時間:2021-03-14 18:37來源:東方證券 作者:中國通航
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“敏捷至上”項目將軍用電動垂直起降飛行器命名為適應性保障飛行器(ORB),應滿足的技術要 求主要包括以下 5 個方面:
1)機械結構較傳統垂直起降飛行器簡化,從而降低維護成本和周期;
2)應用自主飛行技術,提高安全性、降低人員操作需求;
3)經濟性,可批量生產應用;
4)采用 分布式電推進技術實現低噪聲;
5)靈活、敏捷,減少對基礎設施的依賴。
相應的,飛行器應具備 的技術要素包含:
1)采用分布式推進系統;
2)采用電推進系統;
3)有人駕駛,或遙控駕駛,或 自主飛行;
4)垂直起降;
5)具備懸停能力;
6)可具備升力表面;
7)模塊化設計。
相較于商用領域的電動垂直起降飛行器,“敏捷至上”提出的技術要求有一定差異性。對于上述第 一類應用場景,敏捷至上提出的技術指標要高于現有的典型商用技術指標,例如貝爾公司于 2020 年 1 月提出的 Nexus 4EX 商用飛行器方案航程為 95km,同期現代公司 S-A1 方案航程同樣約 100km,這一航程能夠滿足典型的商用城市空運需求,但不能滿足軍事任務需求;第二類和第三類 飛行器在商用領域的應用場景尚未凸顯,因而未得到廣泛關注。此外,軍事任務的環境條件與城市 存在顯著差異,需要考慮結冰防護等多種環境控制問題。美空軍表示,采購的飛行器型號不會是軍 用定制的,而是與商用市場版本相同的型號。
“敏捷至上”項目第一階段投資總額遠遠超出預算,多家新興 eVTOL 商企參與,Joby 和 Beta 兩 家已經進入試飛階段。美空軍對“敏捷至上”項目的風投集中在自主飛控、先進材料和制造工藝、聲學技術、避撞系統等,敏捷至上項目已開始與參與方簽署合同,美國初創公司軍刀飛機公司 (Sabrewing)獲得了金額 325 萬美元的小型企業創新研究合同。第一階段計劃投資總額為 1000 萬美元,目前的投資額已經大大超過原計劃。截至目前,Joby 和 Beta 兩家中標入選試飛階段。
3.1 2020 年,全球民用無人機市場逐步由 to C 轉向 to B
民用無人機分為消費級無人機和工業無人機。1)消費級無人機主要用于航拍和娛樂,著重拍攝功 能和可操作性。2)工業無人機注重經濟效益,追求巡航速度、續航時間等性能的平衡,對無人機 的專業化應用要求高。通過搭載不同的任務載荷,如熱紅外相機、高光譜相機、激光雷達、光電吊 艙等,實現不同專業功能,從而滿足對應的行業需求。其主要應用于測繪與地理信息、巡檢、安防 監控、應急等領域。
2020-2024 年消費無人機增速疲軟,工業無人機成為全球民用無人機新引擎,市場逐步由 to C 轉 向 to B。根據 Frost & Sullivan 預測,2020-2024 年全球民用無人機市場的 CAGR 高達 43.03%, 預計 2024 年市場規模將達 4157.27 億元。隨著應用場景的不斷拓展,全球工業無人機實現快速發 展,預計2020年工業無人機市場規模將首次超過消費級無人機,成為全球民用無人機的主要市場。
2020-2024 年全球消費無人機的 CAGR 將有所下滑,從 2015-2019 年的 24.09%下降至 20.00%;而同期工業無人機將保持高增速,從 2015-2019 年的 50.62%增長至 56.43%。
中國是全球民用無人機的主要市場,中國工業無人機市場規模將在 2021 年首次超過消費級無人機。2020 年中國民用無人機市場規模為 599.05 億元,占全球民用無人機市場的 60.30%,屬于全 球領先地位。從市場結構上看,2020 年我國消費級無人機市場規模為 325.83 億元,占比 54.39%;工業無人機市場規模 273.21 億元,占比 45.61%。2021-2024 年,工業無人機將占據我國民用無 人機主要市場,市場占比從 55.01%快速增長至 72.65%。同期,我國工業無人機 CAGR 維持 53.27% 的高增速,成為我國民用無人機發展的新引擎。
![]() 3.2 垂直起降:新構型拓展行業全新應用場景
3.2.1 垂直起降:加速城市空中交通(UAM)商業化
兼具優秀懸停能力、長巡航速度與航程的垂直起降(VTOL)無人機蘊含巨大市場需求。現今,無 人機在懸停時間、巡航速度、航程與起降場地方面都提出了更高的要求,而多旋翼、直升機和固定 翼無人機都無法同時滿足這種多方位的需求。多旋翼無人機受制于續航時間和航程短;無人直升機 則造價較貴,飛控難度也較高;而固定翼無人機則是對起降場地的要求較高,一般需要跑道。垂直 起降無人機因兼具優秀懸停能力和較長的巡航速度與航程受到市場關注。其中,復合型垂直起降無 人機(VTOL)和垂直起降固定翼無人機各有側重:復合型 VTOL 偏重于懸停時間,垂直起降固定 翼在航程上更有優勢。
eVTOL 打開新應用場景城市空中交通(UAM),資本助力新興 eVTOL 企業加速 UAM 商業化。根據美國國家航空航天局發布的《城市空中交通空域整合概念和考慮因素》中的定義,“城市空中 交通(UAM)”是“城市內適用于載人飛行器和無人飛行器系統的安全高效交通運作方式”。目前, 具有優秀懸停能力、長巡航速度與航程、低噪音的電動垂直起降(eVTOL)飛行器獲得騰訊等資本 的追捧。另外,空中客車、波音等大公司以及 Lilium、Volocoper、Kitty Hawk 等新興企業都正在 打造自己的電動垂直起降飛行器以用于城市空中交通。eVTOL 的商業化要經歷七個階段:設計、 公告、驗證測試、全尺寸測試、載人測試、生產、商業化推廣。我國億航公司是全球為數不多實現 量產銷售的 eVTOL 公司。
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