垂直起降固定翼無人機行業深度研究報告
來源:AUVSC
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作者:東方證券
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發布時間: 2021-03-15
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?垂直起降固定翼飛行器憑借獨特的構型,是近年來無人機乃至有人機領域最具活力的細分賽道之一......
3.2.3UAM 未來:多方位優化產品,加快商業化節奏 城市空中交通產業的供應商不僅需要制造智能飛行器的能力,還需要具備構建集中式平臺支持商 業運營的能力,以及全面精通航空、通信、計算機、材料科學等跨學科的技能。目前來看,電池高 成本、機體材料輕量化、優化機體構型是 UAM 行業商業化的亟需解決的難題。 電池:單項成本最高,對利潤影響大 電池是單項成本最高的部件,以億航 216 自動駕駛飛行器為例,500 次充電循環考慮,電池在總運 營成本中占比超過 60%。電池成本降低 1%,運營商的運營利潤將增加 3%;而電池壽命延長 1%, 運營利潤將增加 2%。其次,由于電池重量在自動駕駛飛行器的空機重量中占大約 1/3,電池繼續 減重將大幅增加自動駕駛飛行器的航程。最后,從商業角度而言,縮短電池充電時間,將提升資產 利用率,提高運營成效。 機體材料:輕量化、低成本之路 輕量化、低成本的機體材料是 eVTOL 實現量產必須克服的困難。其一,自動飛行器對重量非常敏 感。復合材料質量輕盈,結構堅固,是理想的航空材料,例如電動機等關鍵零部件采用金屬制成。進一步減輕飛行器的新材料或新設計將幫助延長航程,提升總體性能。其二,復合材料技術主要是 解決結構生產和結構維護的復雜性問題,這是所有飛行器在降低成本的道路上必須要克服的困難。 2020 年 4 月,日本 TORAY 提出連續纖維增強熱塑性復合材料助推 eVTOL 規模生產。擴大碳纖 維復合材料生產規模的關鍵因素在于三個方面:自動化的快速生產、焊接/模塊化的結構和可重構、 室溫儲存;熱塑性復合材料可以很好地解決這些問題,TORAY 認為利用熱塑性復合材料制造零件 可以比熱固性復合材料成本降低 30%到 50%。在生產制造的效率方面,熱塑性復合材料的成型過 程僅僅發生加熱變軟和冷卻變硬的物理變化,只需升溫、加壓成型、冷卻即可完成制備過程,可采 用熱壓成型工藝,故成型周期短、生產效率高和成本低。同年 7 月,Toray 公司宣布將向 Lilium 提供高性能碳纖維復合材料,用于 eVTOL Lilium Jet 飛機。 機體構型:垂直起降固定翼是未來趨勢之一 垂直起降固定翼能效更高、航程更遠。電動垂直起降飛行器盡管存在諸多優點,但缺乏固定翼的固 有升力,意味著能效不高,航程有限。改進設計,結合電動垂直起降飛行器和固定翼飛行器的優勢, 采用多旋翼和固定翼復合的垂直起降固定翼構型能提高無人機氣動效率、航程和安全性。
垂直起降固定翼市場高速增長,或借助 UAM 產業發展,細分賽道走出行業新龍頭。按照機型劃分, 垂直起降固定翼機型增長潛力最大。根據 Frost & Sullivan 預測,垂直起降固定翼市場份額五年增 長 3 倍,2019 年 10.11%增長至 2024 年 30.61%。垂直起降固定翼市場規模五年增長 10 倍,2019 年 12.31 億元增長至 2024 年 124.26 億元。同期,多旋翼市場規模僅增長 3.6 倍,2019 年 64.06 億元增長至 2024 年 232.10 億元,市場份額相應減少 17.65%。 風險提示 新的無人機構型,商用市場發展不達預期:垂直起降固定翼屬于全新無人機構型,商用化進程剛 剛起步,市場發展可能不達預期。 以上內容為高博特編輯選取的熱點新聞,尊重原創,如有侵權請聯系刪除。