隨著商業(yè)航空航天從 COVID-19的低迷中走出，包括各種復(fù)合材料制造商在內(nèi)的諸多供應(yīng)商已將注意力轉(zhuǎn)向電動(dòng)垂直起降 (eVTOL) 飛機(jī)，該飛機(jī)旨在點(diǎn)燃先進(jìn)的空中機(jī)動(dòng) (AAM) 市場(chǎng)，有時(shí)也稱為城市空中交通（UAM）。

一些人估計(jì)該市場(chǎng)可能會(huì)有超過(guò) 1 萬(wàn)億美元的長(zhǎng)期需求推動(dòng)，自 2011年以來(lái)，投資者和企業(yè)已向 AAM 生態(tài)系統(tǒng)注入了超過(guò) 70 億美元。這些資金幫助加速了 eVTOL 示范機(jī)和認(rèn)證進(jìn)展，從而證明了供應(yīng)商持續(xù)關(guān)注的合理性。

但是，AAM 最終狀態(tài)的全面實(shí)現(xiàn)取決于一系列技術(shù)、監(jiān)管和文化因素的落實(shí)。這包括城市運(yùn)營(yíng)所面對(duì)的困難，例如高密度空中交通管理和規(guī)?；拇怪睓C(jī)場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。一些依賴于從垂直飛行到水平飛行的具有挑戰(zhàn)性的過(guò)渡的 eVTOL 設(shè)計(jì)也可能面臨無(wú)法預(yù)見(jiàn)的市場(chǎng)壁壘。

隨著時(shí)間的推移，行業(yè)無(wú)疑已經(jīng)做好了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的準(zhǔn)備。但在此背景下，供應(yīng)商應(yīng)將重點(diǎn)擴(kuò)大到新區(qū)域航空機(jī)會(huì)——包括客運(yùn)和貨運(yùn)——這些機(jī)會(huì)由電力推進(jìn)等有意義的AAM 因素推動(dòng)，但不受可能延遲AAM全部潛力的最困難因素的限制。

區(qū)域航空旅行

區(qū)域航空旅行非常適合從 AAM 所需的許多構(gòu)建模塊中受益。它在連接偏遠(yuǎn)市場(chǎng)與乘客和貨物以及擴(kuò)大干線客流方面發(fā)揮著關(guān)鍵的社會(huì)經(jīng)濟(jì)作用。然而，燃油價(jià)格上漲使得區(qū)域運(yùn)營(yíng)對(duì)于運(yùn)力有限的小型飛機(jī)越來(lái)越無(wú)利可圖，迫使航空公司轉(zhuǎn)向更大的飛機(jī)或只是取消服務(wù)。

例如，在 2005 年至 2018年間，由 50 個(gè)座位以下的商用飛機(jī)在北美飛行的獨(dú)特航線數(shù)量下降了 40%。

聯(lián)合航空公司首席執(zhí)行官斯科特柯比在 2021 年 7 月表示，“我們正在努力解決如何為小城市服務(wù)；我們覺(jué)得有義務(wù)讓社區(qū)保持聯(lián)系，但經(jīng)濟(jì)上最終行不通……隨著 50 座的經(jīng)濟(jì)發(fā)生如此巨大的變化，答案是什么令人質(zhì)疑。而且我們還沒(méi)有答案?！?/span>

此外，正如航空公司質(zhì)疑其區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的可行性一樣，它們也在重新評(píng)估其環(huán)境足跡。2021 年 10 月，全球航空業(yè)承諾到 2050 年實(shí)現(xiàn)凈零排放。實(shí)際的實(shí)施工作會(huì)有所不同，但到目前為止，包括阿拉斯加航空、易捷航空和新西蘭航空在內(nèi)的 20 家運(yùn)營(yíng)商已邁出了第一步，承諾在 2030 年后將其短程機(jī)隊(duì)的30%用于下一代飛機(jī)。其他航空公司，如美國(guó)聯(lián)合航空公司和貨運(yùn)航空公司 DHL，已向區(qū)域性eAircraft公司下了訂單。隨著5,000 架支線飛機(jī)將在2035年之前退役，出現(xiàn)了大量積極的需求信號(hào)。

為了充分發(fā)揮電力推進(jìn)的優(yōu)勢(shì)，重量輕、高性能的復(fù)合材料將至關(guān)重要。例如，Newcomer Eviation（以色列）及其全電動(dòng)九座 Alice 通勤飛機(jī)準(zhǔn)備在 2022 年第一季度進(jìn)行首飛，其結(jié)構(gòu)中95%為復(fù)合材料制成。預(yù)計(jì)其他公司將遵循這一設(shè)計(jì)路線，以幫助抵消電池系統(tǒng)的重量并提高空氣動(dòng)力學(xué)效率。

在這種充滿希望的前景中，大型和小型支線飛機(jī)的不同發(fā)展路徑將值得密切關(guān)注。

大型區(qū)域飛機(jī)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)（70+座位）

燃油成本日益挑戰(zhàn)大型區(qū)域飛機(jī)；結(jié)果導(dǎo)致只有兩家制造商生產(chǎn)了五架區(qū)域飛機(jī)，低于 20 年前8家原始設(shè)備制造商生產(chǎn)的 13 種機(jī)型。

面對(duì)銷售困境，巴西航空工業(yè)公司（巴西圣保羅）即剩下的兩家老牌企業(yè)之一，正在考慮推出一種現(xiàn)代渦輪螺旋槳飛機(jī)，預(yù)計(jì)將比現(xiàn)有飛機(jī)降低 20% 的運(yùn)營(yíng)成本。一旦氫推進(jìn)技術(shù)成熟，它也可能最終提供無(wú)排放運(yùn)行。

其他老牌企業(yè)，例如 ATR（法國(guó)巴黎）、De Havilland（英國(guó)哈特菲爾德）和 MHIRJ，也開(kāi)始探索新的選擇，盡管他們?cè)谘芯颗欧藕统杀局袡?quán)衡。正在考慮的是混合動(dòng)力電池、氫燃料電池、直接氫燃燒，甚至雙燃料煤油/氫燃燒。

小型區(qū)域飛機(jī)動(dòng)力（<50 個(gè)座位）

如果新的推進(jìn)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)其承諾的性能改進(jìn)，那么對(duì)于少于 50 個(gè)座位的飛機(jī)來(lái)說(shuō)，將會(huì)有一個(gè)令人興奮的新需求機(jī)會(huì)。

2016 年 NASA 的一項(xiàng)研究得出結(jié)論，隨著運(yùn)營(yíng)成本的下降，48 個(gè)座位成為區(qū)域運(yùn)營(yíng)的理想容量——不僅可以優(yōu)化盈利能力，而且通過(guò)開(kāi)辟更多目的地和旅行頻率。

除了這個(gè)經(jīng)濟(jì)機(jī)會(huì)之外，小型飛機(jī)還提供戰(zhàn)略利益，作為在擴(kuò)展到高端應(yīng)用之前培育新技術(shù)的一種方式。

迄今為止，推進(jìn)改造方法很常見(jiàn)——?dú)洌ɡ鏤niversal Hydrogen（美國(guó)）、ZeroAvia（美國(guó)）和電動(dòng)（Wright Electric（洛杉磯））——而其他計(jì)劃仍在進(jìn)行中。例如，德哈維蘭正在考慮混合動(dòng)力和氫系統(tǒng)，而德意志飛機(jī)公司（德國(guó)奧伯法芬霍芬）正在評(píng)估可持續(xù)航空燃料（SAF）和氫系統(tǒng)。

少于 20 個(gè)座位的飛機(jī)，現(xiàn)在越來(lái)越多地被稱為“區(qū)域空中交通”或“次區(qū)域”格局，也正在獲得發(fā)展勢(shì)頭。

2016 年 NASA 的同一項(xiàng)研究得出結(jié)論，如果飛機(jī)運(yùn)營(yíng)成本降低超過(guò) 40%，則可以在 20 座以下的飛機(jī)上為更多目的地對(duì)提供有利可圖的服務(wù)。

許多先行者概念都基于傳統(tǒng)的飛機(jī)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)更容易的認(rèn)證（例如，Eviation、Heart Aerospace（瑞典））。其他更新穎的概念包括短距起飛和著陸 (STOL) 飛機(jī)（例如Airflow（美國(guó)）、Electra（美國(guó)））甚至“海上滑翔機(jī)”（例如Regent（波士頓））。 eVTOL 公司開(kāi)始看到規(guī)?；鞘羞\(yùn)營(yíng)的挑戰(zhàn)，也在探索區(qū)域客運(yùn)和貨運(yùn)任務(wù)。

作為對(duì)這些初創(chuàng)公司雄心壯志的驗(yàn)證，現(xiàn)有原始設(shè)備制造商也在研究新概念，包括巴西航空工業(yè)公司、Tecnam（意大利）、Cessna（美國(guó)）和 Britten-Norman（英國(guó)）。

所有參與競(jìng)爭(zhēng)的飛機(jī)仍有許多工作要做，以證明這些紙質(zhì)圖紙將滿足該領(lǐng)域的成本和性能目標(biāo)，但活動(dòng)的熱潮是一個(gè)有希望的跡象。

主要啟示

盡管仍然存在許多技術(shù)障礙，但在新型復(fù)合材料設(shè)計(jì)和制造的支持下，新推進(jìn)技術(shù)的成功實(shí)施有可能振興區(qū)域航線網(wǎng)絡(luò)，并使供應(yīng)商獲得長(zhǎng)期高端市場(chǎng)的機(jī)會(huì)。

雖然前景看好，但不斷惡化的飛行員勞動(dòng)力短缺將是企業(yè)家應(yīng)對(duì)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。除了必要的推進(jìn)和復(fù)合機(jī)身創(chuàng)新之外，能夠使更多任務(wù)自動(dòng)化并安全改進(jìn)單人駕駛（或最終遠(yuǎn)程駕駛）商業(yè)運(yùn)營(yíng)的新駕駛艙技術(shù)，可能會(huì)對(duì)區(qū)域航空和 AAM 變得越來(lái)越重要。

隨著飛機(jī)原始設(shè)備制造商在這些經(jīng)濟(jì)、運(yùn)營(yíng)和環(huán)境問(wèn)題之間穿梭時(shí)，供應(yīng)商必須開(kāi)始評(píng)估他們?nèi)绾尾拍茉诨A(chǔ)復(fù)合材料和制造能力上進(jìn)行明智的投資，從而在飛機(jī)架構(gòu)中獲得成功。

本文由中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)收集自網(wǎng)絡(luò)，文章不用于商業(yè)目的，僅供行業(yè)人士交流。