FAA密集出台eVTOL管理文件,為市場爆髮式發展鋪墊造勢

2023-07-06     看航空

原標題:FAA密集出台eVTOL管理文件,為市場爆髮式發展鋪墊造勢

6月上旬,美國聯邦航空管理局(FAA)發布了關於「動力升力飛機飛行員安全認證的備選資格要求」的擬議規定通知,對電動垂直起降飛行器(eVTOL)飛行員提出了最新的系統培訓要求和考核規則。

此前,在5月份,FAA還推出了《城市空中交通(UAM)運行概念2.0》白皮書,旨在引導形成UAM領域的管理體系。

按照FAA的分類,eVTOL屬於「動力升力」類飛行器,目前還沒有為此類飛行器駕駛員提供等級認證的途徑,也缺乏該類型飛行器專門的空中交通管制系統(ATC)。因此,目前FAA正著手探索未來城市空中交通的管理辦法。

美國《城市空中交通(UAM)運行概念2.0》白皮書。

這是FAA首次針對eVTO L提出專門的人員培訓和考核標準,以及首次提出UAM領域的管理框架。此前,在2022年,FAA發布了eVTOL垂直起降場地規範,提供了規劃、設計和建造場地的要求,涵蓋選址、目視輔助、障礙物限制面、應急程序和充電基礎設施等方面。

外界認為,這一領域管理體系的密集出台意味著相關領域將在不遠的未來迎來重大市場突破。

01

技術發展推動管理體系變革

近年來,隨著無人機與電動垂直起降飛行器(eVTOL)技術的成熟,城市空中交通(UAM)概念,即通過新興載具開發低空空域,在人口稠密地區建立一個安全高效的空中運輸系統已是大勢所趨。

然而與傳統民用航空管理系統不一樣,UAM主要載具是電動垂直起降飛行器(eVTOL),其運行環境從傳統民航運輸所使用的萬米高空空域變為城市中人口稠密的低空空域,飛行方式還涉及大量自主飛機技術……這都給傳統的民航管理體系帶來了新的挑戰。

科幻電影《銀翼殺手》中構想的飛行汽車。

美國空中交通管制系統(ATC)。

根據FAA的公開資料,目前美國的空中交通管制系統(ATC)每天要監管近5萬架次航班。這一體系顯然難以兼容未來的UAM運行,因此,FAA在借鑑目前民航管理體系條例制度的基礎上,對UAM體系和eVTOL提出了新的管理條例。

考慮到各類型eVTOL飛行器的研發機構均宣稱其產品有一定的飛行自主性能,相較於傳統民航運輸飛機,其數字化和智能化程度都更高,因此其空中交通管理規則能夠很大程度上通過數據化的技術方式來解決。比如當新型eVTOL飛行器在小範圍內試運行時,可根據其指令駕駛(PIC)和自主飛行的特點,定製專用系統。當系統完成調試升級後,新的eVTOL飛行器即可投入大規模運行。

因此,與空中交通管理體系相比,目前更為亟待解決的問題是人才隊伍建設,也就是對於飛行員的培養和駕駛操作準則的規範。

基於以上考慮,FAA發布了關於「動力升力飛行員擬議規則」。

2021年,SMG諮詢公司曾表示,未來1到2年將是eVTOL飛行器集中獲取適航認證的年份。從2022年初開始, FAA將eVTOL飛行器劃入輕型飛行器審查範圍,隨後在2022年底針對Joby公司eVTOL飛行器推出了首個eVTOL適航標準。

可以說,eVTOL技術的發展和商業化進程的推進,促進著行業人員培訓和運營準則的確立。

02

eVTOL行業正在井噴發展

在公告中,FAA還表示,其最新推出的針對eVTOL和UAM行業的規則框架有助於支持新興「先進城市交通」(AAM)產業的構建,有助於解決城市擁堵問題,改變城市交通生態。

美、歐主要AAM航空器研製企業以及融資規模概況。

其實,隨著直升機的問世, 早在20世紀下半葉,歐美等國就開始嘗試利用直升機實現城市空中交通,但由於成本、噪聲、安全性等問題,直升機並不適合在城市內大規模使用。直到2010年後,隨著eVTOL相關技術的發展,才為AAM產業構想提供了新的可能性。

英國垂直公司的VX4。

根據美國垂直飛行協會(VFS)統計,截至2022年10月,世界範圍內有約700家AAM飛行器研發企業。

其中歐美國家在相關產業技術領域起步較早,已度過初期探索階段,誕生出一批產業頭部企業。這其中既有傳統飛機製造商,也有頗具技術實力的初創公司。尤其是美國,憑藉其傳統航空產業優勢,以及頻繁的市場運作,聚攏了大批AAM飛行器研發企業,其中主要的研發成果就是eVTOL飛行器。

德事隆NexuseVTOL飛行器。

如傳統的通用飛機製造商德事隆(Textron)集團,就通過收購原斯洛維尼亞的一家輕型運動飛機製造商Pipistrel,從後者獲得了貨運eVTOL飛機項目並由此入局。其後,德事隆又進一步成立子公司「電航」(eAviation)並推出Nexus型6座級客運eVTOL飛行器。

歐沃愛公司 Butterfly飛行器。

以色列公司歐沃愛(Overair)創始人擁有以色列軍方背景,得到了韓國韓華集團1.45億美元的投資,公司總部位於美國加州,推出了Butterfly型6座級傾轉旋翼構型客運eVTOL飛行器。與之類似的還有背靠韓國資本的斯帕諾(Supernal)公司,其由韓國現代集團資助,依然將總部設置在美國華盛頓州,已經推出S-A1型6座級混合構型客運eVTOL飛機。

這些公司之所以選擇在將總部放在美國,是因為美國具有資金、技術和空域管理等方面的先發優勢,有助於其初創時期快速發展。

美國喬比公司S4垂直起降飛行器。

在這之後,美國一批初創公司強勢崛起,以喬比(Joby Aviation)、小鷹(Kitty Hawk)、維斯克(Wisk.Aero)、阿徹(Archer)、貝塔(Beta Tech.)等為代表,紛紛推出4~6座級客運eVTOL飛行器。其中喬比公司的傾轉旋翼構型S4已經入適航取證階段。

這些企業紛紛瞄準了未來5年內窗口期,以實現商業化運行為目標開展了激烈的競賽。

美國Archer公司的Midnight驗證機。

美國維斯克公司的第6代飛機。

但是管理框架的密集出爐,也某種意義上代表著行業初期「野蠻發展」的局面即將告一段落,行業壁壘正在加速形成;此間,相當一部分eVTOL項目的即將耗盡投資,如果依然沒有獲得來自市場的認同,大批初創項目和公司必將走向消亡。譬如,小鷹公司的產品Heaviside已經在2022年9月宣布項目終止。

德國百合公司Jet飛機。

在美國之外,德國沃瓏(Volocopter)、百合(Lilium),英國垂直公司(Vertical Aerospace),以及法國優飛公司(Ascendance Flight Tech.)均有產品問世,其中百合公司的Jet型eVTOL飛機也進入了適航取證階段。

03

新興領域的矛盾與分歧

英國考文垂市試運行的空中計程車站。

雖然「先進城市交通」(AAM)被譽為航空業新發展方向之一,但是作為航空業的「紅線」,安全與管理工作並不會因此放鬆。從製造所需的新型電池,到與之配套的基礎設施,必須全部經過適航認證。FAA曾表示,預估一個全新的eVTOL型號需要5~9年才能完成適航取證全程。對於初創企業來說,這一時間並不算短。

FAA還在擬議的規則要求,出於安全考量,「動力升力飛行器 必須有兩套飛行訓練控制裝置。這勢必會帶來成本的提升。對此,製造商們曾表示反對,希望採用「替代安全手段」進行飛行訓練,但FAA表示這些替代措施並沒有獲得技術和運行方面的證明支持。

美國伊萊卡公司eSTOL驗證機在驗證其氣流增升技術。

此外,自動飛行技術也是目前爭議的焦點之一。雖然目前多數eVTOL飛行器製造商都強調其產品具備自主飛行能力,但自主飛行系統也同樣存在系統故障、遭受網絡攻擊、人工智慧失控等潛在風險。在安全性未得到充分驗證之前,依靠人工智慧的完全自主飛行不可能完全取代飛行員。

最後,噪聲問題也是現階段eVTOL研發工程師們正在著力解決的重點問題。多家公司正在通過升高飛行高度、採用電驅系統、改變旋翼槳葉設計、採用分布式多旋翼系統等方式降低噪聲水平。

Archer Aviation公司推出的 Midnight eVTOL。

從時間表來看,未來5年將是eVTOL、UAM和AAM領域發展的關鍵期,隨著技術和市場的發展,eVTOL飛行器市場的井噴已經近在眼前。FAA近年來的一系列舉措正在為美國初步建立一套規範的城市空中交通(UAM)管理體系。這樣的舉措對其他國家也具有參考意義。

排版:陳奕煊

策劃 | 文案:積羽沉舟

編審 | 監製:武晨、王蘭

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文章來源: https://twgreatdaily.com/ab5c07a54e7e03db473967839520711e.html