（報告出品方/作者：中郵證券，鮑學博、馬強）

1 eVTOL 迎來研制熱潮，多型飛行器有望量產

電動垂直起降飛行器（Electric Vertical Takeoff and Landing，eVTOL） 區別于常規飛機的主要技術特點包括可以實現垂直起降、采用分布式電力推進以 及運用全電/混合動力技術。得益于電動機、電池和自動化技術的發展，與常規 直升機相比，eVTOL 更加低碳環保、噪聲更低、自動化等級更高，并由此產生了 運行成本低、安全性和可靠性高的優勢。隨著城市空中交通（Urban Air Mobility， UAM）的興起，引起了 eVTOL 的研制熱潮。 近幾年，全球 eVTOL 主機企業數量顯著增長，部分公司成功上市。根據航空 產業網數據，2009 年-2016 年，全球僅數家 eVTOL 企業，自 2017 年之后，陸續 有 40 余家企業進入 eVTOL 行業。2019 年，億航智能成功在美股上市，2019 年2023 年內，5 家 eVTOL 國際企業成功在美股上市。據統計，目前全球已有百余家 eVTOL 企業。

從 eVTOL 企業的地理分布上可以看到，eVTOL 企業大部分集中在中國、美國、 歐洲等的沿海城市，呈現出中國企業數量多，歐美企業融資額度大的特點。

從融資規模看，根據航空產業網 2024 年 2 月 6 日的報告數據，eVTOL 行業 累計融資規模超過 110 億美元，其中，81%的融資額由前 10 的企業擁有。大部分 融資資金由頭部少數企業擁有。Joby、Archer、Lilium 融資規模靠前，達到 10 億美元以上。國內，小鵬匯天自 2021 年 10 月進行首次融資后，融資規模達到 5 億余美元；億航智能自 2014 年成立后，歷時 5 年于 2019 年 12 月在美股上市， 迄今為止獲得近 2 億美元的融資；廣東海鷗飛行汽車、峰飛航空、時的科技、零 重力飛機、沃蘭特、御風未來、沃極步耀、億維特等均進入“億元俱樂部”。

目前，國內億航智能的 EH216-S 飛行器已取得中國民航局 TC、PC 許可；峰 飛航空 V2000CG 貨運版 eVTOL 取得中國民航局 TC 許可；沃飛長空、峰飛航空、 沃蘭特、時的科技、小鵬匯天、御風未來等主機廠多款 eVTOL 飛行器型號已申請 中國民航局 CAAC 或歐洲航空安全局 EASA 適航認證，有望陸續取得 TC、PC。國內 多款 eVTOL 飛行器型號有望陸續進入批量生產。 展望未來，eVTOL 主機企業數量或先增后減，未來市場或向頭部集中。參考 新能源汽車行業，2019 年，我國造車新勢力有 300 多家，隨著新能車走向規模化 量產，目前國內頭部新能車企業只有 10 家左右。2023 年，理想汽車成為繼特斯 拉、比亞迪之后全球第三家實現盈利的新能源汽車企業。eVTOL 作為航空器，相 比新能源汽車有更嚴格的適航審定程序，為主機企業帶來更大的研制生產壁壘， 與新能車市場相比，未來 eVTOL 的市場或更加集中。

2 eVTOL 產業鏈：整機包含六大子系統，機體、動力和能源 系統、航電系統占主要成本

eVTOL 產業鏈較長，主機廠主要承擔的是整機研發和集成的任務。eVTOL 的 核心子系統主要包括機體、綜合航電系統、飛控系統、能源系統、動力系統以及 電氣系統六大類。 Lilium 給出其 eVTOL 成本占比，推進系統、結構和內飾、航電和飛控占主 要成本。Lilium 的 eVTOL 擁有 36 個分布式電機和 72 個電源模塊為飛行器提供 能源和動力，采用了霍尼韋爾提供的 3 個不同的飛控計算機。在成本上，Lilium 給出，eVTOL 的推進系統占比約 40%，結構和內飾占比約 25%，航電和飛控占比約 20%，能源系統占比約 10%，裝配件占比約 5%。 Lilium 的 eVTOL 采用矢量推力構型，相比多旋翼和復合翼構型的 eVTOL 飛 行器，具有更高的巡航效率，因而其能源系統可以有相對較低的成本占比。Lilium 采用的硅陽極鋰離子電池，能量密度大于 330Wh/kg，功率密度 2.8kW/kg，可在 15 分鐘充電至 80%，30 分鐘充電至 100%，實現大于 800 次充放電循環。

對比同樣采用電池作為能源、采用電機作為動力的純電動汽車和同樣需要滿 足適航的大飛機的成本構成，可以看到不論是新能車、大飛機還是 eVTOL，動力 系統是核心子系統之一，能源系統在電池動力中成本占比較大，航空器中航電、 飛控等系統成本占比較大。在新能源汽車的成本占比中，電池成本占整車成本比重約 42%，是純電動汽車的核心部件，電機和電控成本分別占整車成本的 10%和 11%，電驅動零部件成本約占整車成本的 7%，其他部件約占整車成本的 30%。在 大飛機的價值構成中，機體結構占比 30%-35%，動力系統發動機占比 20%-25%， 航電和機電系統占比 25%-30%。

2.1 機體：主要采用碳纖維復材，低成本高效率的熱塑性復材或為趨 勢

碳纖維復合材料是以樹脂、陶瓷、金屬等為基體，以碳纖維為增強體，復合 而成的結構材料，是目前世界上最先進的復合材料之一，因其具有質輕、高強、 耐腐、耐高溫等優勢，被廣泛應用在新能源、航空航天、交通運輸等領域。碳纖 維復合材料以樹脂基碳纖維復合材料為主，占據市場近 90%的份額。航空航天和 風力發電領域為樹脂基碳纖維復合材料最大需求端，需求占比達 50%。在航空航 天領域，樹脂基碳纖維復合材料常用于制造民用飛機發動機罩、副翼、阻力板以 及艙門等，能夠達到減重效果。 碳纖維復合材料根據最終產品的形態和特性，有多種固化成型工藝。目前， 碳纖維復合材料固化工藝較為先進且流行的是熱壓罐工藝和 RTM、VARI 等液體成 型工藝。

eVTOL 復材使用占比 70%以上，主要用于結構件和推進系統。eVTOL 作為新 興的交通出行載體，對飛行器的結構重量有著嚴苛的要求。現今市面上能看到的 所有 eVTOL 企業，幾乎無一例外的使用復合材料作為主要的機體結構。eVTOL 的 復合材料占比達到 70%以上，其中，超過 90%的復材為碳纖維復材，約 10%的復材 以保護膜的形式使用玻璃纖維增強。 研究機構 Stratview 報告顯示，在幾乎所有飛行汽車項目中，約 75%-80%的 復合材料用于結構部件和推進系統；其次是內部應用，包括橫梁、座椅結構等， 占 12%-14%；電池系統、航空電子設備和其他小型應用占剩余的 8-12％。小鵬匯 天 X2 整機重 560 千克，機身部分由 100 多個碳纖維零件制成，重量僅為 85 千 克。

國內外航空復材結構件主要采用預浸料－熱壓罐工藝。部分 eVTOL 主機廠選 擇 T700、T1100 碳纖維材料，采用熱壓罐工藝制造飛行器主要機身部件。2022 年 7 月，Overair 宣布與東麗復合材料美國公司建立合作，采用東麗新一代 T1100/3960 碳纖維/環氧樹脂預浸料建造試飛飛行器主要機身部件，如機身、部 分機翼組件以及旋翼葉片，每個復合材料部件都采取人工鋪放并通過熱壓罐固化 成型。東麗公司提供的 3960 是一款高韌型 177℃固化環氧樹脂，其玻璃化轉變 溫度為 204℃，而 Torayca T1100 碳纖維是目前可實現應用的具有最高拉伸強度 碳纖維。沃蘭特研發中心指出復合翼 eVTOL 飛機相比傳統固定翼飛機，結構上額 外增加了多處電機臂，需要采用輕量化設計，盡量降低電機臂的重量，電機臂為 eVTOL 關鍵承載部件，除電機座外，電機臂上所有零件采用 T700 級碳纖維預浸 料，采用熱壓罐工藝制造。

采用熱壓罐成型工藝的復合材料結構件，主要成本為制造成本。熱壓罐工藝 制造的復合材料結構件，材料成本不到 20%，制造成本占 80%以上。

eVTOL 材料需求牽引下，低成本、高效率、規模化制造是碳纖維復合材料的 重要趨勢，熱塑性碳纖維復合材料前景廣闊。目前熱固性復合材料在行業中仍占 據主導地位，與傳統熱固性復合材料相比，熱塑性復合材料成型周期短、化學成 分毒性小，且具有高韌性、高抗沖和損傷容限、預浸料存儲期長、量產能力強等 優點。熱塑性碳纖維復合材料結合了碳纖維和熱塑性樹脂的性能優點，且成型后 不發生化學交聯，能夠二次熔化和再成型，便于材料的回收及循環利用，解決了 熱固性碳纖維復合材料使用期滿后的處理問題。eVTOL 頭部主機廠中，Jaunt Air Mobility 是一家研制富含熱塑性復材機型的公司，其愿景是制造 99%可回收的飛 機。Vertical Aerospace 的 VX4 中使用的轉子葉片、電池外殼、內飾和支架等部 件都是使用熱塑性預浸料制成的。日本東麗給出，UAM 市場有望帶動碳纖維復合 材料需求增長，熱塑性碳纖維復合材料基于其更低的成本和更高的生產效率，有 望獲得更快的增速。

民航復材結構件驗證采用“積木式方法”，傳統航空碳纖維復材廠商占據先 發優勢。民航復材結構件驗證采用“積木式方法”，將飛機研制過程中的試驗驗 證環節根據試驗件尺寸的大小劃分成試樣試驗、元件試驗、結構細節試驗、次部 件試驗和全尺寸結構試驗 5 個級別。采用該方法可以減小試驗風險和降低成本， 同時使得復合材料設計和適航審定規范化，是目前在復合材料飛機結構研制中普 遍采用的驗證方法。由于“積木式方法”需要大量底層材料性能和試樣級試驗， 傳統航空碳纖維復材廠商占據先發優勢。國外，碳纖維供應商包括日本東麗、美 國赫氏、索爾維等，東麗已經與 Joby 和 Lilium 合作，這兩家 eVTOL 主機廠屬于 行業頭部廠商。美國赫氏公司和索爾維公司也是早期進入者，分別與 Archer 和 Vertical Aerospace 建立了合作。

國內，光威復材、吉林化纖、中復神鷹等碳纖維廠商，惠柏新材、上緯新材 等樹脂廠商，以及中航高科、中國恒瑞、安泰復材等碳纖維復材預浸料和零部件 廠商擁有豐富的產業經驗，多型產品可用于 eVTOL 飛行器，有望率先受益。

2.2 動力和能源系統：采用分布式電推進，能源系統以純電為主

eVTOL 采用分布式電力推進技術（DEP）。分布式電推進飛機是隨著電動飛機 發展而產生的，由電機驅動分布在機翼或者機身上的多個螺旋槳或風扇構成推進 系統為飛機提供推力。DEP 飛機利用推進-氣動耦合效應，大幅改善飛機空氣動力 特性，減小機翼面積，從而降低飛機結構重量。多推進器的冗余能力為飛機提供 更可靠的推力保障。

永磁同步電機是 eVTOL 電機首選。永磁同步電機（無刷直流電機）是高功率 電機，具有功重比較大、效率高和可靠性高的特點。電機具有相對尺度近似無關 性，總功率相同時單個大功率電機和多個小功率電機系統的功率密度和效率基本 一致，采用多個小功率電機驅動較小直徑風扇的分布式電驅動系統可以在保證總 功率不變的前提下有效增大涵道比、提高動力裝置的控制和容錯性能。同時，小 體積的電驅動系統能夠更方便地融入機身，提高飛機氣動效率。 飛機電推進系統中電機向更大功率、更高功率密度方向發展。Joby 采用的 電機峰值功率達 236kW，重量僅 28kg。羅羅公司電氣部正在開發三款電推進裝置， 1）升力電機重量不到 55kg，連續輸出功率為 150kW，最大扭矩為 1600N·m；2） 一款適用于第 23/CS-23 型通勤飛機的高功率、中速電動推進裝置，功率水平 320- 400kW，電機重量不到 160kg；3）一款全新設計的 600-1200kW 渦輪發電機，用于 混合動力推進系統。渦輪發電機的功率重量比為 4kW/kg。羅羅公司開發的 eVTOL 升力電機將用于 Vertical 公司的 VX4 eVTOL。

電推進技術采用電能作為動力系統的部分或全部能源，包括油電混合動力、 電池、燃料電池等，通過電機驅動升力和推進裝置來提供飛行器所需的部分或全 部動力，并通過頂層能量管理全面優化能量利用效率，有效降低飛行噪聲和污染 物排放。同時，電動力系統的功率特性對大氣壓力較弱的敏感性可顯著增強動力 系統的高原適應性，使電動垂直起降飛行器展現出較高的高原適用潛力。 目前，國內外 eVTOL 主要采用純電動力。從在研項目看，對于短航程、垂直 起降的航空器，采用純電動的方案占主要份額。考慮到飛機續航能力需求，UAM 市場對混合動力系統存在一定需求。

相比新能車電池，eVTOL 要求電池具有更高的能量密度。當前電池單體電芯 的能量密度最高水平在 300Wh/kg 左右，電池包能量密度約 220Wh/kg，遠低于航空燃油的比能量。電池的技術限制了飛行器的航程，因此，航空業對動力電池單 元能量密度提出了明顯高于電動汽車能量密度的要求（近期＞300Wh/kg，遠期目 標＞500Wh/kg）。此外，eVTOL 獨特的運行剖面和任務循環以及苛刻的運行環境對 鋰離子電池系統提出了更高的要求，為了應對緊急迫降需求，要在低電量狀態下 （如 20%SOC）依然保有高功率放電能力；為了滿足空中出租業務等頻繁使用場 景，目前行業普遍需求在少于 15 分鐘內充電至 80%。 目前采用三元鋰電，未來可能采用固態、半固態、金屬電池等。當前主流化 學體系鋰離子電池中，三元 NCA（LiNi‐CoAlO2）電芯具有最佳的能量和功率性 能，但成本較高、安全性較低；LFP（LiFePO4）電芯具有最高的安全性，但能量 密度只有三元 NCA 和 NCM 電芯的一半；相比之下三元 NCM（LiNiMnCoO2）電芯綜 合性能最佳，三元 NCM 電池為當前 eVTOL 使用最廣泛的電池。

正力新能采用超高容量的多元正極和硅基負極，提升單位重量活性物質的電 容量，實現高能量密度，其航空電池在滿足鋁殼形態下的 320Wh/kg 高能量密度 的前提下，依然可以達到 20%SOC 低電量狀態下的 12C 以上大倍率放電性能。目 前液態鋰電池已接近能量密度上限，半固態/凝聚態、全固態電池電池可以大幅 提升能量密度和安全性。國軒高科、衛藍新能源、清陶能源、贛鋒鋰業等半固態 電池單體能量密度達 360Wh/kg 及以上，寧德時代凝聚態電池能量密度達 500Wh/kg。

2.3 航電系統：飛機的中樞神經系統

2.3.1 綜合航電系統

航空電子系統（Avionics），簡稱航電系統，是飛機上所有電子設備的總和， 常被形象地稱之為飛機的中樞神經系統。航電系統作為現代飛機的重要組成部分， 其設計水平直接影響飛機的安全性和可靠性，同時也影響飛機的經濟性和舒適性。 航電系統一般分為傳感器系統（慣性導航系統、大氣數據計算機、雷達、各種無 線電導航接收機等）、控制系統（飛行控制系統、發動機控制系統等），以及作為人-機接口的綜合電子顯示系統。航空電子系統的主要功能包括飛行控制、通信、 導航、監視、顯示等。 不同類型的飛機根據其任務使命和應用環境不同，其航電系統的組成、功能 和配置有一定區別。總體上看，航電系統主要功能是在飛機運行過程中，根據任 務需要和環境特點，完成信息采集、任務管理、導航引導等基本飛行過程，為飛 行機組提供基本的人機接口，保障飛機安全、可靠的完成相關任務。通常而言， 軍民用飛機通用的航空電子系統主要包括：

核心處理系統：以核心處理計算機、機載嵌入式實時操作系統和機載總線網 絡等為基礎，完成機上設備的互聯互通，為各項系統任務提供基本的處理平臺。 綜合顯示系統：為機組人員提供全面、直觀的飛行信息顯示，如航向信息、 姿態信息、高度信息、空/地速、位置信息、告警信息等，幫助機組人員準確及時 地了解飛行狀態和系統性能，從而更加安全高效地完成飛行操作任務。 通信系統：主要用途是使飛機與外部保持雙向語音和數據傳輸，確保飛機與 地面之間建立穩定的通信聯絡。 導航系統：通過多種導航傳感器實時采集并解算飛機運行信息，為飛行中的 飛機提供瞬時位置、方位等信息，從而引導飛機按照預定航線飛行。根據工作原 理的不同，飛機導航系統又分為儀表導航系統、無線電導航系統、慣性導航系統 等。

飛行管理系統：根據飛機的實際任務需要，完成飛行過程中的航跡預測、自 動控制和性能優化等工作，確保飛機的飛行航跡和剖面能夠滿足執行相關任務的 需要。 機載維護系統：實時接收、匯總和分析機上各系統提供的相關數據，及時發 現、診斷和定位相關機載系統和設備的故障狀況，并有針對性地制定并采取相關 維護策略，保證飛機可靠運行。 基于飛機使用需求，通用飛機航電系統還可以擴展自動駕駛、廣播式自動相 關監視（Automatic Dependent Surveillance－Broadcast，ADS-B）、基于數據 鏈的氣象/交通監視、合成視景、無線電高度表、自動定向機、測距器、防撞告警系統（Traffic Alert and Collision Avoidance System，TCAS）、地形提示告 警系統（Terrain Awareness and Warning System，TAWS）等功能。

目前國際上，美國在通用飛機航空電子領域居于領導地位，有多家企業可以 提供完整的通用飛機航電系統貨架產品。Garmin 公司的 G1000 系統、Avidyne 公 司的 Entegra 系統、L3Harris 公司的 SmartDeck 系統等均是具有代表性的航電 系統。我國的通用航空研制體系還有不小的差距，國內通用飛機所使用的航電產 品主要依賴進口，自主研發水平亟待提高。據公開報道目前有“海鷗”300 飛機 采用了國產航電系統，但在系統架構設計、小型化設計和低成本化設計等方面尚 屬起步階段。 Garmin 是通航飛機綜合航電系統主要供應商。Garmin 航電系統是現代小型 飛機上普遍采用的一種航電系統，在全球各種通用飛機上的市場份額超過了 90%， 是通航飛機上標準配置的一種航電系統。在國內，由于 Garmin 航電系統操作簡 單、使用方便，已經廣泛用于各輕小型飛機、直升機，涉及包括護林防火、飛播 造林、緊急救援、空中旅游、航空攝影等各行業。

Garmin 公司的 G1000 系統是目前應用最廣泛的通用飛機航電系統，世界上 大部分 4-9 座中小型通用飛機均裝備該航電系統。G1000 系統由兩臺或三臺綜合 顯示器（PFD/MFD）、2 部綜合無線電設備，以及大氣機、航姿系統、S 模式應答 機、發動機/機身參數采集單元等外圍傳感器和飛機接口設備組成。系統以兩臺 綜合顯示器和綜合無線電設備為核心，外接大氣、航姿、航管、飛機接口單元等 設備構建整個系統。系統綜合化程度高，綜合顯示器除了完成系統的集中顯示控制功能外，還作為機載計算機，通過應用軟件實現飛行管理、狀態監控、合成視 景等系統核心處理功能，實現顯示控制與處理的綜合；綜合顯示器之間采用分布 處理、信息共享的處理架構；綜合無線電設備集成了甚高頻(Very High Frequency，VHF)通信、甚高頻全向信標(VHF Omni－directional Range，VOR)、 儀表著陸系統(Instrument Landing System，ILS)、全球定位系統(Global Positioning System，GPS)、自動駕駛控制以及傳感器數據接口控制管理等功能； 大氣、航姿、導航、通信等系統主要功能及其數據傳輸路徑均具有多余度設計， 保證了系統的安全性；采用普通以太網作為骨干網絡，設備數據傳輸采用 ARINC429、RS485、RS232 等高可靠低成本的常規系統總線，利于控制成本；系統 具備良好的擴展性，綜合無線電設備預留部分接口，可擴展連接測距器、自動定 向機、防撞告警等設備。

在 eVTOL 行業，全球主流機載航電公司基本都和相關 eVTOL 主機廠達成合 作。2021 年，Joby 宣布采用 Garmin 的 G3000 集成駕駛艙，Archer 的 Midnight eVTOL 也采用 Garmin 的 G3000 集成駕駛艙；Avidyne 航電和 Beta、SkyDrive 合 作；泰雷茲主要合作對象是 Eve；霍尼韋爾推出云化航電平臺，主要的 eVTOL 整 機合作商是韓國現代的 Supernal 和英國的 Vertical。國內，昂際航電與沃飛長 空簽署戰略合作備忘錄，共同開發 AAM 航電系統。

2.3.2 飛控系統

飛行控制系統簡稱飛控系統，可以根據飛行員的操縱指令、飛機飛行狀態和 環境參數，控制飛機機翼、舵面等，實現飛機穩定飛行和精確機動。目前，小型 無人機的飛控系統和民航飛機及軍用大型無人機的飛控系統均有成熟的解決方 案。 飛控系統是 eVTOL 最核心的子系統之一，技術難度較大。eVTOL 主要依賴飛 控系統實現飛行器的感知、控制和決策。eVTOL 的飛行控制技術相比小型無人機 或民航飛機更加復雜，需要解決基于多旋翼垂直起降、基于常規固定翼水平飛行 以及垂直-水平兩種飛行模態的平穩切換等技術難題，并且平衡好 eVTOL 市場化 過程中對飛控系統產生的輕量化、經濟性、適航等現實需求。目前的電傳操縱系 統主要應用于民航客機上，但是 eVTOL 機型的最大起飛重量多為一兩噸，在整機 重量、體積小得多的情況下，再加上旋翼類飛機是靜不穩定的，必須在本就小巧 的機身上加配飛控計算機和 IMU 等傳感器，對飛控系統的體積和重量提出了更苛 刻的要求。

eVTOL 對飛控系統有低成本要求。eVTOL 與傳統民航客機有著明顯不同的使 用場景，作為一種新型的中短途空中交通工具，更側重于在城市客運(UAM)、區 域客運(RAM)、貨運、個人飛行器、緊急醫療服務等非長距離場景的應用。在追求 高效率的同時，還需要做到可以面向大眾市場的低成本。與民航客機動輒幾百萬 美金的飛控系統預算不同，eVTOL 的飛控系統提供商需要讓產品和服務匹配 eVTOL 的成本結構。小型的電子零部件甚至車規級部件的使用、更先進的仿真系統、MBD（Model Based Design）等新技術及工具的引進使得更低成本的飛控系 統成為可能。 適航要求飛控系統需要具有高可靠性。適航要求 eVTOL 主機廠必須選擇可適 航的高可靠性的飛控系統。

國外航空飛控系統廠商包括泰雷茲、BAE System 等。泰雷茲是航空飛控系統 領先廠商，公司稱超過 12000 架飛機配備了其 FlytRise 飛行控制系統，日本 eVTOL 制造商 SkyDrive 也將采用其 FlytRise 飛行控制系統。2022 年，BAE System 和 Supernal 宣布達成協議為 Supernal 的 eVTOL 飛行器設計開發飛控計算機。 國內飛控供應商主要有兩類，一類是老牌飛控系統供應商，以軍工單位、研 究所及高校為主，包括中航工業 618 所、航天、北航、南航等；另一類是新興的 民營企業，包括邊界智控、致導、創衡、翔儀等。國內 eVTOL 主機廠御風未來采 用自主研發的飛控系統。

2.3.3 導航系統

導航系統是飛行器核心子系統之一，不僅為飛行器提供姿態、方位、速度和 位置的信息，還提供飛行器的加速度和角速率，用于飛機的正確操縱和控制。 導航系統的最關鍵的指標是精度和可靠性，這兩個指標的提升一般有個途徑： 1）采用更高級別的傳感器，提升傳感器的精度和可靠性；傳統民航客機多 采用這一途徑，使用三套獨立的大氣數據慣性參考單元組成大氣數據慣性參考系 統(Air Data Inertial Reference System, ADIRS)，每一個傳感器都是具備高 精度和高可靠性。這種方法的優點是算法和軟件簡單，滿足軟件的適航較為容易， 但價格昂貴。 2）采用組合導航，組合多種不同工作原理的傳感器，形成一套可靠性和精 度都遠高于單一傳感器的組合導航系統。導航傳感器/子系統的種類較多，如慣 導系統(INS)、衛星導航(GNSS)、磁羅盤、空速計、氣壓高度表/雷達高度表等。 目前 eVTOL 主流方式是采用 MEMS 傳感器、GNSS 等，通過數據融合算法提升性能 和 魯 棒 性 以 滿 足 飛 機 對 于 導 航 系 統 的 要 求 ， 例 如 邊 界 智 控 提 出 基 于INS/MAG/ADS/GNSS 構成的組合導航系統。INS 是組合導航的核心，由加速度計和 陀螺儀組成，戰術級 MEMS 已經具備較好的性能，可滿足 eVTOL 的基本需求。

eVTOL 導航系統有低成本要求，體積、重量、功耗等限制下技術難度較高。 傳統航空產業的組合導航系統過于昂貴，動輒上百萬的價格無法滿足 eVTOL 成本 結構的需求。同時，eVTOL 飛機空間和電量有限，對組合導航系統的體積和功耗 要求比傳統民航高。低沉本要求和體積、重量、功耗等限制下，開發適合 eVTOL 的組合導航技術難度較高。此外，eVTOL 飛行空域較民航客機更加復雜，有更多 干擾因素，機隊規模和密度也會大幅度提升，對單機智能化提出了更高要求。

2.3.4 通信系統

在民航飛機中，航空空地通信系統按服務對象的不同，可分為駕駛艙通信系 統、客艙通信系統；按通信體制不同，可分為基于衛星中繼模式的空地通信系統、 基于 ATG 地面基站模式的空地通信系統。 駕駛艙通信系統：飛機駕駛艙內的飛行員與地面管制員之間的通信一般使用 甚高頻無線電（VHF）和高頻無線電（HF）。甚高頻通信系統的有效作用范圍較短， 只在目視范圍之內，作用距離隨高度變化，也是目前民航飛機主要的通信工具， 用于飛機在起飛、降落或通過控制空域時機組人員與地面管制人員的雙向語音通 信。遇到險情時，也可通過甚高頻向地面發出求救信號。 基于衛星中繼的空地通信系統：衛星通信模式是指飛機飛行過程中，通過接 收無線衛星通信信息，實現機艙旅客空中上網的解決方案。

基于地面基站的空地通信系統：AGT 地面基站模式是在飛機航路航線下架設 數個地面基站，地面 AGT 基站向高空發射無線網絡信號，飛機用安裝在腹艙 ATG 接收器接收無線信號，飛機在航路上飛行，一路接收地面 ATG 基站發射的無線信 號，實現機艙旅客空地互聯無線上網及飛機機組飛行信息與地面互聯。 低時延、高穩定的通訊鏈路是保障 eVTOL 航空器在復雜城市低空環境下安全 運行的有效前提條件。相比較甚高頻通信系統（VHF）、衛星通信等傳統航空通信 方式，地面移動通信中的 5G 毫米波蜂窩數據鏈路在低成本、高可靠、廣覆蓋等 方面具備突出優勢。eVTOL 在低空空域飛行，更適合于基于 5G/5G-A 地面通信基 站的通信模式。未來，隨著衛星互聯網的發展，地面基站與衛星互聯網可協同滿 足 eVTOL 對通信的需求。此外，適航性要求，所有按照中國民航規章第 23 部適 航的飛機，均至少配置雙套 VHF 電臺。

2.3.5 大氣數據系統

飛行器大氣數據傳感技術是用于測量表征飛行器運動與來流空氣相互關系 的，包括飛行器運動時所處的靜態大氣壓力（靜壓）、來流沖擊壓力（總壓），所 處環境的大氣溫度，機體與氣流之間的夾角（攻角、側滑角）等。飛行器的速度 和壓力高度等關鍵飛行參數依賴于這些壓力測量，因此，大氣數據必須要準確可 靠。

泰雷茲是全球頭部航空大氣數據系統供應商，向全球客戶交付了超過 5 萬個 航空數據單元/模塊，累積了數百萬飛行小時。泰雷茲開發的適用于飛機、直升 機和 eVTOL 的大氣數據系統，采用內部 MEMS 壓力傳感器，在低速下具有高精度， 并且具有質量輕、功耗低的優勢。Eve 和 Wisk 等 eVTOL 廠商均采用了泰雷茲的 大氣數據系統。

2.3.6 健康和使用監測系統

健康和使用監測系統（HUMS）是一個集機載航空電子設備、直升機故障診斷 與預測算法、地面維護支持與管理于一體的系統。HUMS 在直升機中用于監測軸承 和其他關鍵部件的狀況，通過提供故障預警，允許操作員在其他計劃維護活動期 間主動更換組件，從而提高安全性并減少停機時間。 HUMS 系統主要由機載設備和地面配套設備兩部分組成，機載設備主要包括 數據采集與處理單元以及各類（振動、轉速、旋翼軌跡等）傳感器，地面配套設 備有地面分析系統、手持終端設備等。HUMS 系統主要功能包括：數據采集與監控 功能、旋翼錐體動平衡及機身振動監測功能、傳動系統振動健康監測功能、發動 機健康監測功能、使用監測功能、超限告警功能、記錄直升機規定的各類超限告 警信息以及實時數據傳輸功能等。 幾乎所有歐美制造商新研/改型的運輸類旋翼航空器都安裝有 HUMS 系統。實 踐表明 HUMS 系統在保證直升機飛行安全、提高其維修性和減少維修費用等方面，具有極好的效費比。歐洲很多國家已通過運行規章要求運輸類載客的旋翼航空器 強制安裝 HUMS 系統。 代表性的 HUMS 系統包括已被廣泛應用于型號中的 GENHUMS、IMDHUMS、 ZingHUMS 等成熟產品，以及 Honeywell 公司的 RECON（能夠進行實時數據傳輸）、 空客直升機公司的 FlyScanTM（能夠基于大數據分析進行智能故障診斷與預測） 等新一代 HUMS 產品。 在 eVTOL 領域，GPMS 的 HUMS 系統 Foresight MX 已被選用于 Beta Technologies 的 Alia eVTOL 原型機。Lilium 與 Plantir 合作開發飛行器健康監 測平臺，通過軟件保障 eVTOL 飛行器安全、高效運行。

2.3.7 感知和避撞系統

飛行器在城市環境中飛行時，一些高層樓宇和建筑物將不可避免的對飛行過 程產生影響，需要考慮城市低空域復雜場景下的飛行安全問題。eVTOL 可以載人 飛行，在系統設計上需要考慮乘客安全，除了通過保障飛行器結構的可靠性外， 飛行器是否具備避障功能也是決定安全性的關鍵因素。 傳統的民航飛機主要通過“空中交通警戒與防撞系統”（TCAS）和“地面迫近 警告系統”（EGPWS）兩個系統相互配合實現避障。TCAS 針對其他飛機，由自身飛 機發送詢問信號，其他飛機檢測到信號后反饋應答信號，再通過機載計算機進行 數據計算得出相對位置信息，但是 TCAS 的配套設備復雜，維護費用高，沒有經 濟性優勢，只能給出警告信息，需要飛行員配合執行；EGPWS 將飛機的飛行數據 與提前導入機載計算機的地形數據進行比較，為飛行員提供警告提示，缺點是環 境地圖無法實時更新，不能滿足城市低空域存在建筑樓宇等障礙物時執行避障動 作所需的精度要求。

霍尼韋爾、L3Harris 等開發 eVTOL 感知和避撞系統。L3Harris 正在開發感 知和避撞(detect-and-avoid，DAA)系統，以更好地確保安全飛行。其將空中交 通警戒與防撞系統（TCAS）、廣播式自動相關監視系統(ADS-B)、應答器和地形感 知與距離測量設備、雷達和其他傳感器系統等附加功能集成。系統將為飛行員提 供飛行期間交通和障礙物的整體視圖，提供更好的態勢感知能力。2022 年，霍尼 韋爾宣布其 DAA 雷達系統 RDR-84K 測試成功，可以在沒有人工干預的情況下執行回避功能。霍尼韋爾的 RDR-84K 系統將支持 eVTOL 應用。Iris Automation 的 DAA 系統基于多攝像頭，利用計算機視覺技術提供完整的 360°徑向檢測能力。

2.3.8 其他機載系統或設備

緊急定位發射器：緊急定位發射器（Energency Locator Transmitter，ELT） 用于飛機遇險后發射搜救信號,幫助搜救人員確定事故位置并展開針對性的救援。 如果飛機是正常降落，ELT 不會打開；當飛機受到巨大外力撞擊或觸水時，一般 位于機身后方的 ELT 裝置會自動開啟并發射信號，持續時間一般不少于 24 小時， 國際衛星搜救組織的衛星系統可以接收信號。Heico 的子公司 Dukane Seacom 披 露其 ELT 型號 DK-406-AF 獲得了 eVTOL 市場的很大份額。 無線高度計：無線電高度計（Radio Altimeters）輸出的高度數據是飛行中 的重要參數之一，該數據用于著陸飛行階段。同時，空中交通警戒與防撞系統 （TCAS）、地形指示和警告系統（TAWS）和風切變（Windshear）等其他系統也會 用到無線電高度數據。

3 eVTOL 配套商：傳統航空頭部供應商先發優勢顯著

載人飛行器具有嚴格的適航審定要求，傳統航空頭部供應商擁有豐富的經驗 積累和適航取證經驗，先發優勢顯著。國外 eVTOL 主機廠如 Lilium、Vertical、 Eve 等多與傳統航空頭部供應商合作，以加快自身產品研發和適航取證。

（1）Lilium

Lilium 擁有強大的供應商體系，合作廠商為航空航天領域頭部供應商。 Lilium 官網披露，其 eVTOL 的航電和飛控計算機由霍尼韋爾提供，航空結構件 由 Aciturri 和 Aernnova 生產，座椅由 Expliseat 生產，內飾燈和地板由 DIEHL 提供，引擎軸和漿葉由 Aeronamic 生產,輪胎采用 Michelin，接收器系統采用 Collins Aerospace，窗戶和風擋由 Saint-Gobain 提供，起落架、機輪和支柱由 Magroup 提供，能源管理系統由 Astronics 提供，電源由 Customcells 提供，發 動機電子馬達由 Honeywell 和 Denso 提供，電氣互聯系統采用 GKN Automotive， 電動機軸承采用 SKF 的，大氣數據系統由 Aerosonic 提供。

（2）Vertical Aerospace

與 Lilium 相同，Vertical 的航電和飛控系統也由霍尼韋爾提供，韓華集團 提供機電驅動器。Vertical 采用羅羅公司的推進系統和 Molicel 的電池，采用 Syensqo 的復合材料，并由 Leonardo 為其制造機體。

（3）Eve Air Mobility

Eve Air Mobility 研制的 eVTOL 采用復合翼構型，擁有 8 個用于垂直起降 的專用螺旋槳和用于巡航飛行的固定翼。Eve 已開始組裝首個全尺寸 eVTOL 原型 機，將于 2024 年進行測試。Eve 的 eVTOL 計劃于 2026 年開始交付并投入使用。Eve 選擇了 Garmin、利勃海爾、霍尼韋爾、泰雷茲、Intergactic、FACC、日本 電產航空航天公司、DUC Hélices Propellers、RECARO、BAE System 等作為子系 統、設備或零部件供應商。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。）

精選報告來源：【未來智庫】。未來智庫 - 官方網站