00 引言
當(dāng)晨光初照在霍格莫德村,魔法世界的居民們駕馭著飛天掃帚穿梭于城堡間。但在“麻瓜”的世界里,汽車卻在飛行——這可不是韋斯萊先生那輛搖搖晃晃、噴著黑煙的老爺車,而是科技感滿滿的“飛行汽車”——電動垂直起降飛行器(eVTOL)。它姿態(tài)優(yōu)雅,預(yù)示著一個低空出行的新時代。
在不遠(yuǎn)的將來,上述場景不再是魔法世界的專利,而是日常生活的一部分。
隨著低空經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,人們出行不再只依賴于地面交通,由eVTOL等構(gòu)成的低空立體交通網(wǎng)將成為全新選擇。但想讓“飛行汽車”真正飛起來,離不開各項飛行控制系統(tǒng)的支撐。
其中,毫米波雷達(dá)正在發(fā)揮至關(guān)重要的“眼睛”作用,為eVTOL提供避障、定高、軌跡識別等關(guān)鍵信息,確保每一次飛行的安全與準(zhǔn)確。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場的逐漸成熟,毫米波雷達(dá)將如何在未來低空經(jīng)濟的廣闊天地中,開拓出一片“第二曲線場景”?
01低空經(jīng)濟“振翅”高飛
今年以來,eVTOL絕對是科技圈的“靚仔”。
2024年2月27日,峰飛航空的一架“盛世龍”eVTOL首飛成功,將深圳蛇口港到珠海九洲港的2個小時高鐵縮減至20分鐘;3月20日,億航智能的一架“空中的士”eVTOL高調(diào)登陸羅永浩直播間,它可以在空中無人駕駛,最高時速130公里;5月25日,小鵬匯天的一架“旅航者X2”eVTOL從深圳人才公園廣場垂直起飛,在公園上方繞行一周,飛行高度30米,全程采用自動駕駛模式。
與此同時,以eVTOL為核心載體的低空經(jīng)濟更是得到了“國家隊”的高度肯定。
低空經(jīng)濟是一個相當(dāng)寬泛的概念,主要“統(tǒng)治”垂直距離1000米以下的空域,有時可延伸至3000米。其應(yīng)用載體包括固定翼飛機、直升機、無人機以及eVTOL。
固定翼飛機“難伺候”,需要專業(yè)跑道,并與直升機一樣,造價成本高,需要專業(yè)飛行員;無人機“體格小”,續(xù)航里程、飛行高度、速度以及運量載重有限,最多送送外賣。
相比之下,eVTOL,這種電驅(qū)動、無跑道、垂直起降的“飛行汽車”,比直升機多了“e”,比無人機多了“人”,而且無論是生產(chǎn)成本、運維成本,甚至連發(fā)出的噪音,都遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)直升機。
因此,eVTOL這個“香餑餑”成了如今這波低空經(jīng)濟浪潮的主角。
今年兩會,低空經(jīng)濟被首次寫入政府工作報告,成為“新質(zhì)生產(chǎn)力”的代表,隨后被至少26個省份納入政府工作議程。
3月底,工信部等多部門聯(lián)合印發(fā)《實施方案(2024—2030年)》。其中指出:到2027年,新型通用航空裝備將在城市空運、物流配送、應(yīng)急救援等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)應(yīng)用;到2030年,通用航空裝備將全面融入民眾生產(chǎn)、生活各領(lǐng)域,成為低空經(jīng)濟增長的強大推動力,并形成萬億級市場規(guī)模。
5月中旬,北京市發(fā)布《征求意見稿》(2024-2027年)。其中提到:將圍繞空中擺渡、城際通勤等打造應(yīng)用場景,開通3條以上面向周邊地區(qū)的低空航線,三年拉動北京經(jīng)濟增長超千億。
一邊是各家產(chǎn)品緊鑼密鼓地“上新”;一邊是政策利好持續(xù)釋放。隨著資源要素的不斷聚集,相關(guān)配套政策加速完善,管制逐漸放開,與eVTOL一同“起飛”的還有低空經(jīng)濟可觀的市場規(guī)模。
根據(jù)工信部賽迪顧問《中國低空經(jīng)濟發(fā)展研究報告(2024)》:2023年,中國低空經(jīng)濟規(guī)模達(dá)到5059.5億元,eVTOL產(chǎn)業(yè)規(guī)模接近10億元,民用無人機產(chǎn)業(yè)規(guī)模接近1200億元。預(yù)計到2026年,低空經(jīng)濟規(guī)模有望突破萬億元,達(dá)到10644.6億元。
根據(jù)中泰證券《低空經(jīng)濟專題報告:值得重視的新質(zhì)生產(chǎn)力代表——元年或至》:中國低空經(jīng)濟規(guī)模2023年超過5000億,同比+33.8%,預(yù)估2026年有望突破萬億元,達(dá)到10644.6億元。此外,IDEA研究院數(shù)據(jù)顯示到2025年對國民經(jīng)濟的綜合貢獻(xiàn)值將達(dá)3-5萬億元人民幣。
作為本輪低空經(jīng)濟浪潮的核心,eVTOL產(chǎn)業(yè)也將迎來第一輪商業(yè)化爆發(fā)周期,全球頭部eVTOL制造商Lilium公司預(yù)測,2035年中國eVTOL數(shù)量可達(dá)到10500架。
根據(jù)摩根士丹利《全球UAM行業(yè)可實現(xiàn)市場規(guī)模和區(qū)域市場規(guī)模(2020-2025)》:2030年,技術(shù)發(fā)展最為樂觀,監(jiān)管政策也能夠及時放開的情況下,中國eVTOL可實現(xiàn)市場收入達(dá)到1880億美元;技術(shù)成熟程度和政策配套均為中等水平時,可實現(xiàn)市場收入為260億美元;而最不樂觀的情況,可實現(xiàn)市場收入也會達(dá)到110億美元。
綜上,隨著政策與技術(shù)雙重拐點疊加,低空經(jīng)濟有望迎來產(chǎn)業(yè)爆發(fā)期。
02 毫米波雷達(dá)為低空飛行器“點睛”
想象一下,當(dāng)你坐在自由飛翔的eVTOL中,突然闖出一群鳥;當(dāng)你45度仰望天空時,突然撲面砸來一只“鋼鐵大鳥”.....
一個“合格”的eVTOL,安全性系數(shù)遠(yuǎn)高于汽車,比傳統(tǒng)直升機的安全性能要提升1000倍,至少達(dá)到民航客機的安全水平才行。
這意味著,兩類技術(shù)難題亟須進(jìn)一步破解——“高敏度的態(tài)勢感知與空中避障技術(shù)”和“高精度的低空智能駕駛技術(shù)”。簡單來說,就是讓eVTOL既要在風(fēng)雨、沙塵天氣中也能精準(zhǔn)感知“小鳥”等障礙物,又要根據(jù)時刻變化的立體地圖,在電光火石間做出準(zhǔn)確的避障反應(yīng)。
如何讓eVTOL長出“智慧的眼睛”?看看“飛行”家族是如何做的。
“大哥”民航飛機,主要通過TCAS(空中交通警戒與防撞系統(tǒng))和 EGPWS(地面迫近警告系統(tǒng))兩個系統(tǒng)相互配合實現(xiàn)避障。但這個方案不適用于eVTOL。除了需要飛行員,也無法滿足eVTOL在高樓大廈“重巒疊嶂”的低空空域,執(zhí)行避障動作所需的精度要求。
“小弟”無人機則“輕量化”了許多。除了陀螺儀、加速度計、氣壓計這些“基礎(chǔ)款”,光學(xué)相機也是其獲取數(shù)據(jù)的主要手段。近些年,昂貴的激光雷達(dá)也被裝在了無人機上。
去年10月,大疆發(fā)布的無人機禪思L2。功能確實強悍,但逼近10萬元的售價,讓人不由產(chǎn)生了億航EH216-S eVTOL賣239萬元還挺便宜的錯覺。
是否存在成本“香”,但性能更“香”的新型感知傳感器?
答案必然是激光雷達(dá)的“完美補位者”——毫米波雷達(dá)。
首先,在解決異常情況(Corner case)方面,毫米波雷達(dá)首屈一指。
毫米波能夠穿透霧、煙、灰塵,準(zhǔn)確識別目標(biāo)和障礙物,提供精確的空間定位信息,實現(xiàn)7*24小時工作。例如在植保工作中,我們希望無人機在農(nóng)作物上方某個固定高度飛行。但植保環(huán)境大多有灰塵、水霧,就像給超聲和激光等光學(xué)家族蒙上了“眼罩”。而基于毫米波雷達(dá)的高度計,表現(xiàn)則相當(dāng)穩(wěn)定,真正做到“仿地飛行”。
其次,毫米波雷達(dá)能夠同時精確地測距、測速。例如,無人機在軍事作戰(zhàn)中需要實時了解敵方動態(tài)和位置,毫米波雷達(dá)就經(jīng)常被用來提供高精度的目標(biāo)探測和跟蹤功能。
綜上,如何讓eVTOL、無人機等低空航空器長出“智慧的眼睛”?秉持“安全問題大于天”的原則,天生具備成本優(yōu)勢,且擅長解決異常情況的毫米波雷達(dá)幾乎已經(jīng)是必然選擇。
03 能縱橫天地的雷達(dá)長啥樣?
「木牛科技」基于獨創(chuàng)的雙頻雷達(dá)系統(tǒng),推出了Landing PRO雙頻高度計雷達(dá)。該雷達(dá)能夠高效解決陸域范圍的低空盲區(qū)、空域范圍的高空測距高度等檢測痛點。實現(xiàn)全方位實施感知和環(huán)境語義的理解,輔助陸空協(xié)同高效決策規(guī)劃,通過與底盤協(xié)同、多執(zhí)行器控制,完成循跡和對接任務(wù),來實現(xiàn)高端飛行器的自動駕駛功能。
同時,木牛低空毫米波雷達(dá)系列方案具有探測性能穩(wěn)定、作用距離較長、環(huán)境適應(yīng)性好等特點。與超聲波雷達(dá)相比,其體積小、重量輕、空間分辨率高;與紅外、激光等光學(xué)傳感器相比,其穿透霧、煙、灰塵能力強,具有全天候全天時的感知特點。
由于出色的性能表現(xiàn),此款產(chǎn)品已經(jīng)陸續(xù)讓「木牛科技」與全球200多家高端飛行器公司達(dá)成量產(chǎn)訂單或定點合作,近日還達(dá)成了與國內(nèi)飛行汽車頭部企業(yè)的定點合作,進(jìn)一步鞏固了木牛在低空經(jīng)濟雷達(dá)高度計行業(yè)的頭部位置。
實際上,「木??萍肌乖趧倓偝闪⒅畷r,就已經(jīng)向長空發(fā)起沖擊。
2015年,木牛團隊針對eVTOL的避障和定高,基于FPGA設(shè)計了飛控系統(tǒng),獲得過NASA(美國國家航空航天局)與FAA(美國聯(lián)邦航空局)舉辦的飛行器避障大賽冠軍,成為堪薩斯州高端飛行器集成試點項目中唯一的雷達(dá)傳感器合作伙伴。
在接下來的時間里,「木牛科技」為載貨&載人無人機和eVTOL提供核心傳感器。其中,木牛50米毫米波雷達(dá)高度計的海外出貨超過兩萬套,在海外航空雷達(dá)低空高度計細(xì)分賽道占有率高達(dá)60%。
木牛長期為美國的eVTOL公司Joby、無人機配送公司Matternet和飛行汽車Volocopter 等歐美一線航空器客戶提供高性能、高可靠性的產(chǎn)品,是全球唯一提供500米定高雷達(dá)的公司,獲得極佳的業(yè)內(nèi)口碑。硅谷最早期的水上飛行器公司Kittyhawk,拉里佩奇創(chuàng)建的飛行汽車公司Opener(開瓶器)都是木牛的忠實客戶。
憑借長達(dá)九年在全球低空領(lǐng)域的專注深耕,木牛低空毫米波雷達(dá)方案被廣泛應(yīng)用于無人機避障與定高、城市空中交通(UAM)、通信感知一體化、低空飛行監(jiān)管、低空物流配送、低空安防監(jiān)控、飛行物監(jiān)測等低空經(jīng)濟領(lǐng)域的多方面,成為低空經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐,助力合作伙伴構(gòu)建經(jīng)濟高效、智能先進(jìn)、安全可靠的低空經(jīng)濟市場。
04 結(jié)語
飛行汽車,到底有多遠(yuǎn)?可能比你想象中還要更近一點。
隨著一個個核心技術(shù)難題得以突破,例如態(tài)勢感知與避障技術(shù)、智能駕駛技術(shù)、低空航線網(wǎng)絡(luò)、電池技術(shù)等;一批批軟硬件配套設(shè)施建設(shè)被提上日程,例如起降點、運營示范區(qū)、飛行基地等;一項項國家和地方政策密集出臺,讓無人駕駛航空器的使用進(jìn)入“有法可依”時代......
一切就會像2021年,何小鵬在《遇見大咖》節(jié)目中作出的預(yù)言:“未來幾年內(nèi),中國的超低空或者低空領(lǐng)域都將開放給民用航空,有生之年一定能開上飛行汽車?!?/p>
根據(jù)規(guī)劃,預(yù)計在2025-2026年,國內(nèi)會有大批量的eVTOL企業(yè)能拿到適航證,并且配備有對應(yīng)的運行標(biāo)準(zhǔn)。到時候,你可能會像打車一樣“一鍵叫機”。
可以預(yù)見,在低空經(jīng)濟這個萬億賽道中,將會成就諸多中國企業(yè)的造富神話。能夠持續(xù)為eVTOL、無人機“點睛”的企業(yè)必將扶搖直上。
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