2024eVTOL行业报告:亿航智能引领城市空中交通革命

1、亿航智能:全球eVTOL领军企业

1.1历史沿革:城市空中交通领域,公司先发优势明显

公司是全球领先的城市空中交通科技企业。公司成立于2014年,致力于为全球多个行业领域客户提供自动驾驶飞行器产品和解决方案,覆盖城市空中交通、智慧城市管理和空中媒体等应用领域。2016年发布全球首款载人级自动驾驶飞行器。公司完成了技术积累与产品验证,成功推出首款载人级自动驾驶飞行器,奠定了在市场中的领先地位。2019年登陆纳斯达克上市。公司加强科研创新与产业实践的融合,突破了自动驾驶飞行器在安全性、稳定性和操控性上的关键技术难题,并成功推出了多款市场领先的产品。2019年12月,公司成功登陆纳斯达克,成为全球首家上市的城市空中交通科技企业。2023-2024年获得适航“三大通行证”。2023年10月至2024年4月,中国民用航空局先后向公司EH216-S无人驾驶载人航空器系统颁发型号合格证(TC)、标准适航证(AC)、生产许可证(PC),该航空器成为全球首个获得“三大通行证”的无人驾驶载人电动垂直起降(eVTOL)产品,公司有望率先启动产业化进程。

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1.2股权结构:股权结构稳定,创始人公司掌控力较高

股权结构稳定,实控人为创始人。公司采用VIE(可变利益主体)架构,各股东通过持股EHangHoldingLimited直接控股EhflyTechnologyLimited,最终100%控股亿航智能。截至2024年3月31日,EHangHoldingLimited股权结构为胡华智先生(持股比例为31.2%)、AximPlanning&Wealth(持股比例6.6%)、其他(合计持股比例62.2%),其中公司创始人胡华智先生直接持股0.5%,通过GensisRisingLimited主体间接持股30.7%,为公司实控人。公司采用AB股架构,创始人公司掌控力较高。截至2024年3月31日,公司共发行1.27亿股股票,其中A类股0.88亿股,B类股0.39亿股。A类股每股拥有1票投票权,B类股则为10票投票权。公司创始人、现任董事长兼CEO胡华智,拥有全部B类股和67万股A类股,投票权占比81.7%。

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1.3业务布局:业务以空中交通为主,产品以EH216系列为主

空中交通解决方案、智慧城市管理方案、空中媒体解决方案为公司的三大业务。空中交通解决方案作为公司核心业务,2023年营收达到1.05亿元,营收占比为89.2%,主要源自EH216系列产品的销售;其他两类业务分别为智慧城市管理和空中媒体。根据公司“制造+运营”的战略定位,未来空中交通业务预计仍为主要收入来源;随着公司开展商业运营服务,有望产生额外的源自飞行运营服务的经常性收入。

基于不同的设计和使用,公司的产品体系主要包括EH216系列、VT系列、FalconB系列和GD系列。■EH216系列中包括标准载人版(2018年推出)、物流版(2020年推出)、消防版(2020年推出),不同机型可提供城市空中交通、物流运输、消防灭火等多个解决方案;截至2023年12月31日,公司已经交付了237台EH216系列产品,包括220台EH216-S、8台EH216-F和9台EH216-L。

VT系列包括VT-30、VT-20和VT-10,它们结合了多旋翼和固定机翼的优点,能够垂直起降和比多旋翼飞机更长的飞行距离,而不需要大型基础设施(如跑道)。VT-30设计有8个螺旋桨和固定机翼,是一架双座无人驾驶的eVTOL飞机,与为城市中短途空中交通设计的EH216-S互补,用于远程城际空中运输,最大设计飞行距离为300公里,最大设计飞行时间为100分钟;VT-20和VT-10设计有4个螺旋桨和固定机翼,用于电力巡检等。VT系列目前正在进行内部测试,并尚未开始交付。

FalconB天鹰是电动中型工业无人机。其设计为八桨的多旋翼,有效载荷5公斤,最大飞行距离为19公里,最大飞行时间为17min,最大飞行速度为80公里/小时。作为一个高度适应性和可扩展的飞行平台,FalconB天鹰系列提供了一个兼容的接口,可以连接和配备不同的定制模块,用于进行智能城市管理,如食品或应急配送、森林火灾检查等。

GD系列是电动小型四旋翼无人机,主要用于空中媒体等。

公司的旗舰产品EH216-S是一架于2018年推出的电动双座无人驾驶eVTOL飞机。EH216-S专为中短程城市空中交通而设计,具有适合城市环境的飞行性能,最大飞行范围为30km,最长飞行时间为25min,最大速度为130km/h。EH216-S采用无人驾驶模式,其最大起飞重量为620公斤,每趟航班可搭载两名乘客和一件18英寸的行李。通过全景挡风玻璃和平板电脑界面,乘客可以享受鸟瞰图,检查实时飞行状态,并在需要时与地勤人员沟通以寻求支持。


1.4财务概览:营收快速增长,毛利率高位运行

2023年公司营收快速增长,净亏损小幅收窄。2020-2021年疫情影响下游旅游业等需求放缓;同时EH216-S于2020年年底正式向中国民航局提交型号合格审定申请,进入正式适航审定程序后,公司工作重心以推进产品适航认证为主,交付量减少,因此2021-2022年收入较低。2023年,随着公司EH216-S获得全球首张eVTOL航空器型号合格认证,公司营收提升至1.2亿元,同比增长165%。利润端,2021-2023年净亏损分别为3.1/3.3/3.0亿元。

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分业务来看,空中交通解决方案占主导地位。2023年,空中交通/空中媒体/智慧城市管理/其他的营收占比分别为89.2%/9.4%/1.0%/0.3%。2018年以来空中交通业务作为公司核心业务,营收由2018年的311万元上升至2023年的1亿元,营收占比由2018年的4.7%上升至2023年的89.2%。分地域来看,公司营收来源主要来自国内。近年来,公司国内收入占比基本保持在80%以上。

销售毛利率高位运行。随着低空经济需求的加速释放,公司通过不断优化产品设计、提升生产效率以及拓展市场渠道,实现了收入的稳步增长。自2018年公司开始交付EH216系列产品起毛利率持续走高,近三年维持高位运行,2021-2023年均达到60%以上。费用投入仍持续较大。2017-2023年,销售费用基本呈逐年稳定增长趋势;2021-2023年管理费用明显增加,主要受到股票薪酬费用的增加、与COVID-19疫情相关的坏账准备以及其他一次性费用等影响。

保持高强度研发投入,研发团队强大。研发投入上,2019年及以前为EH216的初始产品开发阶段,研发经费在0.6亿元左右;2020年起公司进入多产品(EH216-F、EH216-L、EH216-S、VT-30)并行研发阶段,研发经费剧增,2023年达到1.67亿元。团队建设上,截至2023年12月31日,公司研发团队占员工总数的52.9%。专利情况上,截至2024年3月31日,公司在国内已授权专利396项,正在申请专利313项。公司拥有丰盈的核心技术和知识产权,为企业长期持续的竞争力打下了坚实基础。


2、行业层面:eVTOL加速发展,市场空间广阔

2.1基本概况:低空经济主要载体,产品构型多样化

低空经济泛指3000米高空以下的飞行经济活动,各类飞行器是低空经济的主要载体。相关的飞行器可分为直升机、eVTOL、无人机等,应用场景可分为通勤、物流、旅游、巡检、消防等。eVTOL有望成为低空场景的主要飞行器。eVTOL(电动垂直起降飞行器,ElectricVerticalTakeoffandLanding),其特点主要为:1)电动:以电为主要动力来源,而传统的固定翼飞机和直升机基本以燃油为主;2)垂直起降:类似于直升机和无人机,其可以实现垂直起飞与降落。eVTOL相较于传统飞行器,更具智能性、安全性、经济性、环保性和便捷性。

相较于直升机,eVTOL更具:1)智能性:eVTOL智能驾驶技术主要涵盖感知、决策和控制三个核心部分,其能有效感知低空气象环境,并做出相应的决策和控制操作。当遭遇不确定情况或错误时,该技术能够迅速进行应急处理,确保安全降落;2)安全性:直升机采用单螺旋桨结构,若该螺旋桨出现故障,则会发生意外。而eVTOL大多采用分布式推进(DEP)系统,冗余度高,更具安全性;3)经济性:eVTOL通常装配更少部件,更易于维护、飞行更安全且操作成本更低,无论是设计、生产、维护、运营都降低了成本;4)环保性:eVTOL采用基于新能源的DEP系统及降噪技术,不仅符合碳中和、碳达峰要求,且推进效率更高、噪音更小。相较于传统固定翼飞行器,eVTOL最显著的优势在于便捷性,eVTOL可垂直起降,仅需小型停机坪而无需建立长跑道,更适合城市内空中交通的应用场景。相较于无人机,eVTOL的载荷更大、应用场景更多,可应用于客运、物流、消防等领域。

eVTOL按照飞行原理可大致分为单旋翼型、多旋翼型、复合翼型、倾转旋翼型,其中在研数量占比较大的为倾转旋翼、多旋翼。截至2024年4月8日,美国垂直飞行协会(VFS)显示所收录的电动垂直起降(eVTOL)飞行器设计概念已达880个,其中包含矢量推进(倾转旋翼/倾转机翼/倾转涵道)构型352个、复合翼构型172个、多旋翼构型284个、单旋翼构型72个。

倾转旋翼:该构型具备较强的有效载荷、最大起飞重量、高经济性。倾转翼构型在垂直起降和巡航阶段采用相同的动力系统。在垂直起降阶段,倾转系统将旋翼置于垂直位置,飞行器类似于多旋翼飞行;在水平巡航阶段,倾转系统将旋翼置于水平位置,飞行器类似于固定翼飞行;在过渡阶段,倾转系统将根据需要调节旋翼的角度。倾转翼可进一步划分为全倾转翼和半倾转翼两类。缺点在于构型难度较大、研发周期长、适航认证复杂。由于倾转机构的机械设计和飞控系统复杂,整体研制风险和成本较高,同时研制周期和适航认证的过程较长。

复合翼:该构型巡航阶段气动效率高,研制风险和成本低,适航认证难度低。复合翼垂直起降固定翼飞机在垂直起降和巡航阶段采用两套独立的动力系统,垂直起降阶段由多旋翼提供向上的升力,在巡航阶段则切换为固定翼模式。缺陷在于死重占比较大,会产生额外的阻力。复合翼飞行器在垂直起降阶段/巡航阶段,巡航系统/旋翼系统会成为死重,成为飞行的阻力。

多旋翼:该构型稳定性可靠性较高,技术难度低,适航取证难度低,具备较高的操纵性和机动性。多旋翼构型主要利用气流冲击效应,通过螺旋桨向下冲击使得空气对旋翼产生反作用力,即升力。通过飞行控制器辅助控制,改变各个旋翼的转速,从而实现垂直、悬停、俯仰、翻滚、偏航等运动。缺陷在于能效不高,航程有限且飞行速度较慢,使用的场景有局限。倾转旋翼和复合翼构型性能优于多旋翼构型,有望成为未来主要技术方案。倾转翼型的结构更具先进性,具备较好的有效载荷和能效比。复合翼型属于一个较为折中的方案,在安全性前提下,兼顾了实现的可行性和先进性。在研发进度上,多旋翼产品相对成熟,倾转旋翼为海内外主机厂研发的主攻方向,特别是以Joby、Lillium为代表的海外主机厂产品选型普遍以倾转翼为主。

2.2发展现状:政策产业双重因素叠加,有望迎来产业爆发期

eVTOL源起于美国,2009年以后在全球范围内快速发展。20世纪40年代:福特汽车创办人提出“飞机汽车”的预言;■1970年,莫尔·泰勒设计出历史上较为著名的飞行汽车“Aerocar”,飞行时速可达193km;■2003年,由穆勒制造的世界上第一台垂直起降飞机汽车问世;2009年:NASA首次提出eVTOL概念,全球第一家eVTOL企业JOBY成立;■2016年,Uber提出UberElevate空中出租车计划;■2019年,欧洲航空安全局(EASA)发布了全新的航空管理规定,应用于小型eVTOL飞行器的适航认证工作,eVTOL概念正式得到官方认可;2019年后:中国亿航智能在纳斯达克上市,随后美国Joby、德国Lilium、美国Archer、英国VerticalAerospace等公司陆续上市,eVTOL商业化加速。

全球拥抱城市空中交通,国内政策积极转向。2020年11月28日,国务院办公厅督查室发布通报称,美、日、韩等国已将城市空中交通产业上升到国家战略层面,但国内相关政策法规和行业标准尚处于空白状态,企业面临适飞审批难、飞行许可难、市场投放难等问题。国务院办公厅督查室建议,将发展城市空中交通纳入国家战略,出台有关政策文件,制定相关标准,推动产业发展。■我国第一部无人驾驶航空器行政法规出台。2023年5月31日,国务院和中央军委共同签发颁布了《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》,该条例于2024年1月1日正式施行。■政策明确空域划分管控。2023年11月,空管委发布《中华人民共和国空域管理条例(征求意见稿)》,对空域管理模式进行顶层设计;同年12月,民航局发布《国家空域基础分类方法》,划分七类空域,为低空飞行划定空域。

地方积极响应国家政策,支持低空经济产业发展。2024年,全国部分地市已经率先推出发展低空经济的执行层面政策及细则,确定发展目标、明细发展规划。预计2024年内有望看到全国更多地市推出执行层面政策,加速低空经济落地。eVTOL适航取证周期有望缩短。eVTOL投入商用需要获得TC证、PC证、AC证。目前eVTOL审批原则按照“一事一议”,尚无专用成体系的审批细则。预计随审批体系成熟,eVTOL的整体获证周期、成本有望得到不同程度下降。

电池能力及动力系统取得明显进步,eVTOL迎来技术拐点。eVTOL应用技术主要有电池技术、电机/推进系统、传感器、AI/软件应用、算力、卫星通信、先进材料系统、机器人技术等。■技术的关键驱动因素一:电池能力。对于飞行器而言,电池是一种非正统的储能选择,同时由于将同样质量的汽车垂直抬离地面所需的能量远高于平移汽车,因此电动飞行器电池技术成为制约其发展的主要因素之一。电池效率、容量和能量密度、充电时间、循环寿命等方面的进步,均能使eVTOL飞机能够飞行更长的距离,携带更多的乘客和货物,同时降低了整个系统的重量和成本。■技术的关键驱动因素二:动力系统。电动机的尺寸、重量和先进的推动技术可弥补电池能量密度和汽车相比的固有缺点,提升功率密度可以帮助飞行器有效减重,进而提升其飞行时长及航程。其他关键的推动因素包括发展先进的材料和制造技术(减轻飞行器的重量和提高性能),以及最新的5G电信和传感器技术(影响飞机的安全和高效操作)。

电池能力大幅提升:2015年左右,电池能量密度普遍在150wh/kg左右。对应在旋翼式的飞行器飞行时长在小几十分钟左右,且旋翼式的能效比相对较低,在增加负载的情况下,航程、航时都会有所下降;当今,飞行电池能量密度增加到300wh/kg以上。结合更先进的飞行器构型,航程有望大幅提升。以峰飞的盛世龙为例,可载5人航行近2小时,航程达到250km左右。动力系统显著进阶:2015年左右,多使用燃油发动机,电推进系统应用不成熟。根据《电推进系统促进航空业变革》一文,2015年电机功率密度普遍在4-5kw/kg,而燃油发动机功率密度平均在10kw/kg以上。当今,电推进系统设计、功率密度大幅提升。目前电推进系统功率密度可达到10kw/kg以上。eVTOL主要使用分布式电推进系统,具有飞行空气流场、降低阻力和噪声,提高系统安全性等优点。电机主要使用直驱高扭矩(1000-2500RPM)或是配备减速传动系统的高速电机(2500RPM+)。

海内外主机厂逐步进入取证&商用周期,eVTOL商业应用有望进入爆发期。国内主机厂普遍成立于2020年以后,其中亿航智能、峰飞航空成立时间较早;产品构型上多旋翼、复合翼、倾转旋翼均有涉及,其中多旋翼产品较为成熟,亿航EH216-S为代表产品。海外主机厂成立时间相对较早,普遍成立于2009-2020年间,产品构型以难度较大的倾转旋翼为主。根据多家海外头部公司媒体渠道,多款eVTOL产品有望在未来3年获得适航取证,并交付客户使用。JobyS4预计在2025年投用;Lilium预计2026年投用;VerticalAeroscpace的VX4预计2027年投用。


2.3市场空间:未来应用场景广泛,打开千亿市场空间

城市空中交通有望成为eVTOL主要应用场景。eVTOL主要解决人口密集的城市空间内、城郊及城际点对点的空中运输,在拥挤的城市内、城郊、都市圈进行短程通勤时具有显著的成本效益。民航客机主要覆盖了800公里以上的长距离出行需求,高铁主要覆盖了400-1,000公里左右的中长距离出行需求,汽车主要覆盖了5-200公里左右的短途出行需求,而直升机和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。随着eVTOL产品的大规模量产和垂直起降场的逐步建设和成网,预计eVTOL在时间效率、价格等方面将具有更加明显的优势。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)



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