在拉斯維加斯的2019年消費(fèi)電子展(CES)上,設(shè)置了將近28萬平方米的展區(qū),其中一架貝爾Nexus電動垂直起降(eVTOL)飛行器的原型機(jī)成為了最大、最亮眼的展品。
Nexus安裝有6個涵道風(fēng)扇,能夠90°傾轉(zhuǎn),以EP系統(tǒng)公司的電池和賽峰制造的渦輪發(fā)動機(jī)組成的混合動力推進(jìn)系統(tǒng)作為動力。
Nexus是貝爾聯(lián)合Uber共同發(fā)展城市空中交通(UAM)項目的產(chǎn)品,計劃在2020年代中期投入商業(yè)運(yùn)營,將空中出租車作為緩解交通壓力、降低出行時間和成本的解決方案。Nexus現(xiàn)在只能搭載4名乘客和1名飛行員,未來的目標(biāo)是用自主飛行系統(tǒng)取代飛行員。
由此可知,城市空中交通(UAM)這一概念目前是航空領(lǐng)域中最熱門的創(chuàng)新領(lǐng)域之一。
對UAM的市場調(diào)查
據(jù)知名會計師事務(wù)所德勤近期的全球調(diào)查顯示,有一半的受訪者認(rèn)為自主空中客運(yùn)交通工具是出行的潛在方式,能夠緩解交通擁堵的問題,但80%的人更關(guān)注安全問題。在安全和心理承受能力之外,空中交通管制(ATM)、相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等發(fā)展障礙也仍需盡快克服。
除德勤外,知名咨詢公司畢馬威也對UAM市場進(jìn)行了分析,并且在2019年4月的航空周刊2019城市空運(yùn)會議上聯(lián)合了與基礎(chǔ)設(shè)施融資商N(yùn)exa Capital Partners共同發(fā)布了關(guān)于UAM市場分析的報告。(參考本文:畢馬威與Nexa開展城市空運(yùn)市場分析)
畢馬威考察了全球前100城市中心區(qū)域,以預(yù)測當(dāng)前到2050年潛在的城市空運(yùn)市場;而Nexa則針對全球78個城市的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行研究,以預(yù)測UAM早期可能會得到較快發(fā)展的區(qū)域。
畢馬威的研究工作針對大量“對價格不太敏感且認(rèn)為時間很寶貴”的人群,分析其出行的出發(fā)地與目的地路線。通過區(qū)域GDP增長和城市化進(jìn)程的預(yù)測數(shù)據(jù),將上述路線外推至2050年,從而確定地面交通擁堵的影響范圍。
總之,畢馬威的研究工作表明,UAM不會成為公眾日常出行的交通方式,而是作為一種高端服務(wù)存在,為高收入人群的用戶提供安全、可靠的運(yùn)輸,且價格并不“過于高昂”。具體而言,其市場可能是類似高頻次的機(jī)場班車服務(wù),例如曼哈頓到紐約機(jī)場等。而對于最擁擠的城市,某些常用通勤線路也具備潛在的市場空間。到2050年,這一市場的客流量可能達(dá)到4億人次以上。
而Nexa公司對于UAM市場基礎(chǔ)設(shè)施的研究也得到了多方支持,獲得了來自飛行器制造商、無人空管技術(shù)公司以及對這一市場感興趣的城市政府的贊助。
在Nexa研究的78個城市研究對象中,有70個是基于都市區(qū)GDP而選擇的大型城市,其中最大的城市為東京、最小的為迪拜;其余的8個城市則不在基于GDP的列表之中,而是主動申請加入研究的。
東京的直升機(jī)飛行很多,未來是UAM的潛在市場。
初步研究發(fā)現(xiàn),擁有大量直升機(jī)停機(jī)坪的城市,如日本東京或巴西圣保羅等,都已具備支持UAM市場發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施條件,而商務(wù)旅客從城區(qū)前往機(jī)場的路線是UAM發(fā)展的重要契機(jī)。Nexa的這項研究預(yù)計于7月完成,屆時Nexa將確定城市空運(yùn)服務(wù)最初可能在哪些城市發(fā)展。
UAM的最大障礙
總體上看,人們對eVTOL飛行器的態(tài)度,是UAM市場發(fā)展的最大障礙。
例如巴航工業(yè)公司的Embraer X項目負(fù)責(zé)人認(rèn)為,人們對eVTOL還知之甚少,大部分人仍存在恐懼和誤解。
相對于公眾這些潛在的使用者以外,投資人的懷疑也可能成為阻礙,畢竟項目發(fā)展需要錢。但是,eVTOL和UAM產(chǎn)業(yè)帶來的顛覆性創(chuàng)新,能夠說服投資人認(rèn)識到其中的巨大價值,所以投資人方面的阻礙要稍小一些。
而相對于投資人,公眾的心理是更為重要的,因為他們是確保eVTOL和UAM可以被全球接受的關(guān)鍵。所以,整個業(yè)界仍需要與城市管理者和居民加強(qiáng)溝通。
畢竟是載人飛行,公眾有疑慮是正常的。
就公眾的接受程度而言,在eVTOL飛行器的多種要素中,其面對的最大挑戰(zhàn)可能是自主飛行,這遠(yuǎn)比有個飛行員駕駛要更令公眾難以接受。因此,在無人的eVTOL飛行器發(fā)展早期,需要積累大量的機(jī)器學(xué)習(xí)規(guī)則,在各方面都要有完美的表現(xiàn),這樣才能消除乘客的顧慮,且飛行器制造商也在設(shè)計緊急著陸系統(tǒng)和安全裝備。
德勤全球航宇和防務(wù)負(fù)責(zé)人表示,有人駕駛將更容易讓公眾接受,因為這很像是駕駛直升機(jī),看上去更加安全,公眾不存在心理障礙。而自主飛行還有很長的路要走,如果飛行中出現(xiàn)事故,公眾將會強(qiáng)烈排斥無人駕駛方案。
對此,貝爾公司創(chuàng)新負(fù)責(zé)人表示,Nexus的有人遙控自動駕駛系統(tǒng)是確保安全飛行的第一步,之后是發(fā)展可選有人/無人駕駛概念,最后才是完全自主飛行。
另一大挑戰(zhàn)是空中交通的管理規(guī)則。
UAM市場會帶來大量的低空飛行器,空管的任務(wù)也會越來越繁重,傳統(tǒng)空管方式必須轉(zhuǎn)變,計算機(jī)等輔助設(shè)備將被大量被引入。
德勤認(rèn)為,針對UAM飛行器的空管,應(yīng)由FAA授予不同的第三方公司管理權(quán)限,讓他們提供空中交通管制服務(wù),這些概念已由NASA的兩個項目進(jìn)行擴(kuò)展。不過,第三方授權(quán)一事必須逐個城市、逐個國家地穩(wěn)步推進(jìn),并考慮各自的差別進(jìn)行管理,而不能一概而論。
對此,EmbraerX和UAM行業(yè)的其他公司正在提供空中導(dǎo)航服務(wù),并研究需要建設(shè)何種空管基礎(chǔ)設(shè)施和規(guī)則才能確保安全。新建基礎(chǔ)設(shè)施能創(chuàng)造更多的目視飛行(VFR)航路,或者開發(fā)專用的eVTOL空域?qū)樱辉试S滿足標(biāo)準(zhǔn)的特定飛行器使用。
UAM的未來在哪里
Uber于2016年針對UAM需求提出了Uber Elevate體系,并于2017年和2018年連續(xù)召開了2屆Uber Elevate峰會,旨在通過與政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)界合作,推出適用于UAM的共享電動垂直起降飛行器交通服務(wù)Uber Air,計劃于2020年開展測試,2023年在達(dá)拉斯-沃斯堡城市間航線和洛杉磯開展商業(yè)飛行運(yùn)營。在上述2條線路之外,還與澳大利亞、巴西、法國、印度和日本的許多國際市場合作,以確定后續(xù)運(yùn)營城市。
Uber Elevate選取了5家飛行器合作伙伴企業(yè),分別是波音旗下的極光飛行科學(xué)公司、貝爾公司、巴西航空工業(yè)旗下的Embraer X、卡萊姆飛機(jī)公司以及蝙蝠飛機(jī)公司。除了上述飛行器制造商外,Uber Elevate體系還擁有包括NASA在內(nèi)的多個科研機(jī)構(gòu)、高校伙伴。(參考本文:電動城市空運(yùn)技術(shù)發(fā)展分析)
實(shí)際上,除了Uber的計劃以外,城市空中交通已經(jīng)存在于現(xiàn)實(shí)中,包括巴西圣保羅的Voom和印度孟買的Blade項目,只不過現(xiàn)在的模式是采用直升機(jī)進(jìn)行即時服務(wù),而不是采用eVOTL飛行器。而據(jù)研究預(yù)測,2025到2049年全球?qū)⒂?40個城市大規(guī)模應(yīng)用eVTOL飛行器;2035年時,全球UAM飛行器的數(shù)量可能超過23000架。
巴西圣保羅試行的Voom計劃,就是采用直升機(jī)來執(zhí)行類似城市空中交通的任務(wù)。
目前,空客和波音等飛機(jī)制造商、羅羅等發(fā)動機(jī)制造商、西門子等系統(tǒng)供應(yīng)商都已投入了相關(guān)研發(fā)計劃。雖然他們并不都在Uber的合作伙伴之中,但仍然在積極投資,以應(yīng)對這一新興市場的首輪競爭。
對于這一行業(yè)中的眾多公司,德勤認(rèn)為,不同背景的公司在這個市場上各有優(yōu)勢。
老牌制造商作為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者,擁有更多的將設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的經(jīng)驗;新興公司將著力發(fā)展自動化和復(fù)合材料等先進(jìn)技術(shù);而汽車公司則擁有豐富的產(chǎn)品批量制造的經(jīng)驗,也擁有雄厚的資金。此外,航空領(lǐng)域外的公司也可以加入產(chǎn)業(yè)鏈,投資運(yùn)營平臺,去運(yùn)營上述制造的飛行器。這正是Uber的合作運(yùn)營的模式:即優(yōu)步負(fù)責(zé)訂單,其他公司對飛行器負(fù)責(zé)制造、運(yùn)營和維修。
空客的City Airbus(上)和Vahana(下)飛行器,其中Vahana已經(jīng)首飛成功。
美國Terrafugia公司TF-2的兩種混合垂直起降概念,左為復(fù)合推進(jìn)布局,右為傾轉(zhuǎn)旋翼布局。
德國Volocopter 公司的VC200,也參與了NASA的相關(guān)驗證項目。
但是,目前市場中參與的公司還非常分散,除航空制造商之外,還有60多家新興公司參與其中,而且申請適航認(rèn)證和測試將是一個門檻,預(yù)計會將很多公司排除在外。因此,行業(yè)未來的洗牌預(yù)計會十分慘烈。
至于飛行,那些擁有清晰商業(yè)模式和安全飛行能力的大公司將是這類飛行器的試金石,幫助他們保證飛行安全并獲得公眾信任,最終讓eVTOL飛行器讓公眾所接受。
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