低空经济政策拐点已至
eVTOL有望成为低空经济的主要载体
低空经济定义:低空经济是以各种有人驾驶和无人驾驶航空器的各类低空飞行活动为牵引,辐射带动相关 领域融合发展的综合性经济形态。“低空”通常指距正下方地平面垂直距离在1000米以内的空域(根据不 同地区特点和实际需要可延伸至3000米),目前实际使用空域一般在300米以下,其产业生态包含制造、飞 行、保障、综合服务等产业。
各类飞行器是低空经济的主要载体,eVTOL有望成为低空经济“主力军”。除传统的固定翼飞机、直升 机、无人机外,近年电动垂直起降飞行器(Electric Vertical Take-off and Landing)广受全球关注,由于其 具备绿色飞行、可垂直起降、噪声小等特点,下游应用场景十分广阔,有望成为低空场景的主要飞行器。
低空开放政策有望成为产业爆发的催化剂
低空经济写进政府工作报告,低空开放政策成为产业催化剂。我国经济已进入高质量发展的“新常态”,在此背景下,中央 提出了新质生产力的发展方向,并首次将低空经济写入政府工作报告,未来低空经济有望成为新质生产力的主要抓手之一。 复盘2010年以来低空经济的政策取向及产业节点事件,可知本轮“低空经济”相关的政策力度及影响强于过往。 2010年,国务院与中央军委发布《关于深化低空空域管理体制改革的意见 》,标志我国低空空域逐步开放。 2015年左右,无人机技术趋于成熟,同年国家电网公布无人机采购标准,电网线路巡检有望成为无人机工业化的重要落地。 2023年底,亿航智能取得全球第一张eVTOL适航证;2024年1月1日,《无人飞行器暂行管理条例》正式生效;2024年初, 峰飞“盛世龙”试飞活动登录央视。
eVTOL政策分类:航线规划、适航取证、执照管理
航线规划方面,2023年12月21日国家空管委组织制定了《国家空域基础分类方法》,为eVTOL等航 空器划定了合法的低空空域G空域和W空域(300米以下)。
适航取证方面,《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》规定,从事中型、大型民用无人驾驶航空器系 统的设计、生产、进口、飞行和维修活动,应当依法向国务院民用航空主管部门申请取得适航许可。
执照管理方面,分为飞行执照和运营执 照管理。 1)飞行执照:2024年1月1日正式实施的 《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》根据 重量、飞行高度、飞行速度等飞行指标将无 人驾驶航空器分为微型、轻型、小型、中型、 大型五个类别,在飞行执照、飞行活动、飞 行空域等方面针对不同类型提出不同要求。 2)运营执照:针对运营商,民航局出台了 CCAR-135部《小型航空器商业运输运营人 运行合格审定规则》(简称“135部”), 在CCAR-91的基础上针对小型航空器的商业 运营制定了一系列更为严格的运营规范。 eVTOL的运营需要得到135部的认证。
eVTOL取证:取证周期有望缩短
未来整体审批周期有望缩短。通常eVTOL审批流程需要先获得AC证或TC证,后获得PC证后可用于量 产。从取证难度上看,TC>PC>AC。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。
当前eVTOL审批原则上按照“一事一议” 。 eVTOL作为一个全新的产品,尚无专用成体系的审批细 则,目前主要参照SC-VTOL、CCAR-23、CCAR-27等要求进行审批。
有人驾驶与无人驾驶eVTOL获得的适航 证存在区别。目前有人驾驶eVTOL归属 于特殊类别,适航审定通常获得标准适 航证。而无人驾驶eVTOL获证可获得标 准适航证或特殊适航证,无人驾驶载人 eVTOL的适航证同样为标准适航证;而 无人驾驶载物eVTOL可获得特殊适航证, 其对使用场景、空域均有一定程度限制。
国内低空产业政策历史沿革分析:2010—2015年
2010年前后政策环境:低空空域管理初步改革,主要问题仍需继续改善。2010年8月,中央军委、国务院 联合下发《关于深化低空空域管理体制改革的意见》的通知,确定低空空域改革的总体思路。2013年5月,工 信部发布了《民用航空工业中长期发展规划(2013-2020年)》,对我国当时航空工业中长期的发展做出了总体 部署和要求。
2015年前后政策环境:全球监管政策缺乏,无人机行业发展艰难。国际方面: 2014年起,欧美国家的无 人机黑飞问题浮出水面,2018年伦敦枢纽盖威克机场遭受无人机入侵,整个机场瘫痪18小时以上,机场跑道 全线关闭。在国内:2016年无人机逼停成都双流机场55个航班事件引起社会广泛关注。此前三年京津冀地区 共发生110起不明空情,违规飞行呈逐年上升趋势。为了确保安全,国内一些城市开始对无人机实施“一刀切” 的禁飞。
对标美国无人机管制政策:监管框架设立较早,管理逐步完善
美国无人机行业起步较早,法律法规逐步从监管转向开放。美国近二十年的无人机政策经历了显著的发 展和演变,从20年代初期的制定政策严格监管到2016年后的逐步转为放开,可见的是背后政策制度的相应 完善,无人机商业化的进程也在不断提速。
低空飞行器迎来技术拐点
eVTOL技术介绍
电动垂直起降飞行器(eVTOL)相较于传统飞行器,更具智能性、便捷性、经济性和环保性。相比直升 机,eVTOL具备垂直起降的优点,并在飞行速度、航程和航时等方面有所突破;相比常规的固定翼飞机, eVTOL可以实现定点起降和悬停,不依赖于跑道,使其具备便捷性。并且由于eVTOL采用新能源动力和 降噪技术,其可以减少城市内的交通拥堵、噪声干扰以及对化石燃料的依赖,符合碳中和、碳达峰的航 空交通未来趋势。
伯努利定理是飞行器基本飞行原理。伯努利定理表述为:“由不可压、理想流体沿流管作定常流动时, 流动速度增加,流体的静压将减小;反之,流动速度减小,流体的静压将增加。”气流在固定翼或螺旋桨 的上下表面的流速不同,上下表面产生压强差,从而产生了向上的升力。
飞行器构型——倾转翼:最“聪明”的构型
该构型减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。目前全球倾转翼代表机型有Joby S4、Lilium Jet 等。Joby S4已经完成初步测试,并计划在2025年开始运营;Lilium将在2023年进行第四次DOA审核流程, 并在2026年进入正式的商业化运营。
政策与技术双重拐点叠加,低 空经济有望迎来产业爆发期
我国发展低空经济产业具备必要性
“新常态”之下,国家亟待挖掘新质生产力。目前国内经济步入长期增长中枢下行的“新常态”,在此 背景下国务院提出新质生产力的发展方向,低空经济有望成为实现新质生产力的重要抓手之一。
低空经济具有创新性、高质量、市场规模大的三大典型特征。载人/无人飞行器融合了三电、飞控、人 工智能等高端技术,具备极高技术壁垒。在全球范围内,商业发展历史不足十年。同时,其作为一种 可以改变业态的重大技术突破,可以辐射至交通运输、旅游、救援等多场景。到2035年,中央对国家 低空经济的产业规模预期达2万亿元。
eVTOL有望助力我国民航在低空制造领域实现“弯道超车”。目前各国积极布局低空领域,欧洲早在 2019年发布了《小型VTOL飞机的特殊条件》一整套专用技术规范;美国则是致力于建立无人机管理系统 (UTM),独立于FAA的空中交通管理(ATM)系统。相比之下,欧美各国的政策布局和制度建设略提前 于国内。
中国具备发展eVTOL产业链的硬件优势。eVTOL所使用的三电系统与新能源汽车类似,但技术水平要 求更高。eVTOL作为一种小型化、低成本的飞行器,成本控制是飞行器设计、制造、运营所考量的核 心因素。中国拥有全球领先的锂电产业链,硬件优势极为突出。
eVTOL经济性挖潜能力显著
eVTOL具备经济性优势。根据《亿航智能城市空中交通白皮书》,全自动eVTOL的人员、维护、能源成本 显著低于低端飞行器,并逐渐逼近部分高端新能源汽车的运营成本。
eVTOL综合成本较直升机等其它飞行器显著下降。以罗宾逊22直升机为例,除购机成本外,其它成本包 含机场建设成本、飞行员成本、燃油成本、维修费用。燃油飞行器的发动机维护成本较高,在数次发动 机维护后往往需要强制更换。eVTOL由于使用电机驱动,维养的周期较长且费用较低。
报告节选:
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