国防军工行业国联低空经济研究系列：eVTOL研究框架

国联低空经济研究系列— eVTOL研究框架 国联证券国防军工研究团队 2024年9月7日 报告评级：强于大市丨维持 证券研究报告 请务必阅读报告末页的重要声明 3、eVTOL产业链拆解 第三部分 2、eVTOL应用展望与空间测算 第二部分 目 录 第一部分 1、eVTOL:引领航空电气化革命，产业进展超预期 第五部分 点击编辑文本样式 第六部分 点击编辑文本样式 1、eVTOL:引领航空电气化革命，产业进展超预期 ◥电动垂直起降飞行器eVTOL是一种利用分布式电推进技术，并且具备垂直起降能力的飞行器。相较于传统直升机、无人机等，eVTOL具有起飞无需跑道、高安全性、低噪音、零排放、易维护、规模运营化后低成本等优势，将成为城市空中交通的主要运行航空器类型。 eVTOL的技术优势 eVTOL的图片实例 资料来源：《2024上海低空经济发展白皮书》，无人机网，澎湃新闻，中华网，中国航空网，国联证券研究所 eVTOL沿着早期验证→高端公务→纯电大众方向迭代 ◥我们认为，eVTOL的本质是移动智能终端，产品属性是新能源+航空+人工智能，是类比PC、手机、智能汽车、机器人一样颠覆性地改变人类生活的智能产品。产业发展趋势看，eVTOL沿着早期验证→高端公务→纯电大众方向迭代，多种构型，逐步落地。 Roadster ModelS Model3 产业重塑成本降级 2008年发售 2012年发售 2017年发售2020年 性能颠覆，填补空白 2G：观光旅游&公共服务 部分市场，采取增程混 动，解决纯电里程焦虑&部分采用纯电快充/换电 高端体验，商务出行 2B：城市运营&公务航空 部分市场，采取增程混动， 解决纯电里程焦虑&部分采用纯电快充/换电 飞机类型 应用场景 动力类型 eVTOL 2023年TC 早期验证版本 2027年TC 高端公务版本 2032年TC 纯电大众版本 2035年TC 体系联通 较低价格，日常使用 2C：家庭购买&共享使用 基础建设 纯电快充版本 资料来源：特斯拉官网，无人机网，追梦空天，国联证券研究所 主要eVTOL技术路线对比 构型 多旋翼 复合翼 倾转旋翼 旋翼系统功能 垂起时提供全部升力；巡航时提供全部拉力和升力 垂起时一部分旋翼提供升力，巡航时另一部分旋翼提供拉力 垂起时所有旋翼提供升力，巡航时部分旋翼或所有旋翼提供拉力 特点 分布式旋翼设计，旋翼同时工作，无机翼等翼面，完全通过旋翼实现垂直起降和巡航 设计直接简单，有机翼，通过独立的垂直旋翼动力系统和推进动力系统提供升力和巡航推力 有机翼，通过失量推进装置，既可以为飞行器提供升力也可以提供巡航推力 巡航速度 60-100km/h 150-200km/h 250-320km/h 优点 研发难度低 研发难度中等研制风险和成本较低 气动效率高飞行速度高 航程和有效载荷有明 显优势 缺点 有效载荷和航程都相对有限 飞行速度慢 制造成本高两套动力系统载重效率低 技术难度稍大 应用场景 小景区低空旅游 物流运输应急教援 大景区低空旅游城际及城市空中出行 物流运输应急教援 大景区低空旅游城际及城市空中出行 国内外代表厂商 亿航 Volocopte 峰飞航空EVE 时的科技Joby ◥多旋翼型：悬停时间长，载重小、能耗高，飞行范围只有30-65千米，巡航速度约60-100千米每小时，适用于短途，有望在旅游市场率先放量； ◥复合翼：设计、控制等相对简单，技术难度低，商业化落地或更快，但升力系统在平飞阶段是死重产生额外阻力，速度方面较倾转翼慢。 ◥倾转翼：在综合考虑航程、巡航速度和载重比方面优势明显，未来产品化后在参数上更优，但技术难度更大。倾转旋翼为目前国外多数eVTOL主机企业的选择。 不同eVTOL应用场景 eVTOL构型分阶段变化预测 第一阶段： 2030年之前 •eVTOL将呈现以复合翼/倾转旋翼为主，多旋翼为补充的格局 •在其他构型技术取得突破前，多旋翼是能快速实现特定场景、低空旅游等商业应用的构型 •基于巡航速度、航程、有效载荷来看，倾转旋翼/复合翼显然在飞行动力和距离上更能满足市场需求 •预计到2030年，倾转旋翼/复合翼构型商业化应用合计占比将达到70%左右 第二阶段： 2030—2040年 •随着倾转旋翼/倾转涵道技术突破，其市场占比逐步提升，市场将形成倾转旋翼为主，复合翼、多旋翼为辅，倾转涵道市场占比快速提升的格局 •在这一阶段，多旋翼得益于其在短距离场景中的运营成本优势，仍将占有15%左右的市场份额； •复合翼作为过渡机型处于稳定发展阶段，占比为20%～25% •在巡航速度和航程上更具优势的倾转构型成为市场主流，倾转旋翼/倾转涵道合计占比超过50% 第三阶段： 2040年之后•倾转构型延续主流构型趋势，倾转涵道市场占比快速提升，隐藏式推进系统+无翼设计构型商业化应用逐步推广 •此外，各种构型的eVTOL复合体（如飞行汽车）也将在细分市场得到应用 ◥亿航率先取证，峰飞、沃兰特、时的、沃飞等企业eVTOL已经受理，预计2026年获得取证，万丰奥威、中直股份等主机厂目前已开展研制工作，未来汽车厂商也有望进入，竞争格局不确定性较大，类比智能手机、智能汽车，我们认为主机端有望产生大市值的公司。 国内eVTOL企业产品一览 ◥国内主机企业构型各有选择，目前新创企业等推出的eVTOL项目倾转构型机型最多。 倾转旋翼 复合翼 多旋翼 飞行汽车 代表企业 时的科技 (E20) 沃飞长空（AE200) 零重力 (ZG-T6) 华羽先翔（鸿鹄） 倍飞智航 (TW-5000) 追梦空天 小鹏汇天 峰飞(盛世龙) 峰飞(V2000CG) 沃兰特(VE25) 御风未来 (Matrix1) 亿维特 (ET9) 亿航(EH216) 零重力(ZG-ONE） 小鹏汇天 （分体汽车） 翼展 12米 14.5米 17米 13米 - - - 16米 15米 16米 - - 6米 5.9米 座位数 5座 5座 6座 5座 5座 5座 - 5座 - 6座 5座 5座 2座 2座 2座 巡航速度/最大速度 260km/h 250km/h 250km/h 280km/h - - - 160km/h 160km/h 160km/h 180km/h 160km/h 90km/h 75km/h - 320km/h - - - 200km/h 200km/h 200km/h 200km/h 200km/h 105km/h - 研发状态 原型机飞行测试 原型机飞行测试 缩比机 缩比机 缩比机 缩比机 缩比机 原型机飞行测试 已取证 原型机飞行测试 原型机飞行 测试 原型机飞行 测试 已取证 原型机飞行测试 分体式多旋翼飞 行测试 适航阶段 载人TC提交申请 载人TC提交申请 - - - - - 载人TC申请受理 获得载物TC 载人TC申请受理 载物TC申请受理 未受理 获得载人TC； PC、AC单机适航证 未受理 分体式多旋翼部分TC申请获受理 ◥从构型上，国外企业多选择矢量推力；从商业化进展上，joby、archer均有望在2025年取证，并迎来商业化落地。 ◥2024年7月18日，沙特航空集团与Lilium签署了50架Liium喷气式飞机的具有约束力的销售协议，并可选择再购买50架。这一订单不仅是中东和北非地区同类协议中的最大一笔，也代表了航空公司在eVTOL飞机领域的最大规模确认订单，为eVTOL的发展树立了新的里程碑。 国外eVTOL企业产品一览 ◥韩国移动即服务平台服务公司KakaoMobility计划购买50架Archer的旗舰eVTOL机型Midnight，价值约为2.5亿美元（含预付款）。KakaoMobilit与Archer商定，在2024年底于韩国进行eVTOL飞机公开演示飞行；KakaoMobility则计划最早于2026年开始向其KakaoT移动应用程序上的3000多万注册用户提供电动空中出租车航班。 国家 厂商 型号 载人数（驾驶员+乘客） 巡航速度 （km/h） 航程（km） 有效载重 （kg） 最大起飞重量 （kg） 动力 控制方式 构型 美国 英国德国 荷兰斯洛文尼亚巴西 Joby S4 1+4 322 241 453 1815 电动 有人驾驶 矢量推力 Beta ALIA-250 1+4 — 500 — 3175 电动 有人驾驶 复合翼 Archer Midnight 1+4 241 80 456 3175 电动 有人驾驶 矢量推力 Wisk Generation6 4 222 144 — — 电动 无人驾驶 矢量推力 Supernal S-A1 1+4 290 97 — — 电动 有人驾驶 矢量推力 ElroyAir ChaparralC1 货运 — 483 227 — 电动 无人驾驶 复合翼 Vertical VX4 1+4 241 161 450 — 电动 有人驾驶 矢量推力 Lilium Jet(7seats) 1+6 250 250 — 3175 电动 有人驾驶 矢量推力 Volocopter Volocity 1+1 90 65 200 900 电动 有人驾驶 多旋翼 Airbus CityAirbusNextGen 1+3 120 80 — — 电动 有人驾驶 多旋翼 Pipistrel NuuvaV300 货运 165 300 300 1700 混动 无人驾驶 复合翼 Eve EveV3 1+4 241 96 — — 电动 有人驾驶 复合翼 2、eVTOL应用展望与空间测算 ◥构型方面：eVTOL构型商业化进程将历经三大阶段，倾转构型将成为主流。 ◥eVTOL动力源：将呈现液态电池—半固态电池—全固态电池的路线演进，以固态电池为动力源的eVTOL或将在2030年实现规模化商业应用 ◥应用场景：综合技术、低空基础设施和价格等多方因素，eVTOL应用场景将遵循载物/载人—载客—私人飞行器三阶段进行演进，最终目标市场 eVTOL发展路线 是私人消费市场。 ◥根据《客运eVTOL应用与市场》，eVTOL发展预计可分为三个阶段： 1）导入阶段（2025-2030）：市场应用在某些特殊场景落地，以空中游览飞行、医疗转运为主，UAM逐步开始试点； 2）爆发阶段（2030-2035）：UAM快速发展“空中出租车”、“空中小巴”等模式出现并普及； eVTOL发展三大阶段预测 3）普及阶段（2035-）：eVTOL开始步入个人及家庭消费，私人飞行器逐步兴起。 主要特征 空域及空管系统 基础设施 市场应用 运营主体 公众认知与接受度 阶段一导入阶段2025-2030 自主飞行技术正在发展中，目前主要还是由飞行员进行驾驶。 航程：150-200km速度：200-250km/h载客：4-5人 现行规则将被沿用，并根据eVTOL的特点进行扩展。这些飞行器的运行高度将在300至1000米之间。此外，还将采用自动化的方式来进行飞行任务的批复。 eVTOL起降点分为常规和临时两类。常规起降点设在城市交通枢纽附近，数量有限，并参照现行直升机的标准来建设。 空中游览飞行医疗转运 制造商、运营商、租赁公司、企业等多样化的产权传统通航运营商等专业运营商运营 安全性是eVTOL运营中的核心要素。随着技术进步，运营价格预计将下降至与豪华网约车相当的水平。这种服务主要面向寻求休闲出游、注重出行效率和舒适性的城市中产阶层。 阶段二爆发阶段2030-2035 eVTOL正逐步实现自主飞行能力，但仍需要驾驶员进行监控。产品通过家族化迭代不断优化性能，并且专用技术也在持续升级换代。 政策环境逐步开放，允许航路和运行范围灵活调整。第三方航务机构的重要性得到提升，同时运行申报和批复的时间大幅缩短。 起降点布局在城市的商业和居民中心区域。常规起降点的设计更为灵活，在尺寸和规模上都有所调整。此外，临时起降点还扩展到了城乡结合部以及乡镇地区。 从通航性质出发，逐渐渗透