这两天连续讲“云帆-2”,看到评论区也有人提了不少的问题,所以借此机会做一点科普吧!
像“云帆-2”这一类的飞行器被称作电动垂直起降飞行器,字数有点多,讲起来也有点拗口,行业内有一个简称叫eVTOL,实际上它是英文字头的一个缩写,有人会说你们怎么老愿意用英文缩写的发音呢?没办法,简单嘛。搞工程的人讲求效率,就像“云帆-2”的研发方,我看到他们的人称呼“云帆-2”的时候从来不直呼大名,都是简单的称其为“-2”。
好吧回到正题上,接着来说eVTOL,从eVTOL的构型上来说,现在分类可以分为三类。第一类是固定式的多旋翼布局,这个实际上就和我们看到的大疆无人机是一样的,所有的旋翼都是固定朝天的,这个和直升机的原理是一样的。那么第二种是混合式布局,就是有的旋翼是朝天的,有些旋翼是水平的,垂直起降的时候由垂直的旋翼产生升力,而水平飞行的时候由水平的旋翼产生推力或者拉力,这个时候垂直的旋翼桨叶就被顺起来,免得产生阻力了。那么第三种就是倾转旋翼布局,所谓倾转旋翼布局不用我多解释了,就是旋翼和发动机舱会转的,可以从垂直起飞的状态转90度变成水平平飞的状态,而水平平飞的时候是由机翼产生升力的。
从三种不同的构型布局来说,很显然全倾转旋翼布局的飞行效率是最高的,因为它在平飞的时候就和一个普通的固定翼飞机一样,而且没有任何的死重,所以像“-2”最大的飞行速度可以飞到每小时450公里。那么还有另一种分类,就是用动力装置的构型来分类的,第一种是全电的,第二种是混电的,第三种是氢燃料电池动力的。这三类动力装置的优缺点不用我多说大家都很清楚了,因为这些年新能源汽车流行,各种不同的构型大家很熟了,但是在这些动力构型当中,全电的是最基础的东西,只要全电的搞出来,你想搞混动加一个小的发动机就可以了,技术上很简单。至于说氢能源的,目前还处在探索阶段,那么讲到这就要讲一讲为什么现在大家都在关注eVTOL,都在研发eVTOL,它的好处究竟在哪儿?
刨去那些什么绿色环保的说法,咱们捞干的讲实得惠的,其实很简单,就是3句话7个字,“安全、便宜、好伺候”。首先讲安全,现在的eVTOL都是多旋翼分布式布局的,这种方式提供了天然的安全冗余。和直升机做一个类比,一架直升机如果主旋翼系统出了毛病只有两个结果,要么是机毁,要么是机毁人亡,但是对eVTOL来说就不是这样了,当个别的旋翼系统出现了故障或者出现了损毁的时候,它依然能够正常的起降和飞行,所以它具有天然的安全性。另外从整个飞行器的核心系统来看,eVTOL的核心系统很简单,就是一套电力系统,但是传统的直升机就不一样了,有电力系统、有燃油系统、有液压系统,系统越多越复杂越容易出问题,特别像燃油液压这样的系统,管路内部是液体,甚至是带压力的液体,这样出问题的概率就会更大一些。
有人讲安全性的时候可能联想到汽车,汽车现在如果马路上给你来个无人驾驶,可能很多人不敢坐,但是飞行器就有所不同了,毕竟天上不像马路上那么拥挤,只要你空管做得好,发生所谓碰撞事故基本上是趋近于零的。关键是起降阶段,这个阶段很大程度上已经不是驾驶的问题,而是管理的问题。
第二个讲便宜,便宜包括两个部分,一个是采购价格的便宜,第二个是使用成本的便宜。采购价格的便宜基本上不用多说,和同级别的轻型直升机相比,便宜个三分之一、一半这是起步的,从硬成本上来说,理论上它有希望比现有的轻型直升机价格降低一个数量级,当然具体的价格所有的研发方和企业都是高度机密的,这里涉及到的其他问题也很多,比如说平摊研发成本的问题,比如说市场竞争激烈程度问题、利润问题等等,这个就不在我们讨论的范围之内了。
采购成本低是一码事,使用成本低实际上影响更大,直升机的使用成本别的不说,我只说一点,人。直升机要有驾驶员,要有一整套的地勤和地面保障人员的班子,养人就是一大块钱,而eVTOL这些东西统统都可以省去了,即使你说我不放心完全的无人驾驶,需要有一个地面控制员,但是eVTOL的这个地面控制的技术难度和操纵直升机那不是一个概念的。所以地面控制员的成本应该是很低的,比如说像“云帆-2”这样的eVTOL,表面上它有个地面控制站,其实你进去一看,简单的吓你一跳,就是两个笔记本电脑,然后外面支着两根天线而已。
再看飞行过程当中所谓控制员在干嘛呢?控制员根本不动手,就是在盯着屏幕,说白了说是操作,实际上就是在监视而已,这样的操纵员和直升机驾驶员的价格显然就是天差地别了。而且在使用当中eVTOL的出勤率要比直升机高得多,除了地面充电,它可以连续出勤执行飞行任务,你不需要考虑复杂机械的检修保养,也不需要考虑人员疲劳的问题。
最后一个好伺候,其实讲了便宜之后,好伺候的这个问题也差不多就讲明白了,咱们还是举一个最简单的例子。前些年国内流行搞警用直升机,大一点的有实力的城市都买上那么一两架直升机,成立警用直升机队,看上去很高大上很有面子,但是买回来之后却发现这个东西拿回来根本不好用,只能当着个“祖宗”供着。为什么呢?有各种空管的条条框框的限制,但是更重要的就是技术维护方面太难伺候了。同样军用的也是这样,别的不说,哪怕是察打一体无人机,你也要有一个简易机场吧,简易机场这个东西放到集团军一级那么还不是个事,如果放到合成旅、合成营一级,你让他走到哪先修个简易机场,这几乎是不可能的事。
因为难伺候,所以它的装备的级别就降不下来,也正是因为安全便宜好伺候,所以现在大家都看好了eVTOL。那么从市场的角度说,eVTOL很有可能形成下一个市场的风口,所谓风口什么意思呢?看看前些年的手机、光伏、新能源汽车,那就叫风口,你如果赶上了风口,“老母猪都能吹上天”。而eVTOL这种东西如果做个市场估算的话,假设市场的容纳量达到了百万的级别,而采购的价格在数百万人民币这样的水平上,那么你看一下这个市场有多大,是一个数万亿人民币的大市场。也正是因为这个原因,我们看到现在国内研发eVTOL的资金来源几乎全部都来自于风险投资和外部融资,因为大家看好这个东西,看好这个东西有可能成为下一个风口。