EVTOL垂直起降-變化就在空氣中

混合動力垂直起降（eVTOL）飛行器有能力改變空中交通生態(tài)系統(tǒng)。了解航空運輸面臨的挑戰(zhàn)以及公司如何利用新機遇。

介紹

一個世紀前，航空先驅(qū)格倫·柯蒂斯（Glenn Curtiss）首次推出了自動飛機，這是一種帶有可拆卸機翼的三座汽車兼飛機。1從那時起，汽車和航空愛好者就夢想著“飛行 汽車“，可以將地面上花費數(shù)小時的行程減少到空中的幾分鐘，從而提高生產(chǎn)力和生活質(zhì)量。

在經(jīng)歷了幾十年的失敗項目和錯誤的開端之后，一種新型的車輛終于出現(xiàn)了，它可以通過改變城市中人員和貨物的運輸方式，將這些夢想變?yōu)楝F(xiàn)實。為了深入了解這個快速發(fā)展的領域， 德勤（Deloitte）最近發(fā)布了一個由五部分組成的系列文章，主題是移動出行的未來。

本文總結(jié)了研究結(jié)果和啟示

大約兩年前，德勤（Deloitte）出版了《提升移動出行的未來》（Elevating the future of mobility）一書，這是其對新型飛機的初步看法，該飛機有望 徹底改變城市間和城市內(nèi)的交通。2這些飛機通常被稱為電動或混合動力垂直起降 （eVTOL） 飛行器，有可能改善 與傳統(tǒng)直升機相比，通過更快、更安靜、更經(jīng)濟高效地運送人員和貨物，實現(xiàn)未來更高的機動性。在最初的文件中，在看到大規(guī)模采用之前需要克服的幾個挑戰(zhàn)和/或障礙 識別出eVTOL飛機（見圖1）。

在一系列文章中，強調(diào)了未來移動性提升的障礙，并提出了克服這些障礙的建議方法。通過這一過程，我們開始將法規(guī)視為整體空中交通管理的一個子集 系統(tǒng)。eVTOL的安全性將取決于eVTOL車輛的成熟度、地面基礎設施和空中交通管理系統(tǒng)。

eVTOL的演進

在過去的兩年里，eVTOL之旅發(fā)生了很多事情。為了完整而及時地講述這個故事，以下是德勤發(fā)表的五篇文章的主要發(fā)現(xiàn)摘要，并在適當?shù)臅r候?qū)ζ溥M行更新：

1)提升移動出行的未來3通過eVTOL制造商、運營商和其他主要利益相關者的共同努力，提高移動性可能會成為現(xiàn)實。 下一個十年。盡管面臨挑戰(zhàn)，制造商已開始測試車輛;生態(tài)系統(tǒng)參與者正在合作制定一個強大的監(jiān)管框架;技術正在迅速發(fā)展。

德勤最初的審查側(cè)重于人員流動，但在我們的研究過程中，很明顯貨物流動同樣重要。事實上，它可能會推動eVTOL飛機的早期采用。同樣，雖然 最初的重點是全自動駕駛汽車的最終目標，這低估了早期eVTOL車輛最有可能被試點以加速商業(yè)化的潛力?？傮w而言，在以下方面取得了快速進展 在過去的兩年里，許多利益相關者相信：“如果你建造它，他們就會來。

2)管理不斷變化的天空5： 隨著天空變得越來越繁忙，預計在保持所有空中交通的同時管理和維護日益多樣化的空域?qū)⑹且粋€持續(xù)的挑戰(zhàn) 安全高效地移動。eVTOL未來的一個關鍵推動因素可能是無人駕駛飛機系統(tǒng)交通管理（UTM），它必須與現(xiàn)有的空中交通管理系統(tǒng)協(xié)同工作。

這種“系統(tǒng)系統(tǒng)”的建立很復雜，但包括eVTOL運營商、通信系統(tǒng)服務提供商、數(shù)據(jù)服務提供商和監(jiān)管機構在內(nèi)的各種利益相關者都在追求它。成功取決于 所有利益攸關方都信任空中交通管理系統(tǒng)的基本要素。這將需要可靠和可用的通信、可預測和一致的導航，以及可訪問、可信的監(jiān)控。這些元素，耦合 通過久經(jīng)考驗的程序、協(xié)調(diào)的團隊、冗余和持續(xù)培訓，對于使系統(tǒng)可靠、安全地運行至關重要。

3) 未來移動出行的心理障礙6：社會接受度或克服心理障礙，有望在塑造eVTOL行業(yè)方面發(fā)揮重要作用， 因為消費者是高架移動生態(tài)系統(tǒng)的核心。在這篇文章中，德勤向全球10,000名消費者詢問了他們對全自動eVTOL飛機在安全性和實用性方面的看法。

4) 近一半的受訪者認為自動駕駛空中客運車是解決道路擁堵的潛在可行解決方案。7然而，80%的人認為這些車輛 “不安全”或目前不確定他們是否安全。8只有當創(chuàng)造者和運營商說服持懷疑態(tài)度的消費者時，eVTOL飛機才能成為新的移動生態(tài)系統(tǒng)的一部分 機載車輛既有用又安全。塑造消費者的態(tài)度將是這種新型飛機的監(jiān)管機構、創(chuàng)造者和運營商的共同責任。

未來移動出行技術面臨的技術障礙9： 在空中出租車和貨運上云之前，需要解決幾個復雜的技術問題。這些 持續(xù)存在的挑戰(zhàn)主要與推進、態(tài)勢感知系統(tǒng)以及先進的探測和防撞系統(tǒng)有關。雖然車載技術正在迅速成熟，但高效的能源管理（包括電池容量、 充電速度和每千瓦時成本）仍然是一個限制因素，并被證明是一個難以解決的挑戰(zhàn)。這可能需要集體努力來消除城市空中交通的剩余技術障礙。

為了加強生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的合作，參與者應開發(fā)并制定一個涵蓋制造、運營和認證的綜合框架，以推進 eVTOL 飛機所涉及的技術。該框架應提供 鼓勵生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)合作的結(jié)構，通過聯(lián)盟和伙伴關系利用電力推進技術，利用地面自主性的進步，并投資于認知自動化能力。

5) 基礎設施障礙，未來移動出行能力不斷提升10： 盡管全球主要城市正在進行試點項目，但實現(xiàn)大規(guī)模發(fā)展所需的基礎設施 城市和郊區(qū)的客運和貨運尚未到位。缺失的部分包括地面基礎設施（起飛、著陸和服務區(qū)）、強大的通信和 UTM 系統(tǒng)以及無縫移動操作 系統(tǒng)。為了為大規(guī)模部署鋪平道路，eVTOL運營商和地方當局（如城市和市政當局）應開始為地面基礎設施的組成部分確定可行的位置，例如起飛和降落，充電/加油 車站、停車設施、維護和應急著陸點。他們還應該尋求信息技術提供商的幫助，他們可以協(xié)助建立連接良好的基礎設施，以及監(jiān)管機構的幫助，他們可以協(xié)助 設計一個強大、安全可靠的策略和控制框架。

駕馭未來的顛覆

盡管eVTOL尚未大規(guī)模部署，但已經(jīng)進行了一些成功的演示。這表明城市和郊區(qū)的流動性（城市間和城市內(nèi)）可能正處于重大中斷的邊緣。eVTOL的出現(xiàn)可以促進許多不同領域的轉(zhuǎn)型，其中尤為重要：

空中交通管理系統(tǒng)：開發(fā)和部署一個新的、完整的空中交通管理系統(tǒng)預計將是關鍵。該系統(tǒng)必須涵蓋空域分配和管理以及適航認證和飛行員要求 無人駕駛自主航空系統(tǒng)。各國政府需要共同努力，并與地方市政當局合作，確定一個共同的運營概念，并建立一套允許eVTOL的通用要求 廣泛部署。這包括確保與全球現(xiàn)有空中交通管理系統(tǒng)的互操作性。

有形基礎設施：需要大量資金來獲得建造垂直起降機場和其他基礎設施組件所需的土地/空間。擴大現(xiàn)有類型的公私伙伴關系或建立新的模式將 需要獲得足夠的資金。如果沒有這種類型的合作，基礎設施項目可能無法啟動，從而延遲、限制或完全阻礙eVTOL的大規(guī)模部署。

飛機開發(fā)：目前的直升機開發(fā)商和制造商（傳統(tǒng)的垂直起降飛機）面臨著被顛覆的風險，其影響類似于汽車行業(yè)在新進入者使用電氣化和自動駕駛時所產(chǎn)生的影響 重新構想汽車的能力。當科技公司使用應用程序和地理定位功能來重新構想拼車服務時，也可以與出租車和租車行業(yè)相提并論。eVTOL飛機的未來市場 制造可能是實質(zhì)性的。例如，到 2040 年，僅美國的估計市場規(guī)模就約為 170 億美元12（圖4）。

結(jié)論

無人駕駛航空運輸?shù)纳鷳B(tài)系統(tǒng)非常龐大，航空航天制造商、拼車公司和科技初創(chuàng)公司都在這個領域發(fā)揮作用。雖然這些機會與所有參與者都息息相關，但風險似乎更為明顯 傳統(tǒng)航空航天公司。eVTOL領域的發(fā)展表明，直升機制造商即將面臨顛覆，他們可能需要重新思考他們的商業(yè)模式以及他們?nèi)绾潍@取價值。將重點轉(zhuǎn)移到不斷變化的市場 對于無人駕駛航空運輸可能是一種選擇。至少，他們需要重新審視他們的產(chǎn)品組合;生產(chǎn)率;以及人員、流程和技術要求，以及他們在價值鏈中應該發(fā)揮的作用，以便他們處于有利地位 如果 eVTOL 市場如預期般起飛，則生存和發(fā)展。

審核編輯 黃宇