最近,城市空中交通(UAM)及其相关的eVTOL(电动垂直起降飞行器)领域新闻频出,颇有井喷之势:6月,巴航工业旗下EmbraerX孵化成功的城市空中交通解决方案公司Eve(全称为Eve Urban Air Mobility Solutions, Inc.)发布消息,表示已经获得了来自Halo公司的200架eVTOL飞行器订单,这是UAM领域迄今为止最大批量的订单。
近期Eve宣布已经与美国(Blade Air Mobility)、巴西(Skyports)、亚太(Ascent)、拉美(Helisul Aviation)等多个地区的运营商达成合作协议,计划在2026年前后正式实现eVTOL产品的交付与投入运营。
同时,在6月初,德国公司Lilium也宣布已经和霍尼韦尔达成协议,合作开发7座Lilium Jet的电子和机械系统。此前,霍尼韦尔已经是LiLium公司的投资方之一,并且在去年6月成立了新部门“新一代无人机系统和城市空中交通(UAM)航空电子实验室”,专注UAM领域产品的研发。
在以上这些传统航空巨头之外,诸多初创公司也不断地发布自己在eVTOL领域的新进展,譬如新兴的飞机制造商Volocopter就于6月21日在巴黎首次公开进行了该公司最新型号产品Voolcopter 2X的飞行展示。
这两年来,虽然传统航空产业链受到了新冠疫情不小的影响,但eVTOL领域依然保持着产品、科技、合作等多方面的迅速增长,并持续在全球范围内受到资本的热捧——除了空客、波音等老牌航空制造企业纷纷布局、发力之外,大量新兴企业也在资本力量的扶植下诞生,并推出了自己的概念产品。
现在全世界范围内,至少有数十种正在研制的eVTOL型号、上百个专注这一领域的企业……这片“航空蓝海”真有看上去的那么“香”吗?
外观百花齐放卖点都一样
eVTOL指电动垂直起降飞行器,其动力原理既包括纯电的动力,也包括使用燃油发电、再用电力驱动螺旋桨或者旋翼的油电混动动力。
在近些年来,随着数字化飞行控制技术的廉价普及、电子电气部件和电机的功率密度不断提高……载人的电动飞行器不再只停留在实验室玩具的阶段,而是真正开始具备实用化的可能。
空客的”城市空中客车“方案
空客的”瓦哈纳“方案
特别是近二十年以来,“环保”概念对于空运市场的影响正变得越来越强大:它既代表着法律法规的门槛和约束,又代表着来自道德高地的资本风向标。在这样的导向下,电机本身的零排放特性得到了全球资本的一致青睐。
类似于近些年来纯电汽车在全球范围内被大力追捧,现在资本力量正在不断孵化、推动eVTOL的发展,试图让其在多个应用场景中替代小型、轻型直升机,成为未来城市公共交通的主要载具类型。
波音的CAV方案
但为何这些eVTOL飞行器看起来外观差异比较大呢?因为这一类型的飞行器通常直接采用电机驱动螺旋桨/旋翼/涵道风扇,而且最大飞行速度都很低,因此它们在结构布局上具备非常大的灵活性。加上现阶段eVTOL热潮主要来自于资本市场的资金涌入,因此各企业在方案设计时会较为强调突出的外形识别特征,以便增加自身产品的辨识度。在这两个因素的共同作用下,现有的eVTOL方案自然呈现出“百花齐放”的景象。
罗罗的方案
虽然与传统的燃油直升机相比,由于电池的能量密度远低于燃油,eVTOL在载荷与航程上无法与直升机相比,但是由于eVTOL不使用燃机发动机(包括涡轮轴发动机、活塞发动机)和减速器,因此在机械相关的可靠性和维护性等方面拥有显著的成本优势——这也是eVTOL领域所有产品目前最大的核心卖点。
成本、管理、噪音大规模应用依然障碍多多
尽管eVTOL相较于直升机或者V-22这样的燃油倾转旋翼机,存在着“烧油变用电”、“电驱动取代复杂机械减速传动”等一系列技术上的显著变化,但这些差异对于UAM所针对的人群——城市居民,以及相关的城市管理机构来说,其实并不那么重要。从市场方面来说,城市空中交通领域的市场在过去相当长的一段时间内都发展有限,确实受到直升机采购、维护等成本的影响。但至少在可见的未来内,不论载人飞行器如何设计与制造,其运行成本都注定是要远高于地面小型汽车的——毕竟eVTOL的维护和使用成本优势,在可见的历史时期内还还远不足以降低到让大多数城市居民都可以接受的程度。仅此一点,就决定了或许eVTOL的目标人群或许并没有其所宣传的那么庞大。
标的为eVTOL的资本热衷于使用平面设计等“科幻”画面来吸引更多注意力
另一方面,对于相关的城市管理机构来说,对eVTOL的管理成本和安全风险也丝毫不比传统载人飞行器更低,某种意义上甚至会更加繁琐。鉴于现有的空中管理系统并不具备支持大量飞行器在城市上空进行超低空飞行的调度组织能力,这也意味着未来很长一段时间内,能够得到运营批准的eVTOL数量可能相当有限。而这与各类eVTOL方案中所提出的商业运营模式是矛盾的——所有能够实现健康盈利的eVTOL方案都要求着非常高的空域容量、日均运输量……至于如何解决这些飞行器的安全管理问题,迄今为止各国航空管理机构都没有发声,甚至业界都尚未形成公认可靠的理论模型。
一种探讨中的城市交通管理方案
另一个不容忽视的问题就是城市居民的接受度——除了对安全性的担忧外,最大的问题可能出现在噪音。虽然各个公司所提出的方案都强调静音、环保、舒适,但能够多大程度上实际解决这一问题,依然有待观察。而这样的问题也并不会出现在eVTOL的商业方案中——尤其是,眼下很多eVTOL方案在推销的时候,给出的方案非常激进。譬如将距离地面50至80米以上、当地超高建筑高度以下的高度范围作为主要的巡航高度。这样的巡航高度对于航线附近居民、特别是高层住宅的居民而言,必然会造成安全和噪音方面的担忧。
想复制新能源汽车的风口?难,不可同日而语
虽然前文将eTVOL受到的资本追逐与纯电动汽车市场的发展做了类比,但其实eVTOL和燃油直升机/倾转旋翼机之间的关系,与电动车和燃油车之间的关系截然不同。原因在于eVTOL在推广过程中,既不可能获得这些年电动车那样的政策扶植力度,也很难获得电动车在普通市民阶层中那般的欢迎。
因此,即便在眼下的传统航空领域之外,eVTOL及其所代表的UAM领域确实是一片“产业蓝海”,但由于存在相当多的产业链发展问题、市场培育和监管问题,在相当长的一段时间内,eVTOL和UAM领域都将存在航空领域内“自嗨”、难以破圈的问题。要真正成为城市居民生活的一部分,eVTOL还有相当长的路要走。