机的下降速度，并使航空器保持降落姿态，可以使飞机较完整地落到地面，保证机上乘员安全，减少对地面人员和财产危害。2023年小鹏X2自研的整机多伞救生系统飞行开伞试验成功，该技术填补了国内外超低空安全救生领域的空白，为超低空飞行行业带来全新的安全救生技术途径。该技术采用模块化、快拆化设计，支持多伞分布式安装布局，且支持与其它安全救生设备（如整机缓冲气囊）联合触发。•人用降落伞适航方面，2023年中国民用航空中南地区管理局向深圳市天鹰装备科技有限公司颁发了国内首张人用降落伞适航证书，标志着我国民营企业在降落伞装备领域的设计和制造能力达到了国际领先水平，填补了国内这一领域的空白。随着人用降落伞技术逐步提高，舱内降落伞或成为标配。
Q：eVTOL安全性如何保障？•《通用航空装备创新应用实施方案（2024-2030年）》中提出，充分利用现有航空工业基础，加快试验验证资源共建共享，鼓励推动建立通用航空适航技术服务与符合性验证，无人机第三方检测、试验等能力，支持飞行测试、应用测试等基地建设。构建无人机质量保障及安全验证体系，加强针对工业级无人机及eVTOL的安全性可靠性评估验证，推动形成一批支撑适航审定的工业标准。•其中，广电计量于投资者互动平台回复，在亿航智能的EH216-S型无人驾驶载人航空器适航取证试验中，公司承担了飞行控制、机载通信、动力装置、电池等多个系统的设备级产品的环境可靠性试验和电磁兼容试验，低空飞行器领域的主要业务有无人机适航取证方面的检测和咨询业务。•目前在EVTOL领域具备业务探索能力的包括苏试试验、广电计量等。
建议关注
1、无人机：1）威海广泰：民用无人机方面公司正在研发的多旋翼、大载荷消防救援无人机+产品特点能够更快地完成高层建筑消防救援任务，市场前景广阔；2）应流股份：大力拓展涡轴发动机&无人机市场，空间广阔；子公司积极布局无人机整机行业。3）万丰奥威：公司纯电动全新机型已成功试飞，也是全球第一架申请EASA/FAA Part 23认证的具有直流快充功能的电动飞机，该机型取证后有望成为全球第一款正常类商业化运行的电动飞机；子公司万丰飞机将与全球某知名汽车主机厂在eVTOL领域开展深度合作。◼2、检测类：《通用航空装备创新应用实施方案》提出，鼓励推动建立通用航空适航技术服务与符合性验证，无人机第三方检测、试验等能力，支持飞行测试、应用测试等基地建设。在EVTOL领域目前具备业务探索能力的包括苏试试验、广电计量等。◼3、换电类：eVTOL有望与充换电等形式形成较好结合，3月21日瀚川智能在其互动平台上回复，其在EVTOL及通航产业中积极尝试及探索，2022年公司无人机智能移动巡航设备可以通过中控系统、充电系统及远程通讯系统等模块，实现无人机自动起飞、存放、充电等，最高支持4架大疆M300或精灵系列无人机。有望受益标的：瀚川智能、博众精工。◼4、电机类：卧龙电驱：已经开始批量为顺丰的工业和物流无人机提供驱动电机，公司还与中国商飞、沃飞长空签订了试制合同，待样机通过后有望进入批量生产阶段。◼5、发动机相关部件：飞沃科技：在航空航天领域，公司已经是中国航发商用航空发动机有限责任公司、中国航发中传机械有限公司、中国航发成都发动机有限公司等航空发动机制造企业的合格供方，并已开始批量供货或小批量试制。◼6、其他：创世纪：公司已向亿航智能供货，产品包括立加、车床、龙门等。
大力拓展涡轴发动机&无人机市场，空间广阔：2016年4月子公司应流铸造公司与德国SBM公司签订股权购买协议，以10万欧元价格购德国SBM公司100%的股权。应流铸造提供项目费用，由德国SBM公司提供理论、技术及人员支持，共同开发输出功率分别为130HP和160HP的两款涡轴发动机、起飞重量分别为450kg和700kg的两款直升机。该项目公司于2016年4月进入开发阶段，截至2023年6月30日，开发进度约为总开发量的95%。公司研制的130马力和190马力小型涡轴发动机可应用于轻型直升机、重载无人机、其他航空器，也可作为其他特种装备动力。目前两款发动机已完成国产化，通过各项性能试验验证，并在无人机平台实现应用场景试飞。◼子公司积极布局无人机整机行业：公司子公司安徽应流航空科技有限公司目前已完成8栋高标准厂房和主要配套设施建设并投入使用；完成发动机试车厂房建设，4个试车台已投入使用；发动机装配线、无人机装配线已形成中批生产能力。
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