eVTOL的技术研发和商业化逐步发展

随着电动化浪潮从新能源汽车席卷到航空业,eVTOL进入大众视野,成为近两年全球资本追逐的热点赛道。

与此同时,国内eVTOL也在加速落地。时的科技作为国内首个自主研发倾转旋翼载人电动飞行器的科技企业,成立于2021年。截至目前,时的科技自主研发的E20 eVTOL原型机已完成首轮飞行测试, 正在开展常态化的试飞试验。2023年10月,中国民用航空华东地区管理局也正式受理时的科技E20  eVTOL的型号合格证申请。

在低空经济的浩瀚天空中,时的科技始终紧贴实际需求聚焦eVTOL商业化落地,专注打造安全便捷的空中出行交通工具。本期“低空经济20人”系列专访,我们有幸邀请到了时的科技创始人兼CEO黄雍威先生。

他认为,eVTOL的技术研发和商业化不是一步到位,也不是一蹴而就的,而是需要从有人驾驶到无人驾驶、从郊区到城市、从低空游览到日常出行、从示范场景搭建到商业化运营的逐步发展。这是一个需要分阶段分步骤的过程,在保障空中出行安全高效的同时,为eVTOL以及低空经济发展提供可持续动力。 

 

01 更安全、更实惠、更高效的空中出行选择

亿欧:首先感谢您接受我们的采访,能否请您先介绍一下eVTOL作为新兴技术产品发展迅速,它和通航飞机、直升飞机等既有选项以及其他例如飞行汽车等正在探索阶段的选项有何差异?未来应用落地的优势是什么?

黄雍威:之前,低空经济没有被重视发展起来的原因是商业化市场没有打开。以双发五座直升机举例,售价是5千万-7千万元人民币不等,因此乘坐直升机的价格十分昂贵。

相比于直升机,eVTOL更加安全,能够实现接近民航飞机的安全系数。直升飞机只有单发或者双发动力,而eVTOL一般是多发动力,同时的E20 eVTOL研发设计的是6套单元动力系统,任何一发失效都不会影响正常飞行。

其次是经济性高,双发五座的直升机售价为5千万-7千万元人民币不等,而以E20   eVTOL倾转旋翼量产售价大概是七八百万人民币,在售价上有非常大的优势。同时因为电动化,维护成本也大幅度降低,因此乘坐eVTOL的乘客人均每公里售价能够实现与出租车相近。由于eVTOL采用分布式电推进技术,巡航飞行时分贝控制在40-45分贝左右,噪音很小,不需要佩戴降噪耳机,更不会产生有害尾气更环保。eVTOL的飞行速度更快且可以垂直起降,对基础设施的要求较低,运行效率高。

相比于飞行汽车,eVTOL的客户是B端的通航公司,没有汽车的功能,而飞行汽车既是飞机也是汽车,直接面向C端。事实上,飞行汽车的概念发展已经有上百年的历史,但始终没有落地,主要就是因为飞行汽车需要同时符合民航法规和陆路交通法规的要求,两者的设计需求是不容易被同时满足的,因此还是需要较长的时间来实现。

eVTOL是电动垂直起降飞行器,简单理解就是飞机的电动化变革,以更安全更实惠更高效的飞行扩大空中出行市场,充分利用巨大的低空资源。

亿欧:虽然时的成立于2021年,但是时的团队在这个领域经验是很丰富的,能不能介绍一下成立时的科技的原因和契机呢?

黄雍威:我在航空业从业超过20年,2021年,我认为电动化已经走到了能够应用于航空器的阶段。三电技术(电池、电控、电机)在电车上已经实现量产,技术、法规、供应链等各维度都已经发展得相对成熟并且能够为航空电动化提供相应支持,因此我们成立了时的科技。“时的”的意思是“时间的士”,我们希望提供更高效快捷的智能立体出行服务。

作为创业公司,我们首先考虑的是产品定位、客户的市场规模和应用效益。经过市场调研和多重考虑,我们的产品聚焦于30到150公里的交通出行场景。因为30公里以内的路程通过地铁和汽车通行的便捷性和经济性更高,而超过150公里可以选择高铁和飞机通行,这个人均成本已经非常低了。而现在对于30到150公里的出行需求,特别是像深圳地处大湾区,有跨山跨海的特殊场景的出行需求是没有被满足的。eVTOL可以扩大城际和城市都市圈的出行范围,是现有出行方式的有力补充。

 

02 紧贴需求逐步升级的产品方案

亿欧:时的科技E20 eVTOL全尺寸原型机顺利完成首轮飞行测试,能否给我们介绍一下E20?

黄雍威:E20是载人的电动垂直起降飞行器,它最主要的特征是倾转旋翼构型,它有6个螺旋桨,巡航飞行时前面两发不会倾转,通过顺桨减少阻力,后面四发是会倾转的,变为固定翼模式,实现高速高性能飞行,我们选择这个构型的主要原因是考虑安全性和经济性的需求。E20处于多旋翼模式时所有的桨高度都高于人,保障乘客上下机的安全性。另一方面是飞行速度更快,倾转旋翼构型垂直升力和水平推力使用同一套动力系统,动力单元可以复用,能够实现空中出行的价格跟出租车一致,但速度要快五倍的效果。

亿欧:E20如何保障安全性能?是否获得适航证即可说明飞行器的安全性能?

黄雍威:因为直升机已经存在很长时间了,作为一个有人驾驶的飞行器所有的安全条例和规章准则都是向直升机对齐的,所以基本上所有直升机的安全设计都有配备。

虽然每个国家民航局的政策会有所不同,但是对于适航取证在航空业标准相对统一的,而eVTOL是能够实现接近民航飞机的安全系数的。我认为,只要获得民航局核发的标准型号合格证就可以证明安全性能得到了保障。

亿欧:E20在研发中会涉及哪些新的技术?

黄雍威:目前所有eVTOL都是在往智能化方向发展,但是技术路线选择每家企业可能会有不同。E20的架构也是可以实现自主飞行,但从目前的航空规章制度和安全考虑,我们还是以有人驾驶飞行器作为最终产品构型,选择先有人驾驶后无人驾驶的路线。我预计可能在2035年后,相应的AI技术、法规、新的空域管理体系完善后,才有可能迎来全自主飞行时代。

就目前而言,eVTOL行业最大的目标是在纯电驱动的前提下让飞机飞起来,电动化可以带来更低的价格和更高级别的安全保证,那我们就会先聚焦电动化,暂时不会将无人驾驶、空域自动化这些元素考虑融入进来。作为eVTOL整机厂,我认为eVTOL行业短期内先聚焦纯粹的油改电航空器方案,而不要累加那么多种创新,融入大量的新技术反而不容易落地。

飞行器是乘客的出行载体,受限于用户习惯和心理考量。美国民航飞行员协会在2019年的权威意向调查发现“85%的人在没有飞行员的飞机上会感到不舒服”。此外,民意调查显示,“即使机票足够便宜,公众也不愿意乘坐运营自动化飞机的航空公司的航班。66%的乘客不会乘坐无人驾驶飞机,即使机票便宜30%。”因此,世界上头部eVTOL玩家,都采用先有人驾驶,逐步过渡到无人驾驶的技术路线,渐进式地培养用户习惯。

 

亿欧:在过去,直升机并没有实现大规模应用,在未来更加便捷的eVTOL普及后的飞行密度大大增加,那么对于飞机本身的系统信息化等要求是否也会相应提高?

黄雍威:我认为对eVTOL发展的判断需要通过不同的时间维度进行考虑。什么是时间的维度?我认为商业化落地是一个逐步推进的过程,没有大家想象得那么复杂。

中国的空域是很干净的,今天我们陆地上有3亿辆汽车,但是空中只有5000架飞机,其中直升机只有700多架,在几年内飞机满天飞是不实际的。假设说在上海五分钟就能看到一架飞机飞过,就说明已经达到几十万架飞机的容量,但我们距离上百万架飞机还非常遥远,因此离自动驾驶和空域管理的需要也还有一定的距离。

将eVTOL的发展分成不同的时间周期来看,由于eVTOL的综合费用降低80%导致供需关系发生变化。第一阶段eVTOL是替代一定直升机的使用需求,增加国内直升机的总量,但是使用量最多达到万级。

关于这个问题,我认为可能是无人机市场的发展速度和体量导致大众对eVTOL的认知和构想有一些出入,但是 eVTOL其实是一架电动飞机,它相当于100辆车的价值了,因此总量不可能一开始就接近汽车或无人机的总量。

亿欧:E20距离真正的商业化落地,还需要经过哪些环节和步骤?

黄雍威:接下来,我们最主要的就是获得TC证和PC证,获得适航认证和生产许可后我们就可以将产品投入市场去使用了。根据计划,E20将在2026年完成取证,我们从2025年开始会陆续打造示范运营的案例,在取证后会同步开展商业航线以及低空游览的项目。预计在2027年或者2028年,在通过双边互认的基础上,我们会将飞机销售至海外市场。 

 

03 从空中巴士开始的分步骤商业化进程

亿欧:除了资本资金支持和飞机研发生产本身,在eVTOL实际应用之前还需要哪些配套建设?对于系统性推动eVTOL商业化发展还需要哪些方面的支持?

黄雍威:对于第一个问题,不同的应用场景可能有不同的回答。就我们而言,我们本质上是一个小型飞机电动化升级方案,所以我认为配套主要在于驾驶员和充电桩。关于驾驶员培训,我们计划在快取得TC证前后开始落实,而充电桩我们目前采用的是与电动车一致的800伏高压的充电桩,需要在航线确定之后进行安装。

对于推动商业化发展,一方面,我认为还需要政府在政策上给予更多的支持,我们看到电车的发展除了资本投入推动前期的电车研发之外,在电车进入市场时,运营方以及客户也获得不少补贴支持。我们现在也希望政府能够确定统一标准的充电桩,同时对于运营方的采购或者租赁电动飞机能有一定的补贴,提供航线规划和空域需求的支持。

另一方面,新兴事物的出现需要有容错的机制,所有的新兴技术刚开始应用的时候或多或少都是有一些问题的,例如电车刚开始落地时也会有电车燃烧起火的事件发生,如果是意外偶发造成的,政府和社会的理解、包容也非常重要。

亿欧:您刚刚有提到eVTOL的安全系数能够接近民航飞机的安全系数,这是一个极低的概率了,那么这个容错机制是指?

黄雍威:eVTOL是分布式电动化的方式,所以安全可靠性会比直升机更高,但是不代表这架飞机能够实现百分百零事故。事实上,人类历史中也没有任何一个交通工具是零事故的,但是大家普遍更加关注航空器的事故发生,其实路面上的交通事故发生概率远高于航空事故的。那么,容错机制就是指我们能不能接受飞机在概率内发生问题或者出现迫降的情况,社会舆论会不会影响继续推进eVTOL发展。

亿欧:如果让您来描述未来十年内低空经济的应用场景会是怎么样的?

黄雍威:低空经济发展的最大重点是如何将“低空”利用起来产生更多社会价值,eVTOL只是低空经济中的一环,整个低空经济的应用场景还包括物流小型机、消费级无人机等等。十年内,我们会看到更多的末端物流开始有无人机的应用,消费级无人机的应用也会增加,出门打空中的士也变成大家的生活习惯。

就eVTOL而言,我们会从城市外围着手打造低空游览的航线投入运营,而后会从郊外往城市逐步复制应用,实现城际间的飞行,最后实现城市内的飞行。我对行业发展还是充满信心的,因为政府已经把低空经济列为战略性新兴产业,相信未来会有更多产业支持政策的出台。

亿欧:您认为在十年内eVTOL是否能成为普罗大众都能够乘坐的交通工具?因为目前国内也有开通市内直升机航线的情况,但主要还是用于高端商务,普通市民还是会选择汽车或者地铁通行。

黄雍威:目前的直升机费用较高,导致无法成为常态运营的交通工具,对于市民而言,如果因为某个时间段没有足够的乘客一起乘坐就需要支付更高昂的费用或者飞机无法按时起飞,是无法成为日常出行的选择的。作为交通工具,它应该首先满足提供常态化运营和安全可靠的服务。

我前面有提到,eVTOL的出现可以使得综合成本降低80%,因此当航线能够实现常态化运营固定频率地提供出行服务的时候,它就能够成为大众的日常出行选项。

亿欧:在过去eVTOL更多地被称为“空中的士”,就您刚刚而言,是不是短期内eVTOL会更多地以“空中巴士”的定位存在?

黄雍威:是的,空中的士的这个概念是来自海外的“Air Taxi”或是“Flying Car”,因此可能导致了很多错误的观念,我们也很希望借助媒体的力量进行科普,让大众认识和接受低空经济产业。

短期内eVTOL的更多应用场景是固定航线,像巴士一样在两点之间穿梭,将未来场景具体化,乘客只需提前购买机票,在预定时间到达指定地点准备上车即可,作为能够实现垂直起降且只有四个乘客座位的飞机,eVTOL不需要候机楼或者长跑道等配套,能够真正使得出行更加高效便捷。