時間:2021-03-14 18:37來源:東方證券 作者:中國通航
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除新興企業外,傳統車企也加緊布局 eVTOL。近年來吉利、豐田、小鵬、現代、克萊斯勒等一眾 車企紛紛并購布局,也陸續推出了自己的原型機,其中吉利汽車最早于 2020 年 6 月發布的吉利 TF-2A 即可實現 180km/h 的飛行速度以及 100 公里的最大飛行里程。在 2020 年 CES 展上,現 代、克萊斯勒等汽車巨頭也紛紛展示垂直升降汽車概念產品。
3.2.2UAM 現狀:我國政策不足但技術深厚,全球首發載人無人機
民用無人機產業受政策和技術驅動,我國 UAM 產業政策相對不足但技術深厚。政策方面,我國早 已確定無人機行業為國家戰略。但是對于新興的城市空中交通 UAM 產業,我國尚未在國家層面制 定 UAM 產業規劃。技術方面,我國工信部對民用各領域的技術共性需求早已作出判斷。經過多年 發展,在廣東珠三角構建了強大的無人機產業供應鏈,以深圳為主形成了中國乃至全球民用無人機 產業發展的領頭羊,為我國無人機相關技術打下深厚基礎。
政策:日韓率先頂層設計 UAM 產業,我國略有落后
我國無人機行業已上升至國家戰略,行業高增長格局早已確立。《國家戰略性新興產業發展“十二 五”規劃》、《國家戰略性新興產業發展“十三五”規劃》中,明確將無人機產業納入到國家戰略 性高科技產業定位和國民經濟戰略地位,給予長期的、穩定的支持!“互聯網+”人工智能三年 行動實施方案》是國家出臺的首個關于無人機行業的重要支持政策,意味著該行業發展已上升至國 家戰略,行業高增長格局已經確立。
對于城市空中交通 UAM 產業,2020 年日韓將其上升至國家層面,明確了關鍵時間節點。相比之 下,我國尚未頂層制定發展規劃。在日本內閣第四十次“未來投資會議”上通過了日本《增長戰略 跟進計劃》,這個重要計劃相當于日本國民經濟的“十年規劃”,將指導日本政府未來十年的產業政策制定和政府投資方向,為 2021 至 2030 年的日本國民經濟各個領域制定了總體發展目標。其 中,首次在國家層面制定了無人機及“飛行汽車”的戰略規劃。無獨有偶,2020 年 6 月韓國土地、 基礎設施與交通部(MOLIT)發布了城市空中交通(UAM)規劃方案,成為第二個在國家層面制定 UAM 產業政策規劃的國家。
雖然我國 UAM 產業頂層設計不足,但也正加快推進相關立法工作。2019 年 1 月 21 日,在省部級主要領導干部堅持底線思維著力防范化解重大風險專題研討班開班式上發表重要講 話,要加快科技安全預警監測體系建設,圍繞無人機、服務機器人、自動駕駛、人工智能等領域, 加快推進相關立法工作。1 月 23 日,民航局印發《基于運行風險的無人機適航審定的指導意見》, 明確將在 2019 年底初步建成基于運行風險的無人機適航管理體系,公布已在國內 5 家無人機企業 設立適航審定試點,重點探索貨運無人機、巡線無人機、載人無人機的適航標準和審定辦法。2020 年 10 月 28 日,中國民用航空局公布首批 13 個民用無人駕駛航空試驗基地(試驗區)名單,以加 快推進中國民用無人駕駛航空事業發展和保持國際領先地位。
技術:我國無人機技術國際領先,率先發布載人無人機
在無人機技術方面,我國早已對各民用領域作出共性技術需求判斷,這為我國 UAM 產業打下堅實 技術基礎。
在工信部的《民用無人機系統發展路線圖》中,對于共性技術做出了詳細的闡述:
1) 機體:輕質化機體結構,優化氣動性能設計。材料技術的發展令新型輕質材料、智能材料逐 漸應用于航空器結構設計,使結構輕質化、變體結構等具備應用前景,為提高航時性能和載 荷能力提供基礎。同時,抗墜毀能力、在惡劣環境下的生存能力以及結構的開敞性和外場可維護性對于民用無人機十分重要。此外,抵抗惡劣天氣條件、應對復雜應用場景和地勢起降 條件的適用性和生存能力也是民用人機普遍共性需求之一。
2) 動力系統:無人機系統的核心,需要高效率、高可靠、控制簡單的裝置設計。由于無人機任 務載荷較重,所需航程較遠,所以對功率提取有較大需求。為滿足對續航能力的要求,在保 持機上設備動力供給的情況下,動力裝置可以通過增加功率和減少發動機重量;或者采用低 油耗率的設計。同時,依靠關鍵系統的備份設計和多裕度設計可以提高動力裝置的可靠性, 以保障飛行安全和任務的順利進行。為調試方便,使用維護簡單,動力裝置設計及無人機的 電氣、通信接口也需要盡可能的簡單。
3) 控制導航:智能自主化是無人機技術的發展方向和趨勢之一。面向未來信息化需求的智能無 人機系統,其智能自主化的特征體現在環境的自動感知與理解、威脅規避、自主規劃與決策、 自主運動控制以及任務的自主執行等方面。其中,環境感知和理解是實現自主控制的基礎, 自主行為決策與規劃技術是實現自主行為能力的核心。
4) 數據傳輸系統:為實現人機緊密結合,需要依靠數據鏈技術和地面控制站建立實時高效的圖 像及數據傳輸系統。數據鏈需要具有抗截獲、抗干擾能力,實時傳回監控目標影像,使指揮 中心能夠及時監控現場;同時,數據鏈也要記錄飛行數據,在遙控控制信號丟失時可完成自 動返航。地面控制站作為人機接口,主要實現對飛行器的控制、任務控制、載荷數據分析和 系統維護等,關乎著無人機的飛行安全。因此,我們需要穩定可靠、實時高效的數據傳輸機 制以滿足海量數據實時通信需求,同時也要確保飛行數據具有直觀性和易操作性。
降低成本、注重實用是我國民用無人機產業發展的重要特征。民用無人機產業將以“政府引導,社 會主營”為主要模式,形成以生產企業和通用航空企業為主體的多種經營方式,逐步建成國內無人機應用產業鏈。根據《民用無人機系統發展路線圖》,產業體系協同化、消費產品個性化、行業應 用專業化、研發升級智能化、運營服務精準化是民用無人機的主要發展趨勢。
在廣東珠三角地區,已經形成了以深圳為主的中國乃至全球民用無人機產業發展領頭羊,為我國 率先發布載人無人機打下深厚技術基礎。摩根士丹利在 2018 年發布的藍皮書中表示,由于考慮到 技術和政府法規的重大不確定性,保守地估計城市空中交通行業將到2030年才會開始發展。但是, 2016 年在美國拉斯維加斯發布的全球首款載人級全自動無人駕駛飛行器——億航 184,為城市空中交通行業開啟了新篇章。億航全自動飛行器已經成功進行了 2000 多次載人及不載入飛行測試, 為商業運營做好了準備。同時,億航也是全球為數不多實現量產銷售的 eVTOL 公司。2019 年億 航累計銷售載人級自動駕駛飛行器(AAVautonomous UAV)61 架,相比之下,2018 年僅為 3 架。
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