10月30-31日,2024汽车技术与装备发展论坛在苏州召开,政府领导,院士专家,装备、汽车及产业链企业高层齐聚,围绕“共筑汽车产业新质生产力”年度主题,聚焦新技术、新装备、新生态展开深入研讨,探索装备制造与汽车产业的融合发展路径。论坛由1场闭门会、1场开幕大会、2场特色活动和4场分论坛构成,搭建起国内首个聚焦“汽车技术与装备发展”领域的高端对接平台。其中,在2024汽车技术与装备发展论坛之检测认证高质量发展论坛上,南湖路空协同例题交通产业研究院副院长薛傅发表了演讲。以下内容为现场发言实录:
尊敬的各位领导、嘉宾,大家下午好!很荣幸在这里跟大家做一个分享,我汇报的题目刚才主持人已经讲了,《飞行汽车装备制造引领战新产业高质量发展》。
我汇报分三个部分:
第一部分,对低空经济和飞行汽车做一个简介。
第二部分,飞行汽车装备制造和检测的一些分析。
第三部分,引领战新产业高质量集群化发展。
低空经济从2023年底开始列入国家战略性新兴产业,因此也是引起了社会上广泛关注。我们一直是通用航空无人机和低空经济领域,所以在这里做一个对低空经济理解的分享。
首先,低空经济是以低空空域为依托,以低空飞行器为载体,以低空飞行活动为牵引,辐射带动相关领域融合发展的一个综合经济形态。这个我们在网上能查到定义,这里PPT上展示的一幅图是对不同空域的划分。
我们知道低空往常说的是1000米以下,后来有一个认证说是3000米以下,其实不同的场合会有不同的讲解。在2023年,低空经济列入战新产业之后,更多的人把低空经济的关注点放在600米以下,甚至300米以下。
为什么呢?其实我们看现在国家的空域划分,W类空域、G类空域和D类或者是E类空域,是我们低空经济发展的重点。现在低空经济非常热门的一些东西,就是我们看到的各种无人机,包括消费级无人机和工业级无人机,逐渐兴起的领域我们叫交通级无人机,也叫飞行汽车。
我们对低空经济的理解也是经历了一个发展的阶段,过去我们搞通用航空的时候,曾经有一段时间把低空经济称作为通用航空一个基本替换的词汇来用,就是说它讲的是通用航空相关的一些经济。后来我们把低空经济是当做通用航空所牵引、带动的相关经济产业规模统计的口径。
从2023年底开始,国家有了新的表述之后,实际上低空经济最新的概念,或者是最新的内涵应该是以电动化、智能化为主要载体的低空飞行载具,它所引领的一些经济形态。
关于低空经济产业链其实主要涉及到相关的低空装备制造、低空基础设施、低空飞行运营,以及低空综合服务这四大领域。具体展开我们可以对动力、设施、续航、作业等等分不同的方向。
关于飞行汽车,我们前面讲到低空经济的消费级无人机、工业级无人机和交通级无人机,其实交通级无人机就是飞行汽车。飞行汽车的定义有不同的看法,从狭义上来说飞行汽车的定义是面向立体智慧交通,具有飞行功能的汽车,通俗地讲就是会飞的汽车,这也是相对传统的一个飞行汽车的定义。
但是我们这个定义前面加了一个面向立体智慧交通,后面在阐述的时候说电动垂起和智能推进是飞行汽车的基本特征。大家看这个表述,就是跟我们传统的理解有所不同。我们知道其实飞行汽车并不是一个新鲜事物,在20世纪30、40年代,有了飞机和汽车之后,其实当时的一些冒险家,或者说爱好者就尝试把飞机和汽车结合起来。那个时候是纯粹的机械动力、水平起降,把机翼跟汽车的车身融合起来的一种、尝试。
经过了近100年的尝试,实际上那条技术路线并不可行。所以我们现在讲的飞行汽车,是以电动垂起或者是智能推进为主要特征,概括起来本质上是由机械化动力的飞行汽车的探索,向电动化、智能化飞行汽车的转变,这就是我们对飞行汽车现在定义的认知。
但是现在随着城市公路交通的发展,对飞行汽车的定义有很多更加宽泛的解释,比方说我们国内知名的亿航,它是做低孔载人无人机的。它这个产品出来之后,国外有一个媒体的报道说飞行汽车来了。其实我们更愿意把现在的飞行汽车叫做Air car,就是类似于Air bus,就是空中的汽车,国外的说法叫做空中出租车,也就是说跟传统的定义还是有所不同。
其实我们理解现在广义上的飞行汽车就包括陆空两栖的飞行汽车,和以电动垂直起降为基本特征的一个电动垂直起降飞行器。所以这里我对飞行汽车的内涵和外延有一些个人的理解,在这里跟大家分享。
我认为随着时间维度、空间维度和人群维度,或者也可以叫做历史维度、地域维度和行业维度的不同,我们从这三个维度的认知会对飞行汽车有不同的定义。像我们汽车行业的人可能从汽车的角度去解析,航空行业的人会从航空的角度去解析,这是行业的。而从空间来说中国跟欧美可能也会有不同的解析,因为欧美传统上航空业比较发达,会更多从航空的角度去解析。而中国近几年来随着新能源汽车的发展、无人机产业发展可能更多从新能源以及无人驾驶这个角度去解析。
时间维度、历史维度汽车就是刚才前面也说过,20世纪初期当时这些汽车就是机械动力的、水平起飞的汽车与飞机的组合,而现在是一种电动化、智能化、大众化的交通工具,所以这是对飞行汽车定义概念的理解。这里我们做了一个对比,我们传统的交通工具知道有自行车、摩托车、汽车,实际上现在低空经济里的主要载具就是消费级无人机、工业级无人机和交通级无人机,我们认为这三个级别其实是有所对应的,我们国家发展都知道80年代我们是自行车王国,90年代是摩托车王国,2000年之后是汽车王国。当然现在新能源汽车和智能网联汽车的王国。
实际上低空经济的载具是以电动化、智能化为主的特征,也会以消费级向工业级、交通级这样的顺序去发展。这里我们做了估算,低空经济未来发展的规模的测算,我们知道现在中国的大疆消费级无人级在全球大概占75%的市场,但实际上查下大疆的年报年销售额或者产值就是百亿级美元,而现在工业级像电力巡检等等无人机规模是千亿级,咱们国家像汽车产业在座很多是来自于汽车产业,汽车产业动辄万亿、十万亿。
国家为什么会把低聚经济列入战略性新兴产业,它所看重的一定不仅仅是消费级无人机和工业级无人机,所以未来更大的市场体量是交通级无人机。所以我们认为交通级的飞行汽车会推动低空经济向万亿级以上这样的产业赛道发展,从我们这两个表上也能看到,早期在2015年的时候是消费级为主,2020年之后我们工业级无人机是快速增长。
但是右侧这个图能够显示从2025年到2030年在之后,我们看到这条蓝色的曲线是指数级增长,这条蓝色的曲线就是我们讲的交通级无人机,也就是飞行汽车或者叫eVTOL。
这是国内外一些飞行汽车主要的技术构型,其实我们归纳起来包括复合翼、多旋翼以及各种不同的创新类型。前段时间曾经有朋友说现在看这种电动垂直起降飞行器看得眼花缭乱,各种造型。实际上我们进行一些归纳我认为大概上还是分为三条技术路线,第一条技术路线是航空的空地一体化,说得通俗一点也可以理解为直升机的电动华,实际上是传统的航空器在电动化、智能化发展的过程中的趋势。像欧洲很多的技术路线就是由航空器的电动化、智能化引领。
第二个技术路线是无人机的大型化和载人化,刚才提到咱们国内有些典型的企业像亿航,其实它特别像一个特别大的无人机,无人机放大载人就叫载人无人机,实际上这条技术路线是由无人机行业驱动,就是无人机的大型化和载人化。
第三条技术路线跟今天在座的各位领导专家的关系更密切,是我们的汽车行业在电动化、智能化之后的立体化。其实我们这样看起来飞行汽车行业基本上也是来自主要的三方力量,就是航空行业、无人机行业和汽车行业。
我汇报的第二部分是飞行汽车装备制造与检测分析。首先既然谈装备制造我们对它的底层技术逻辑进行分解,实际上飞行汽车的一些关键核心技术其实新能源动力,新能源电动力、智能驾驶的平台以及立体智慧交通,这涉及到飞行控制等等。
在对这些关键技术进行解析,包括高功率密度的储能等等方向,通信,再往底层就是人工智能、先进储能与转化,还有今天特别重视的技术标准与法规。而中间有一个画了一个红圈比较重要的是电安全、热安全、智能驾驶安全,也就是相关的安全性涉及到很多方方面面,这也就要求我们检测认证行业在这里面做大量的工作。
飞行汽车相关的企业或者说产业链条,前面我们看到了那么多技术,其实我们大概分解下,这个数据是来自于工信部的文件,飞行汽车相关的电池、动力系统、飞控系统、导航系统等等涉及到方方面面的企业,我们可以看到牵引面或者拉动面、带动面是非常广的。
而这个是前期做调研的时候找到了典型的飞行汽车企业,也是调研到了他的生产计划,计划是2025年生产一百家,但是到2030年要生产5千家。这是一个真实的案例,而要达到这些生产能力需要相关的加工设备,包括车床等等,也就是宽泛的工业母机。我看今天论坛其实也有涉及到工业母机。所以我这里其实也是做了他对工业母机需求的调研。
刚才说到飞行汽车主要的技术,动力技术、平台技术、交通技术进行一些拆解,动力技术包括电动推进,现在主要是动力电池,以后有可能是燃料电池以及涡轮机等等电动化的新能源动力,但是它的发展方向应该是高功率密度、高效率、高适应性这样的电动化新能源动力技术。再就是平台技术,汽车行业可以作为车企,航空行业叫机企,其实说得都是它的主要平台,而这个平台技术要有高升力的构形,也要轻质化的结构,未来有可能要追求陆空相融的智能化平台。
今天先不讲交通技术,其实从装备制造的角度,它的清凉化以及大批量生产是非常重要的,我们传统的航空产业实际上不像汽车产业一样,汽车是一条大规模生产,而航空产业更多是作为一个重要的战略工程,可能每年的产量也不会很高。但是飞行汽车这种新兴事物出现之后,前面我们预测过未来的市场规模一定要实现大批量的生产。所以这页PPT上所显示的图实际上就是类似于传统无人机的生产模式是不太适合的。前几天有一个新闻,小鹏汇天号称是建成了世界上第一座年产万辆的飞行汽车工厂,实际上这也是一个典型案例。而飞行汽车要大批量生产它的复合材料以及类似于汽车规模化生产的方式是一定会发展起来的。
接下来就是高精度和安全技术,实际上汽车本身像电池的安全都是广受关注的,那么飞行汽车或者eVTOL飞到空中它的电安全、热安全、氢安全相关的交通运行飞行控制安全也是非常重要的。
我们再回过头来说下飞行汽车关键技术,包括能源动力系统、平台系统、飞行控制系统,而它对工业母机,我们说的装备制造所需要的高精密度和多轴加工能力是有较高要求的。
再概括下飞行汽车作为装备制造是需要高精度要求、高效率要求、高可靠性要求以及先进技术的融合是典型的跨界融合的产物。这页PPT我们是展示的飞行汽车主要的关键零部件以及整机加工过程中相关的可能用到的工业母机以及制造的环节,这是我们装备制造特别看重的内容。
前面说得是制造装备,下面我概括说下飞行汽车测试相关的内容。飞行汽车是航空器,只要飞起来就是航空器,所以测试认证是一个非常重要而且严格的过程,要确保它的安全性、可靠性还有符合相关监管标准。我们概括起来它的测试应该包括五个阶段,从开发和原型设计、地面测试、飞行测试、电气系统测试以及最后的认证测试等等。
实际上讲到飞行汽车是航空器,所以航空器最重要的检测认证就是试航安全检测认证,过去我们讲到飞行汽车、无人机、eVTOL的时候讲到它的检测认证,经常会有朋友说这是民航局试航认证的职能,你们其他的行业是不是不太相关。但是这几年有一个变化,我们国内申请试航大中型无人机以及飞行汽车特别多,这就造成了我们民航的试航部门、试航相关的机构,根本没有能力或者说没有足够的人力去做这样的一些试航认证,这也是一个重要的变化。
但是我这里想说的是我个人对试航认证的思考,前面咱们讲飞行汽车的时候也是反复强调电动化、智能化,我个人理解为什么这么多大中型汽车试航,而民航系统也不堪重负了呢?一个本质的变化是我们过去的试航器的试航,是机械化试代航空器的试航,其实我们看一下FA的体系,是对整个飞机的整机、相关的部件、相关的零件,一直到每一个零部件、每一个单机都要进行试航,涉及到零部件的那就是一个机械化时代的试航。可是现在的飞行汽车产品,它有很多的黑盒,这个黑盒是电子的、是信息化的,我们很难用过去的材料力学进行一个机械化的认证。
而且还有一点,过去我们的航空器可能10年、8年造出一个型号,而现在这些飞行汽车包括一些中型的无人机,可能一年就有一代,甚至几代产品,但是我们目前的试航架构仍然是几年才能做一个机型的试航,这就是试航体系的能力跟我们现在的发展需求的不匹配,不匹配的根本原因就是从机械化时代向电动化、智能化时代的根本。
这是我的理解,也基于这个理解我们认为,未来飞行汽车相关的检测认证需要我们更多的行业来协助民航系统、协助民航部门。我们必须承认民航对于安全底线的重要性,但是我们相关的包括电动的、智能的一些信息化的行业,必须协助民航系统做这样的检测认证工作。
说到检测这一块刚才反复提到电动化,这就是飞行汽车eVTOL这个动力系统。动力系统包括电动机的测试、电池系统的测试、推进系统,以及相关的能量管理等等很多方面。其实这个跟咱们电动汽车有很大的相关性,这就是刚才我提到,我们汽车行业未来也要协助相关的飞行汽车行业进行它的检测试航认证的原因。
接下来是飞控系统,从无人机的时候我们就说飞控也是一个新的技术。现在到了载人的无人机,或者说飞行汽车,或者说eVTOL,从不同技术路线讲,它的飞控系统,我们目前看主流的机型仍然是智能驾驶的。智能驾驶的飞控系统的要求就非常高,同样原来我们对有人驾驶时候的检测认证跟现在无人驾驶时候的检测认证就有很大的区别,这个也跟咱们现在智能无人驾驶汽车有一定的相关性。
这里我再说一下我的一个思考,我认为传统的航空器在飞行驾驶的过程中,尤其是它的运行管理,实际上是我们机场的管控人员跟机上的飞行员进行人与人的互动。而现在的飞行汽车eVTOL已经是一个地面智能化的操控系统,跟飞行器上的自动驾驶系统是这样的一种互动,所以这是一个本质的区别。
其他的时间关系我不展开说,关于飞行性能这里也稍微说一句,其实传统航空器都要做这样一些飞行性能的检测。我再讲一个我的思考,我们传统的航空器飞行性能相关的运行安全是基于隔离的运行安全,我们现在民航的航路航线说多少公里之内不能有相关的飞行器飞行,每一个飞机跟飞机之间有多大的间隔,这是基于隔离的飞行安全。而低空经济发展起来之后,飞行汽车eVTOL、大中型无人机发展起来之后,它是基于融合的一个安全。
所以这个时候对于飞行性能的一些要求也会有很大的变化,这同样是对我们相关的检测认证机构提出了更多的要求,还有电磁兼容我们就不展开说了。
我汇报的第三个部分是引领战新产业高质量集群化发展,这个图所展示的是我们飞行汽车是一个跨界融合的产物,它带动新能源技术、新一代信息技术、新材料技术等相关产业链的发展。
我们前面曾经有半幅图已经展示过,就是低空经济的产业链是低空装备制造、低空基础设施、低空飞行运营、低空综合服务。其实我们看它跟汽车制造有很大的呼应性,我们再对照一下,就是电动化的飞行汽车跟我们电动智能汽车,它在产业链上有多大的重合度,其实从系统的总体,以及相关的核心技术我们进行了对比,它的重合度是非常高的。
像这幅图我们是调研吉利沃飞的时候做的一幅图,这幅图是我们调研小鹏汇天的时候做的一幅图,也就是我们电动汽车的产业链跟相关的eVTOL重合度大概是25%,而智能汽车会升高到41%,eVTOL电动垂直起降会升高到65%,就是说我们把汽车领域的重合度跟电动航空领域重合度做了一个统计分析。
所以综上我们认为飞行汽车将融合大量汽车跟航空之外的技术,包括新能源、新材料、新一代信息技术,以及颠覆性未来产业的一些技术,它就成为这种战新产业和未来产业一些相关技术的主要载体和重要场景。所以我们认为未来这个陆空一体的三维立体的交通场景,将会引领这些战新产业高质量集群化发展。
这三幅图我稍微讲一下,这是我们对经济资源的理解。首先我们80年代到2000年改革开放初期,那个时候我们的经济发展实际上是基于地下的经济资源,也就是当时的挖煤挖矿。而2000年到2020年的时候是基于地面资源,那个时候是房地产及传统的汽车产业。从2020年之后,在未来的20年,甚至更长的时间内,我们认为将会是低空经济资源的开发。
这个图显示的是我们用低空经济,尤其是其中的飞行汽车,来引领传统支柱产业和战略性新兴产业,并且面向未来产业这样一个发展格局。
这是我们呼吁能够形成的一个飞行汽车的创新生态,必须承认飞行汽车eVTOL的发展任重道远,所以在发展过程中我们主张包括科学家、企业家、投资家,以及政府,共同来打造这样的一个产业生态。而这幅图就是我们低空装备制造,或者是飞行汽车装备制造它的所有引领的新能源汽车、新能源、新一代信息技术,以及它的所有面向的未来汽车、未来能源、未来信息技术,它的一个战新产业和未来产业重要的承载。
最后我要多做一个补充说明,因为我们团队是新型研发机构,有很多海外回国人员在我们团队。所以我们这些年跟国外的一些相关同行业,包括ISO进行了较多的联系。今年我们有幸在ISO承担了一个关于飞行汽车电推进系统相关检测方法标准制定的立项,今天在座的有很多相关的专家,我们非常希望大家能够共同加入进来,我们也考虑后续成立专门的对口的技术专家组,来共同推动这个标准的制定。
谢谢大家!
(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)
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