eVTOL(Electric Vertical Take-off and Landing,电动垂直起降飞行器)是指以电力作为飞行动力来源且具备垂直起降功能的飞行器。全世界内新兴的eVTOL研制与开发种类非常之多、形态各异,基于运行模式、整机构型、动力能源、设计载荷、目标客户、适航认证等维度,可将主流eVTOL分成不同的类别。
根据运行模式,eVTOL可分为有人驾驶和无人驾驶两种类别,或者载人、载客及兼容载人载客三种类别。按照动力能源维度,eVTOL可分为全电动、混合动力两大类,全电动类别包括锂电池、氢燃料电池、太阳能电池三种,混合动力类别包括锂电池+氢燃料电池、锂电池+燃油两种。按照整机构型维度,eVTOL可分为单旋翼、多旋翼型、复合翼、矢量推进型等四大类,其中矢量推进型包括倾转旋翼、倾转机翼、倾转涵道三种。按照设计载荷维度,eVTOL可分为轻型(有效载荷100-200kg)、中型(有效载荷300-500kg)、重型(≥1000kg)三类。
eVTOL最早的概念机型出现在2010年前后。2009年,全球第一家eVTOL企业JOBY成立。2011年,世界直升机巨头意大利August Westland提出eVTOL概念。2014年,美国直升机国际协会(AHA)和美国航空宇航协会(AIAA)在弗吉尼亚大会上正式将eVTOL概念引入。
2016年,Uber提出Uber Elevate空中出租车计划,引发eVTOL在欧美市场的浪潮,eVTOL也逐渐从概念开始转变为实际的商业化产品。2016年1月,亿航智能在美国CES发布全球首款无人驾驶载人eVTOL航空器“亿航184”。2017年,由美国垂直飞行协会(VFS)编制的第一份eVTOL飞机目录对外发布。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。自此,eVTOL概念正式得到官方认可,初创公司、汽车、航空产业巨头等玩家开始纷纷进入eVTOL市场。空客A³ Vahana于2017年在巴黎航展上推出,并于2018年1月首飞;波音Aurora Flight Sciences PAV,自2017年开始研发,2019年首飞;Bell Nexus 6HX在CESp 2019上亮相。
2019年,中国亿航智能在纳斯达克上市,成为“全球eVTOL第一股”。2021年之后,美国Joby、德国Lilium、美国Archer、英国Vertical Aerospace等eVTOL研发企业也陆续上市,eVTOL商业化加速。据统计,目前全球已有百余家eVTOL企业。2023年亿航智能EH216-S型无人驾驶航空器拿到全球首张eVTOL航空器系统型号合格。
(二)全球eVTOL技术路线年前后是企业成立的高峰期,众多企业看到这一领域的巨大潜力,通过深化合作或独立研发,一同推动eVTOL项目研发及应用。2017-2024年的七年里,世界eVTOL概念产品设计迅速增加,这些设计概念不仅来自成熟的航空航天公司和初创公司,还来自个人、大学和政府机构。根据美国垂直飞行协会(VFS)发布的世界eVTOL飞机目录中,截止2024年5月底,全球eVTOL概念产品数量现已超过1000个,来自全球430多家设计机构。其中矢量推力推进型和无翼/多旋翼型是最主流的eVTOL技术路线,其概念产品数量分别达到360个和302个。从制造厂商的分布来看,目前eVTOL领域的厂商大多分布在在中国、美国和欧洲。
作为未来空中交通产业的细致划分领域,eVTOL是最热门的赛道,吸引了包括一批初创型科技公司、传统汽车和飞机厂商参与。全球eVTOL飞机研发企业约有400多家,出现了Joby、Archer、Wisk、Lilium、亿航、峰飞航空等专注eVTOL领域的科技公司;波音、空客、贝尔、巴西航空工业等传统航空企业巨头也纷纷加入或关注这一领域;奔驰、保时捷、现代、吉利等众多车企和腾讯等互联网巨头也在eVOTL赛道展开布局。同时传统无人机研发和末端应用企业也正在切入赛道。
低空经济写入国家规划。2021年2月,中央、国务院印发《国家综合立体交通网规划纲要》,提出要发展交通运输平台经济、枢纽经济、通道经济、低空经济。这是低空经济首次被写入国家规划。2023年12月,中央经济工作会议强调打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴起的产业,加快传统产业转型升级。2024年3月,低空经济首次出现在政府工作报告中,要求积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎。
eVTOL产业高质量发展规划出台,提出2025试点、2035商用的时间规划。2023年10月,工信部等四部门印发《绿色航空制造业发展纲要(2023-2035年)》,提出面向城市空运、应急救援、物流运输等应用场景,加快eVTOL等创新产品应用,到2025年eVTOL实现试点运行,2035年实现商业化、规模化应用。2024年3月,国家发改委、工信部等四部门印发《通用航空装备创新应用实施方案(2024—2030年)》,逐步推动eVTOL适航取证和应用示范,并对对eVTOL的电机、电池、eVTOL驾驶员、操纵员等专业人才培训等产业链及支线末线物流、应急救援等应用场景作出进一步规划。
在这一系列的政策推动之下,全社会对eVTOL产业予以了前所未有的格外的重视。各地政府陆续出台大量的eVTOL相关支持政策,研究机构、社会资本和企业加大eVTOL相关资本投入、技术探讨研究和应用开发。
根据我国民航局规定,为确保民用航空产品和零部件在投入到正常的使用中前具备适航状态,需要开展适航审定活动,包括型号合格审定(TC)、生产许可审定(PC)和适航合格审定(AC)。载人类eVTOL的TC取证通常要3年左右的时间,载货类eVTOL的TC取证通常要1年半左右的时间。PC认证常常要三个月到半年左右,在未取得PC的情况下,公司能够通过TC-ONLY方式做小批量生产。每架飞机都需要取得适航许可证AC,根据民航局规章制度,AC应自受理申请之日起20日内作出行政许可决定,不能作出的经批准可延长10日。整体看来,eVTOL企业取得三证的时间总计需要4年左右。
亿航智能在适航认证方面推进较快,成为全世界eVTOL行业内首先集齐“三大通行证”的企业。峰飞航空VG2000CG货运eVTOL于2024年3月28日取得统获得由中国民用航空华东地区管理局颁发的TC,与民航局受理其TC相隔约18个月,这是全球首个通过型号合格认证的吨级以上eVTOL航空器。除此之外,沃极步耀、沃兰特、时的科技、御风未来、小鹏汇天、航天时代飞鹏等主机厂的eVTOL项目已经提交TC取证申请,均进入适航审定阶段,预计或将在2026年-2027年取得TC,我国eVTOL发展呈现百花齐放的格局。
相关报告:智研咨询发布的《2024年eVTOL(电动垂直起降飞行器)行业全景调研及投资价值战略咨询报告》
2023年由于低空经济政策驱动以及eVTOL商业化进程的提速影响,中国eVTOL产业规模达到9.8亿元,同比增长77.3%。预计2024年eVTOL产业将迎来第一轮商业化爆发周期,规模将大幅度的提高随着多机型适航认证的加速推进,将保持比较高增长态势,预计到2026年将达到95.0亿元。
目前国内有30多企业进入eVTOL整机研发领域。中国进入eVTOL整机研发领域的前沿科技企业主要有亿航智能、峰飞航空、时的、沃兰特、览翌等,这一些企业在飞行器制造和取证方面较为领先,是eVTOL技术研发的中坚力量,致力于推动相关设备及技术持续优化。面对eVTOL对原有业务模式的巨大冲击,及新型eVTOL研发与认证的专业需求,国内航空航天企业如商飞北研、航空研究院/602所、航天时代飞鹏、中航通飞等。这一些企业凭借其在航空航天领域的深厚底蕴,为eVTOL发展提供重要的技术上的支持和宝贵的行业经验。整车厂凭借在大规模量产汽车方面的丰富经验,积极布局未来交通业务,并致力于提供与之配套的地面服务。国内的小鹏、广汽、吉利、长城汽车等在这eVTOL领域展开了深入的研发和合作。如深圳凌悦、天津斑斓等无人机产业企业也研发eVTOL产品,努力提升技术实力,以在eVTOL市场中占据一席之地。