飞行汽车行业框架

这是一篇关于飞行汽车的思维导图，主要内容包括：重点企业，发展趋势，竞争格局，主要技术，行业关键因素，二、市场情况，一、行业概况。

飞行汽车

• 一、行业概况
  • 行业概况
    • 定义：广义的飞行汽车，是指面向低空智能交通和未来立体智慧交通的运载工具，是航空工业的新兴分支。飞行汽车可分为陆空两栖汽车和电动垂直起降飞行器(eVTOL)。 eVTOL是当前飞行汽车研发的主流，是一种能够在垂直方向起降和着陆，在低空范围内飞行的电动飞行器。
  • 分类
    • 1. 基于推进方式分类： （1）多旋翼：结构简单、航程短、效率低、载荷少。 （2）复合翼：结构和飞控系统复杂，航程较长、效率较高。 （3）可变翼：结构和飞控难度最高，能效搞、载荷搞、航程长。 技术实现难度依次增加。
    • 2. 基于动力源分类： （1）纯电：锂电、燃料电池、太阳能电池等。特点：环保、低噪音，目前受限于电池能量密度，其航程和载重受限。 （2）混动：氢能或燃油结合电池的能源形式，在航程和在中上有一定优势。
  • 取证环节
    • 根据《中华人民共和国民用航空法》和《中华人民共和国适航管理条例》规定，民用航空器的适航管理由中国民航局(CAAC)负责，需要对航空器的设计、生产、使用和维修，实施以确保飞行安全为目的的技术鉴定和监督。
    • 型号合格证TC
      • 航空工业部对设计项目的审核批准文件，向民航局申请合格证。合格证，主要为核查飞机设计是否满足适航便准。包括，型号设计、适航要求和环保要求以及民用航空产品的其他规定条件或限制。
        • 亿航eh216s取证历时3年，进行了500多次摸底实验、4万于次试飞。
    • 生产许可证PC
      • 证明企业在有效的质量系统控制下能够重复生产出符合经批准的型号设计，并处于安全可用状态的航空器。—不申请PC也可以生产，使用TC-ONLY(依据型号合格证生产)，但难以大规模生产，CAAC对生产的审查和管理。
    • 适航证AC
      • 证明每架飞机都按照批准的设计要求安全运行。每架飞机一台。
  • 政策
  • 发展历程
    • 1939年泰勒 霍华德 设计制造了第一台可拆卸机翼飞行汽车。 1991年第一款垂直起降飞行汽车问世。 2016年，优步发布《快速飞入城市空中交通白皮书》，evtol正式成为“空中出租车”的主要形式。 2016年CES展上，广州亿航发布“亿航184”载客无人机。 2021年通用汽车在CES2021展上发布了凯迪拉克飞行汽车和电动穿梭概念车。 2023年Alef Aernautics飞行汽车 MODEL A 获得美国联邦航空管理局（FAA）颁发的特殊适航认证。 2023年亿航216取得全球首张适航证。 飞行汽车行业的发展历程经历了从概念探索到技术突破，再到逐步商业化的演变。目前，行业正处于商业化初期阶段，未来前景广阔。
      • 行业周期，参考电动车行业发展路径，目前处在行业初始阶段，政策与管理制度还在完善中，国家正在出台相关政策及支持措施与规划，行业正在进入示范阶段，逐步进入商业化初期。
• 二、市场情况
  • 市场规模
    • 中商产业研究院发布的《2024-2029全球与中国飞行汽车市场现状及未来发展趋势》显示，2020年至2023年全球eVTOL销量从25架增长至60架，年均复合增长率达33.89%。中商产业研究院分析师预测，2024年全球eVTOL销量将达到130架。 2023年9月14日发布的《民用直升机中国市场预测年报 (2023-2032)》显示， 目前全球eVTOL (电动垂直起降飞行器)市场订单总计超过1.3万架 ，主要用于人员运输和空中物流领域。未来将在公务飞行、短途运输、低空旅游、通航货运、医疗救护等领域对传统直升机形成竞争或替代。根据MarketsandMarkets的预测，eVTOL全球的市场规模预计将从2023年的12亿美元增长至2030年的234亿美元。
      • 直升机
      • 无人机
      • 交通运输-汽车、飞机
  • 产业链
    • 上游：政策主管部门，包含民航局、工信部、地方政府等，出台eVTOL生产制造、商业运营等政策及行业标准，例如eVTOL的TC、AC及PC证书颁发等。 硬件基础设施：气象服务、飞行器起降站、通信基站、导航基站等。 软件系统：空域监控系统、城市立体交通规划系统等。 原材料：铝合金、钢材、树脂、复合材料等。 零部件：芯片、电机、电池等。 飞行器零部件：电池、动力系统、飞控系统、通讯系统、导航系统。 中游：主机厂、整机制造 下游：旅游、消防、应急、出行等方面。飞行服务、通航运营等。
  • 上游
    • 电池方面：国内宁德时代、孚能科技、正力新能、国轩高科、中创新航、力神等锂电池企业已经开展了航空级电池的技术攻关，部分企业已经推出了航空级电池产品。
    • 电机：由于eVTOL电机、电控与新能源汽车结构相近，目前国内eVTOL厂商的动力系统国产化程度较高，目前已知峰飞航空、 御风未来等产品核心模组实现100%国产自研。
    • 飞控系统：在飞控系统上，对于民用载人飞行场景，全球范围内满足适航要求的飞控供应商呈现出高度垄断状态，核心技术掌握在 Honeywell， Collins，Garmin，Thales 和 BAE 等几家航电巨头手中。国内目前飞控系统供应商以传统军工背景机构为主，包括中航618所、航天、北航、南航等。另有一批新兴民营企业也 涉足此领域，包括狮尾智能、边界智控、创衡控制、翔仪飞控等。
    • 原材料、基础设施等
    • 成本拆分：能源与动力系统价值占总成本40%-50%，航电系统价值占比20%，机体原材料、零部件等环节占比30%-40%。
  • 中游
    • eVTOL制造主机厂，主要为整机研发和集成任务（负责机体和整机集成）。代表企业有亿航智能、小鹏汽车、JOBY、Archer等。相关布局企业主要为三个领域，第一为大型航空航天企业布局，波音、空客、贝尔航空、牧羽航空都有布局。二、汽车企业布局，吉利、广汽、丰田等丰田、吉利和小鹏已经实现了飞行汽车的试飞成功。三、前沿科技公司，Joby、Volocopter、PAL-V、亿航智能、峰飞航空等。
  • 下游应用
    • eVTOL在航空医疗应急救援、低空旅游、城市空中交通和物流等领域均有可观的应用前景。 eVTOL在这些领域的应用具有避 免拥堵、跨越障碍、节约时间、减少排放等优势，能够更高效地开发城市低空空域资源，顺应了未来城市交通系统发展绿色化 、智能化的趋势。 在短期内，eVTOL主要应用场景会是TO G 和TO B。其中，To G主要是逐渐替代现有直升机的应用场景，比较常见的有：应急救援、消防抢险、警务安防、航空巡查、科学气象等。 To B主要的应用场景又区分为载货、载人和其它，载货的场景有：山区、郊区、农村、海上等特定场景的货物运输、支线物流配送、点对点的货物运输等；载人的场景有：航空消费（空中观光、运动体验、跳伞服务等）、空中出行（城内通勤、商务包机、共享出行）、飞行培训等；其它应用场景包括：农林喷洒、电力巡检、航拍测绘等。 To C方面，短期内除了少数具备经济支付能力的行业发烧友外，在整机的售价降到50万以内之前，还是难以直接形成一个稳定的市场规模。
  • 行业现状
    • eVTOL研发市场在近几年增速可观。垂直飞行协会（VFS）于2017年4月推出世界权威的eVTOL目录，当时只有十几个 eVTOL项目正在研发中。而仅2023年就增加了近200种新设计。截至目前，该目录已对来自世界各地400多家公司和创新者 的979种不同的eVTOL概念进行了分类。 目前技术较为成熟的eVTOL设计主要集中在美国、中国、英国和德国。中国亿航（EHang）、峰飞、小鹏汇天、美国Joby 、德国Lilium、英国Vertical Aerospace、美国Volocopter、美国Archer Aviation等企业的进展较快。其中技术较为成熟 的机型以Joby-S4、亿航EH216-S、Vertical Aerospace-VX4、Volocopter-VoloCity等为代表。各公司都还在进一步进行技术研发，提高产品成熟度，并对已有机型推进适航审定申请进程。
• 主要技术
  • 动力系统
    • 电池性能：一是能量密度，二是功率密度。相对而言，电池功率密度（即单位质量电池的放电功率）是 eVTOL 更为关键的性能指标，决定了其是否可以安全起飞和着陆；另一方面，能量密度（电池平均质量所释放出的电能）一定程度上决定了 eVTOL 的航程范围。 《纲要》提出要突破高能量密度锂电池、高比功率氢燃料电池、高效率电推进系统等关键技术。满足电动航空器使用需求和适航要求的400Wh/kg级航空锂电池产品投入量产，500Wh/kg级产品小规模验证。 现阶段电池能量密度在200到300wh/kg，2023年4月，宁德时代推出凝聚态电池500wh/kg。未来固态电池能量密度有望达到1000wh/kg。
    • 电机：《纲要》要求，250kW级航空电机及驱动系统投入量产，500kW 级产品小规模验证，功重比达到 20Nm/kg（扭矩）。当前航空电机功重比在10到15kw/kg，飞行器电机需要达到20kw/kg。
  • 结构设计
    • 结构设计：《纲要》提到，针对载人、物流城市空运航空器，突破适航安全性设计、高效率气动布局设计、低噪声高效率电推进、电动倾转旋翼高可靠性飞行控制、人在环垂直起降飞行控制等关键技术，开展攻关和试飞验证。
  • 飞控系统
    • 飞控系统是低空飞行器最核心的子系统之一，提供飞行器的感知、控制和决策，也是自动驾驶系统核心控制系统之一。飞控系统和自动飞行技术的复杂性体现在需要大量传感器、算法和执行器，并涉及到系统设计集成、跨平台开发和协同兼容等方面。这种复杂性可能导致系统故障率增加，增加维护和维修成本，并且系统设计和参数调试需要大量飞行数据的支持，目前仍处于开发早期。同时，面向适航证的要求，尤其是对安全性的要求是一大挑战。 目前主要的飞控供应商有两类，一类是传统的老牌飞控系统供应商，以军工单位、研究所及高校为主，包括中航工业618所、北航、南航等，这类单位技术扎实，但是产品价格较高；另一类是新兴民营公司，其在军用项目和eVTOL领域经验丰富，产品性价比高。
  • 材料
    • eVTOL对于材料的要求相对门槛较高。制作eVTOL机体制造通常需要使用轻质且强度高的材料，如碳纤维复合材料、铝合金、钛合金等。在原材料方面，VTOL复合材料使用占比70%以上，主要用于结构件和推进系统，其中超过90%的复材为碳纤维复材。
• 竞争格局
  • eVTOL行业为发展早期阶段，虽然行业壁垒比较高，但已有许多企业进入行业，整体行业内企业大都处于早期阶段或者航空航天、汽车、电池、电机等产业链布局子公司，在产品构型设计方面，国内外的头部企业大多选择电动作为动力来源，但在具体设计上各有侧重，大多数产品处于研发设计阶段，有少量产品产生销售。 目前参与者可以分为三类：第一梯队主要由技术领先、资金雄厚的大型企业组成。这些企业在 技术研发、市场推广和政策影响力方面具有明显优势。例如，美国的Joby Aviation和中国的亿航智能等公司。第二梯队包括具备较强技术实力和创新能力的中型企业组成，这些企业正在积极进行技术突破和市场扩展。代表 公司包括沃飞长空等。第三梯队为初创公司和小型企业，它们在某些技术领域有独特优势，但整体资源和市场影响力较弱。这些企业通常依赖于外部投资和合作来推动技术研发和商业化。
• 行业关键因素
  • 驱动因素
    • 需求驱动
      • 城市人口不断膨胀，交通拥堵严重影响着人们的生活质量与经济发展，根据中国大数据统计，大约53%的城市人口每天通勤在20到60分钟，随着城镇化及人口增加交通拥堵面临更严重的问题，而eVTOL将大大减少通勤距离，解决城市交通问题。
    • 效率与经济性
      • 成本方面，eVTOL相较汽车有时间优势、相较燃油直升机有成本优势。据J.P. Morgan测算，虽然eVTOL总成本是汽车的2.2倍，但相较汽车节约2/3出行时间。 eVTOL通勤速度为100到300公里/小时，空中交通路径相对较短，在通勤效率方面要大幅领先地面交通。成本可以替代一部分直升机市场。
    • 政策驱动
      • eVTOL作为继汽车产业后，又一重大产业，具有产业链长、覆盖行业广泛，是国家又一未来重大产业，目前已经上升到国家战略层面，目前全球各国政策都在支持eVTOL产业布局。
    • 技术驱动
      • 伴随着着电动汽车、无人机相关的技术应用成熟，在电池、电机、飞控系统技术等技术积累上逐步成熟，成熟技术可以向eVTOL应用上转移，推动eVTOL技术快速发展。
  • 制约因素
    • 监管问题
      • 飞行汽车涉及新的事物形态，相关的空域管理、审批制度、管理制度、驾驶员认证体系等都有较大空白。
    • 配套支持
      • evtol行业涉及面广，空域开放及管理制度建设、基建支持相关通信、卫星、导航、监管等保障能力建设需要配套。
    • 技术/成本原因
      • 行业处于早期，技术成熟度和成本都没有经济效益，具体商业化运营还有一定距离。
    • 适航安全性
      • 现有车规级电动化系统要达到航规级安全要求，还需要做大量工作。
  • 五力分析
    • 从潜在进入者的威胁来看，飞行汽车行业存在较高的进入壁垒。这个行业需要巨额的研发投入、先进的技术积累以及严格的安全认证。同时，政府监管和空域管理的复杂性也为新进入者设置了障碍。然而，随着技术的进步和资本的持续涌入，仍然看到越来越多的企业，尤其是科技巨头和传统汽车制造商，正在进入这个领域。这表明尽管存在高壁垒，潜在进入者的威胁仍然不容忽视。
    • 供应商的议价能力在飞行汽车行业中相对较强。关键组件如电池、轻量化材料、先进航电系统等的供应商往往掌握着核心技术，在整个产业链中占据重要地位。由于飞行汽车对这些关键部件的性能和可靠性要求极高，供应商能够在一定程度上影响产品的成本和质量。
    • 买方的议价能力目前相对较弱，主要是因为飞行汽车尚未大规模商业化，市场供应有限。早期的客户可能主要是政府部门、高净值个人或特定的商业用户，他们对价格的敏感度相对较低。
    • •2021 年 2 月，中共中央、国务院印发《国家综合立体交通网规划纲要》，首次提出发展低空经济； • 2023 年 10 月，工信部等四部门发布《绿色航空制造业发展纲要（2023-2035年）》，力争到 2025 年电动通航飞机投入商业应用，电动垂直起降航空器（eVTOL）实现试点运行； • 2023 年 12 月，中央经济工作会议上，明确将“低空经济”列为国家战略性新兴产业； • 2024 年 3 月，写入政府工作报告，明确积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎。
    • 替代品的威胁对飞行汽车行业构成了一定挑战。传统的地面交通工具、直升机、小型飞机等都可能是飞行汽车的潜在替代品。此外，新兴的交通方式如超级高铁也可能在某些场景下与飞行汽车形成竞争。然而，飞行汽车独特的垂直起降能力和灵活性为其提供了一定的优势场景及竞争优势。
    • 行业内现有竞争者之间的竞争程度日益激烈。随着越来越多的企业进入这个领域，竞争焦点已从概念验证转向技术优化和商业模式创新。主要参与者包括传统航空公司、汽车制造商和新兴科技公司，它们在技术路线、目标市场和商业策略上各有侧重。这种多元化的竞争格局推动了行业的快速发展，但也加剧了竞争强度。
    • 飞行汽车行业的竞争态势正在快速演变。虽然目前行业仍处于早期阶段，但竞争已经日趋激烈。
• 重点企业
  • 图1
• 发展趋势
  • 飞行汽车行业融合了航空航天和汽车领域的多项尖端技术，包括钩形设计、飞控技术、自动驾驶技术、高性能电池和动力系统等。同时，飞行汽车需要通过严格的适航认证，这涉及到型号合格审定，生产许可证等，管理机构对飞行汽车的认证要求比较高，这使得新进入者必须具备强大的合规和技术能力才能获得市场准入。这导致行业是一个高度技术密集型和资本密集型的领域，大规模的资本投入不仅用于技术研发和测试，还包括制造设施的建设和市场推广等，其行业壁垒较高。 在商业低空应用场景的渗透路径遵循“先物后人、先郊后城”，在此基础上，作业类场景将会率先受益，其场景普遍存在于郊区、场景作业内容固定、运输物敏感程度低;安全类场景作为创新类场景将会在安全领域作为辅助设备参与应急处理;出行类场景将会在短途固定线路进行试点，但受到空域、低空基础设施、飞行累计经验等因素，在短期内无法快速进入更贴近民用的大规模市场。 随着技术的进步和市场需求的增长，飞行汽车领域还可能吸引更多的参与者，包括初创企业、研究机构和政府部门等，共同推动这一行业的创新和发展。随着法规的完善、技术的成熟以及市场的扩大，飞行汽车有望在未来交通领域扮演更加重要的角色。 根据EVTOL技术成熟度、制度完善情况，并参考电动汽车发展规律，飞行汽车需要一定时间的孵化及产业化的整合，需要经历一系列技术竞争、商业化摸索、政策补贴、产业整合等阶段。目前行业技术路线及商业化场景还在摸索阶段，投资风险较高，建议主要的投资思路以产业链上游及中游前沿技术储备为主，以应对后期行业龙头的进入及产业整合的风险。

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