【中泰证券】eVTOL专题报告:eVTOL处于0-1过程,应用前景广阔.pdf

2024-03-21
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低空经济发展历程及现状

低空经济的概念和构成


定义:低空经济是指,以民用有人驾驶航空器和无人驾驶航空器的低空飞行活动为主体,辐射带动航空器研发、生产、销售,以及低空 飞行活动相关的基础设施建设运营、飞行保障、衍生综合服务等领域产业融合发展的综合经济形态。 低空经济、通用航空、无人机的关系:低空飞行活动包括警用航空活动、海关航空活动、通用航空、无人机飞行。 空域高度:低空飞行活动主要是1000m以下的无人机、有人机市场。自2013年以来,以大疆为代表的1000m以下工业无人机+消费级无人 机的制造产业链已基本成熟,占据了全国低空85%的市场。通用航空是低空经济的重要组成部分。


低空经济的发展历程


低空经济的发展历程:全球低空经济发展至今,先后经历了早期应用探索阶段和规范化发展阶段。 在早期,由于低空技术不成熟,因此以低空旅游和在农业、工业的探索应用为主。 2010年以后,随着低空飞行技术的愈发成熟和应用的多元化,规范化监管成为这一时期各国低空经济发展的主要任务。 当下全球低空经济正处于进一步的应用普及阶段。


低空经济的应用场景


生产作业类:低空经济+物流、低空经济+农业、低空经济+牧业、低空经济+渔业、低空经济+电力等。 公共服务类:低空经济+消防、低空经济+巡检、低空经济+测绘、低空经济+医疗、低空经济+警用等、低空经济+短途运输。 航空消费类:低空经济+旅游、低空经济+飞行培训、低空经济+航空运动等。


低空经济的发展现状-全球


全球无人机市场快速增长,低空通航飞机增速稳定: 2013-2022年,无人机行业投资规模由1.21亿美元增长至48.06亿美元。 2013-2022年,全球通用飞机交付量整体呈波动上升趋势,2022年全球交付量 达到2818架,同比增长6.5%,全球通用航空飞机销售额达 229亿美元,较 2021年同期增长6.16%。 2023年全球活塞飞机、活塞直升机、涡轮直升机交付量同比增长12%、8%、 10%。


低空经济的发展现状—美欧


近10年美国通用航空器交付量在1500-1800架之间,近3年呈上升趋势。2023年5月,美国联邦航空管理局发布《城市空中交通运行概念 2.0》白皮书,设计了UAM(Urban Air Mobility)管理体系架构,特点是市场参与度高、FAA仅作宏观把控。通航飞机未来向着自动化 程度更高的方向发展。 人在回路中:人总是要直接控制自动化系统; 人在回路上:人主动监视系统并在需要时可完全控制系统; 人在回路外:人被动监视系统,只在得到自动化系统的通知、请求等才采取行动,仅处理不可调和的矛盾和规则集合之外的复杂情况。


低空经济的发展现状—中国政策


2000年起,国家空管委办公室在军航空管系统组织了小规模试点。2010年8月,国务院中央军委下发《关于深化我国低空空域管理改革的意见》,正式开启我 国低空空域管理改革。截至目前,国家空管委办公室已相继在全国组织了3轮较大规模的低空空域管理改革试点,目前发展低空经济由国家机构统一规划、制 订政策,具体管理和实施层面的事权下放到地方政府。


2023年11月2日,发布关于征求《中华人民共和国空域管理条例(征求意见稿)》,综合考虑飞行规则、空域环境、航空器性能、空中交通服务等因素,空域分 为管制空域(A、B、C、D、E类)和非管制空域(G、W类)。


低空经济的发展现状—中国市场规模


根据央视新闻,2023年中国低空经济规模超5000亿元人民币,预计 2030年将提升至20000亿以上,复合增速22%。 根据中国民航局发布的《“十四五”通用航空发展专项规划》,2025 年通用航空器在册数、经营性无人驾驶航空器数量、在册通用机场数 量分别较2022年增加17%、47%、28%。


EVTOL发展前景

eVTOL的构型


飞行汽车的整机构型分为五种:多旋翼构型,复合翼构型,倾转构型,倾转涵道风扇+完全矢量控制,隐藏式推进系统+无翼设计。 多旋翼:占地空间小,可垂直起降,精准悬停,操作简单,技术难度相对较小。能效较低,航程短,仅适用于短途运输。 复合翼:能效较高,载人数量通常更多,更加安全稳定,能够使灾难级故障率大幅下降。固定翼占地面积较大,不易折叠,该机型难以改造成陆地汽车形态。 倾转构型:倾转旋翼载人飞行器兼具直升机 ( 或多旋翼 ) 和固定翼载人飞行器的优点。结构复杂度最高,控制难度也最大。 倾转涵道:涵道风扇替代螺旋桨减少安全隐患,续航里程可以达到 300km。目前该方案并非主流构型,可参考经验少。 隐藏式推进系统:折叠形态下占地面积小于其他固定翼/倾旋翼飞行器,无缝衔接开放道路与飞行的两段需求。同时搭载陆地及飞行两套动力系统,在飞行及 陆地行使层面会增加额外的自重。


中国民用航空规章体系(CCAR)


我国民航法律规范体系:民航法、民航法规、民航行政规章、民航规范性文件。 中国民航行政规章又包括数百部具体的规则:行政程序、航空器适航与维修、运行合格审定、相关人员执照及合格审定、空中交通管理、机场建设与管理、安 保、航空器搜寻与救援、事故调查等内容。 航空器规章:是局方对航空器适航与维修、国籍登记管理的规章,包括对不同类飞机的适航规定与标准、持续适航与安全改进、航空器部件、航空器维修与改 装、国籍登记、航空器权利登记等内容。


eVTOL量产和商业化途径


型号合格证:Type Certificate,简称TC,是中国民用航空局(CAAC)根据《民用航空产品和零部件合格审定规定》(CCAR-21)颁发的,包括以下内容:型 号设计、使用限制、数据单、有关适航要求和环境保护要求,以及对民用航空产品规定的其他条件或限制。 生产许可证:PC,是由中国民航局颁发给申请人的一种证件,用于表明民航局认为申请人(OEM主机厂或者被委托方)已建立了一整套的用于航空器生产的质 量系统,能够确保其生产的每一架航空器及其零部件均能符合经批准的设计。 适航证:AC,是中国民航局颁发的证件,用于表明这架飞机(只是指这一架)符合经批准的设计,且处于安全可用状态。类似于每一架飞机的出厂合格证。 运行许可证:OC,是FAA对飞机运营商满足所有相关要求的批准,只有在获得OC后,飞机运营商才可以开展取酬服务。


EVTOL主要玩家及产业链

主机厂的项目进展-国内


国内进展: 截至目前,国内有验证机或原型机产出的主机厂有十几家,亿航 智能、时的科技、沃飞长空、御风未来、沃兰特等企业都进行过 全尺寸eVTOL验证机的试飞。 从取证进度看,2023年10月亿航智能研制的EH216-S型eVTOL航空 器获得我国民航局颁发的型号合格证,成为世界首证。2023年12 月亿航拿到适航证。 其他已经获得TC申请受理的主机厂有沃兰特、时的科技、峰飞航 空、沃飞长空、御风未来等。


主机厂的项目进展-海外


海外进展: 2023年国外eVTOL行业主要事件:1)3月Lilium公司的Phoenix eVTOL验证机实现了最高速度250公里/小时的飞行测试。2)5月波音全资收购了eVTOL初创企业 Wisk Areo。3)7月,Archer公司获得美国空军总价值1.42亿美元的6架eVTOL订单,该订单是美军“敏捷至上”项目有史以来的最大额订单。4)11月,Joby公 司在纽约进行了一次成功的空中出租车飞行演示,从曼哈顿标志性的市中心直升机场起飞,在水域和公园等空旷地带上空进行了较长时间的飞行。 2024年3月8日,在经过近一年半的征求意见稿的磋商后,FAA发布了针对美国Joby公司JAS4-1型五座倾转旋翼eVTOL的适航专用条件的正式文件,4月8日生效。 这是FAA发布的第一个eVTOL适航专用条件。 根据SMG预测,2024-2026年全球将有至少10款eVTOL通过取证并投入市场,其中绝大部分都是有人驾驶。


51.3 低空经济的应用场景资料来源:前瞻产业研究院,中泰证券研究所图表4:低空经济的各种应用场景◆生产作业类:低空经济+物流、低空经济+农业、低空经济+牧业、低空经济+渔业、低空经济+电力等。◆公共服务类:低空经济+消防、低空经济+巡检、低空经济+测绘、低空经济+医疗、低空经济+警用等、低空经济+短途运输。◆航空消费类:低空经济+旅游、低空经济+飞行培训、低空经济+航空运动等。61.4 低空经济的发展现状-全球◆全球无人机市场快速增长,低空通航飞机增速稳定:➢2013-2022年,无人机行业投资规模由1.21亿美元增长至48.06亿美元。➢2013-2022年,全球通用飞机交付量整体呈波动上升趋势,2022年全球交付量达到2818架,同比增长6.5%,全球通用航空飞机销售额达229亿美元,较2021年同期增长6.16%。➢2023年全球活塞飞机、活塞直升机、涡轮直升机交付量同比增长12%、8%、10%。图表5:全球低空经济的市场规模资料来源:中航通信息研究所,飞行邦,中泰证券研究


eVTOL的产业链构成


eVTOL主要由机体子系统、导航通讯与飞控子系统、动力子系统、能源子系统构成: 导航、通讯与飞控子系统,作为eVTOL的“大脑”和“眼睛”,因其技术壁垒和适航认证门槛较高,在未来相当长时间内仍需依赖传统航空航天供应商提供软 硬件解决方案。 能源和动力子系统,与国内新能源汽车产业链可以做到较好的衔接,尤其是国内动力电池企业在能量密度、功率密度、可靠性和安全性等方面引领全球。 主机厂在取证的时候,需要确定每一个零部件的供应商,相关供应商的产品也需要航空审定取证,未经航空取证的产品不能用。


报告节选:








(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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