行业创新见解 ： 推进系统的飞机电气化

I工业I创新Insights 飞机 电气化 推进系统 公司机密 Contents SN TOPICS 01 INTRODUCTION 02 行业创新影响因素 03 A&D创新理念 04 开始寻找 05 飞机电气化的未来 06 如何使用本报告 2 飞机推进系统的电气化 Introduction 执行摘要 执行摘要 电气化：催化剂 A&D中的可持续航空： 创新动力 下一代推进: 扩展的障碍 电动航空： 推动航空未来的伙伴关系 电气化: 电气化是 航空航天和国防工业的未来战略，因为它旨在引领可持续的航空革命 日益增长的必要性： 电动推进系统的发展正在重塑航空航天与防务行业，受到可持续性需求、监管压力以及先进技术进步的驱动。 关键创新：聚焦能源 存储、混合动力解决方案、氢燃料电池和人工智能推进系统。 技术亮点：关键创新包括分布式电动推进、下一代能源存储以及自主能源管理系统。 战略挑战：电池 技术、基础设施发展和可扩展性是实现全面电气化的主要障碍。 挑战：提高能量密度、发展氢能源和电动充电基础设施、确保监管政策的协调一致。 跨区域。 机遇：合作 OEM、科技公司和政府之间的合作可以加速创新。 有与科技公司、初创企业和政府建立新合作伙伴关系的潜力，以加速研发和部署，特别是在城市空中移动（UAM）领域。 区域航班作为起点。 主要参与者正在投资混合电动、全电动和氢动力飞机以实现净零排放目标。 飞机推进系统的电气化4 3个因素驱动绿色祈使语用于电气化推进系统 ~3% 1.市场指标 全球二氧化碳排放量的增加是航空活动和空中交通的结果，预计到2035年将翻一番 75% 2.监管推动 欧盟Flightpath2050计划设定的目标是在2050年前将每位乘客每公里的二氧化碳排放量减少，这迫使航空航天公司加快电动和混合推进系统的创新。 70% 3.客户期望 的乘客愿意为环保飞机上的航班支付更多费用， 推动航空公司投资的需求 电力推进。 50% 国际航空运输协会（IATA）承诺从2020年起实现碳中和增长 ，并在2050年前将净排放量减少50%。 清洁天空2计划，在欧盟的支持下 ，资助全电动地区性飞机和下一代混合电动商用喷气机的研发以达到这些目标。 15.54bn 城市空中移动（UAM）市场，在电动垂直起降飞行器（eVTOLs）的推动下，预计到2027年将达到155.4亿美元，空中客车公司等企业在电动空中出租车的发展中处于领先地位。 80% 可持续航空燃料（SAFs）和电池电动推进技术预计可将全生命周期排放减少多达80%，从而推动绿色航空的发展。 ICAO的国际航空碳抵消和减排方案 （CORSIA）将于2027年开始要求减少排放，对航空业采用可持续技术施加监管压力。 90% 航空公司正在响应乘客对更安静、零排放飞机的期望以改善乘客体验，潜在地使电动飞机的噪音污染比传统喷气机减少高达90%。 飞机推进系统的电气化 此分析基于公开可用的信息，包括公司网站、媒体报道、研究出版物、付费订阅数据和专利申请。这些5 见解具有指示性，并反映了准备时的市场格局。 电气化影响关于民用航空、航天和国防 对民用航空的影响 革新商业航空 超越效率-创造新的乘客体验 启用城市空气流动(UAM) 生态创新领导力 无缝连接： 电动飞机实现集成 ▪ 先进的数字生态系统板载。与更安静的引擎和减少 ▪ 振动，机舱可以重新设计，以增强乘客的舒适度和连通性。 模块化设计和个性化： 电气化允许模块化飞机架构。 航空旅行民主化： 电动垂直起降(eVTOL)飞机使城市空中机动性成为现实。 生态系统集成： 通过智能平台将eVTOL运营与现有城市交通网络同步。 通过品牌差异化可持续性： 航空公司采用电动推进技术，定位自己为环保领导品牌，吸引环保意识强烈的顾客，并树立新的标准。 行业标准。 利用AI优化能耗 将飞机集成到智能能源网络中，以优化充电和能源使用。 关键创新洞察: 想象配备沉浸式增强现实（AR）体验的住宿单元，将窗户转变为交互式显示屏 ，提供实时飞行信息、越过地区的教育内容或娱乐节目。 影响: 航空公司可以迅速重新配置客舱布局以满足不同的市场需求，为乘客提供个性化的空间，类似于个人设备上的可定制界面。 关键创新洞察: 正如智能手机革命了个人计算领域，电动垂直起降飞行器（eVTOLs）可以转型城市交通，减少通勤时间并重塑城市基础设施 。 影响: 提供无缝的、基于应用的服务，使用户能够便捷地在地面和空中运输方式之间转换 ，提升便利性和效率。 关键创新洞察: 在飞机制造中实施可回收材料和部件 影响: 将运营成本降低多达20%，最大限度地减少环境足迹，并支持电网稳定性。 飞机推进系统的电气化 7 来源：微软可持续发展报告 来源：微软可持续发展报告 对航天工业的影响 转变空间探索和卫星运营 可重用和模块化卫星 天基太阳能电站 革命性的卫星设计： 电气化为模块化卫星铺平了道路，这些卫星可以在轨道上升级或重新利用。 收获太阳能： 利用电力推进在轨道上定位和维护大型太阳能电池阵列。 关键创新洞察: 就像更新设备上的软件一样，卫星可以通过机器人服务接收硬件升级 任务，延长其寿命和功能。 关键创新洞察: 向地球传输收集到的能量可能提供一种新的清洁能源来源，革命化全球能源市场。 用于深空任务的电力推进 星际互联网 实现可持续探索： 电动推进系统提供连续的低推力加速度，适用于深空探索 ，同时能实现极低的燃料消耗。 增强型通信网络： 电动卫星可以在整个太阳系中形成有弹性的高速通信网络。 影响: 火星及更远目标的任务变得更加可行，为科学发现和潜在的商业ventures打开新的前沿领域。 影响: 促进任务的实时数据交换，支持太空旅游和世界外殖民地的增长。 飞机推进系统的电气化8 对国防部门的影响 下一代防御技术 下一代无人系统 群智能和协作无人机电气化与AI相遇：配备先进人工智能的电动无人机可以协同编队飞行，在实时共享数据并适应任务需求。 沉默的操作和偷窃 声学签名减少： 电力推进显着 ▪ 降低噪音水平。影响:在 ▪ 敏感的环境，提高任务的成功率没有检测。 增强型人类-机器集成 可穿戴技术和外骨骼电动外骨骼： 增强士兵的力量，耐力， ▪ 和态势感知。影响：通过以下方式改造地面行动 ▪ 提高效率和减少疲劳，类似于为用户提供先进自的适个应人电设源备管。理智能能源网络： 军事单位配备互联设备，智能管理 配电。 可持续发展和敏捷物流 移动充电基础设施：动态能源解决方案 ： 可部署的充电站，由 ▪可再生能源支持电动汽车和设备的应用。影响 ：减少对传统能源的依赖。 ▪ 燃料供应链，增强运营敏捷性和可持续性。 模块化运输平台 可互操作的系统： 电动汽车和飞机设计有标准接口，可快速重新配置。 关键创新洞察: 这些系统可以彻底改变 • 侦察、搜索与救援以及战术操作，运作方式如同自然系统般流动性和适应性并存。能量采集与延长续航能力。 • 自维持系统：通过集成太阳能板和能量harvesting技术，可以使无人驾驶车辆实现不间断运行。 创建持久性监视平台 • 和通信中继，重新定义战略资产部署。 关键创新洞察: 设备相互通信以优化能源使用，确保关键系统保持运行——类似于智能家居如何管理能源消耗。 关键创新洞察: 能够快速适应任务要求，类似于模块化附件如何扩展 飞机推进系统的电气化 9 来源：微软可持续发展报告 来源：微软可持续发展报告 创新洞察力 展望未来行业趋势 可视化未来10年的行业创新趋势 地平线1地平线2地平线3 (0-3)年（4-6)年（7-10)年 无线充电 高级BMS 行业影响水平 低中高 氢燃料电池 数字双胞胎 技术 可再生能源 Integration EP的网络安全 全电动 下一代电源 Electronics 集成物联网系统 高效率电动马达 智能电网与能源管理系统 多年来主流采用 数字加速器 功能影响 可持续性 安全的区块链 数据管理 混合动力电气 11 飞机推进系统的电气化 此分析基于公开可用的信息，包括公司网站、媒体报道、研究出版物、付费订阅数据和专利申请。见解具有指示性，并反映了准备时的市场状况。 航空航天与国防工业创新洞察 数字加速器趋势的细分 数字加速器 功能影响 可持续性 电力推进系统的网络安全[H2] 创新：先进的网络安全措施，以保护电动飞机 ▪ 网络威胁。影响：确保电力推进系统的安全性和可靠性， ▪ 保护敏感数据和操作完整性。 用于安全数据管理的区块链[H3] 创新：使用区块链技术保护和验证相关数据 ▪ 航空运营和维护。影响：增强数据完整性和追溯性，确保可靠和安全的数据传输与管理。 ▪ 防篡改记录，以实现法规遵从性和运营透明度。 飞机推进系统的电气化12 航空航天与国防工业创新洞察 数字加速器 数字加速器和功能影响趋势的细分 人工智能与机器学习 1.集成物联网系统[H1] 创新：广泛使用物联网设备和人工智能进行实时监控、预测分析、优化和控制。 ▪ 航空系统。影响：增强了数据收集和分析能力，从而实现了更为明智的决策制定和系统性能的提升。 ▪ 性能。 2.数字孪生技术[H1] 创新：实时数字航空器和推进系统的复制品以模拟、监控和优化性能。 ▪ ▪ 3.A影I驱响动：的降能低源开优发化成本，增强预测性维护，提高运营效率和安全性。 创新：AI算法在飞行过程中动态优化能源使用，考虑天气等因素， ▪ 飞行路径和飞机载荷。影响：提升能源效率、延长飞行航程并降低运营成本。 ▪ 飞机推进系统的电气化 功能影响 可持续性 无线充电技术[H1] 创新：实现无线 ▪ 电动飞机的充电解决方案。影响:提高便利性和效率 ▪ 在充电过程中，减少停机时间和运营瓶颈。 13 航空航天与国防工业创新洞察 数字加速器和功能影响趋势的细分 数字加速器 功能影响 可持续性 自主和半自主运营[H1] 创新：用于电动和混合动力飞机的先进自主系统。 ▪ 影响：减少了对人工干预的需求，增强了安全性，并提高了操作灵活性， ▪ 特别是在货物和物流应用领域。到2030年，预计自主飞行控制系统与AI驱动的能量管理相结合将减少 ▪ 通过优化路线、altitude管理以及功率分配，能源消耗可降低高达25%。预计基于AI的数字孪生技术将通过提供全面的航空维护解决方案，降低总体航空维护成本30-40%。 ▪ 预测性维护和优化电池生命周期管理，显著延长关键推进组件的使用寿命。 先进的储能材料[H2] 创新：新材料的研发 ▪ 用于电池和超级电容器，以提高能量密度和安全性。影响 ：更高的储能容量， ▪ 更快的充电时间和更高的安全性 电力推进系统。 飞机推进系统的电气化14 航空航天与国防工业创新洞察 功能影响趋势的细分 电池技术进步 高级电池管理系统(BMS)[H2] 创新：增强型BMS将利用AI和机器学习来优化电池 ▪ 性能、安全性和寿命。影响：提高能源效率，降低电池故障风险，延长 ▪ 电动飞机的射程和作战能力。 固态电池[H2] 创新：更高的固态电池的开发和商业化 ▪ 能量密度提高和更快的充电时间。影响：使电动飞机的飞行范围更长，并减少停机时间。 ▪ 使它们与传统的基于燃料的系统更具竞争力 数字加速器 功能影响 可持续性 电动马达和电力电子 高效电动机[H2] 创新：开发更轻，更高效的电动机 ▪ 功率重量比。影响:增强性能和降低能耗,使电动 ▪ 飞机更适合更长，更苛刻的任务。 下一代电力电子技术[H3] 创新：开发先进的电力电子产品以改善能源 ▪ 转换和管理。影响:提高电力推进系统的效率和