03. 頭部企業(yè)多致力于矢量推力構(gòu)型
相對(duì)充足的資金支持提高了企業(yè)的研發(fā)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量,下圖總結(jié)了以上企業(yè)的部分eVTOL產(chǎn)品。自2017年后, 新機(jī)型的產(chǎn)品被相繼推出,由下圖可見(jiàn),融資額前三的企業(yè)最新推出的產(chǎn)品皆為矢量推力構(gòu)型。矢量推力構(gòu)型作為設(shè)計(jì)較復(fù)雜,技術(shù)門(mén)檻較高的產(chǎn)品,使產(chǎn)品在巡航速度和巡航里程的表現(xiàn)中獲得較大的比較優(yōu)勢(shì)(參考下表數(shù)據(jù))。

eVTOL企業(yè)主要產(chǎn)品一覽
04.國(guó)內(nèi)龍頭企業(yè)
復(fù)合材料在無(wú)人機(jī)應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)
目前很多的無(wú)人機(jī)外殼一般采用的是工程塑料,這類(lèi)材料在抗沖擊強(qiáng)度和抗腐蝕性能方面有一定的缺點(diǎn),正逐漸被重量輕、比剛度大、強(qiáng)度高并可以一體制作各種外形結(jié)構(gòu)的碳纖維復(fù)合材料所替代,以此來(lái)提升無(wú)人機(jī)的承載能力并延長(zhǎng)續(xù)航能力。此外,碳纖維作為一種電化學(xué)活性較低的非金屬材料,在耐腐蝕和抗老化方面表現(xiàn)極為出色,可以有效延長(zhǎng)無(wú)人機(jī)的使用壽命。由此可見(jiàn),加快發(fā)展高性能、低成本的先進(jìn)復(fù)合材料及其制造工藝將成為無(wú)人機(jī)行業(yè)的重要發(fā)展趨勢(shì)。在無(wú)人機(jī)制造上采用先進(jìn)復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
無(wú)人機(jī)往往具有翼身一體化程度較高的飛翼整體氣動(dòng)外形,因此在結(jié)構(gòu)上需要采用大面積整體式機(jī)身成型技術(shù)。經(jīng)過(guò)仿真和模擬計(jì)算,碳纖維復(fù)合材料不僅可以大面積成型,還可以通過(guò)壓制、在高壓釜外固化等工藝整體成型,并可以引入汽車(chē)生產(chǎn)線生產(chǎn)工藝,可以提高效率,大大降低制造成本,非常適合無(wú)人機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)的大規(guī)模制造。
與傳統(tǒng)金屬材料相比,復(fù)合材料具有比強(qiáng)度和比剛度高、熱膨脹系數(shù)小、抗疲勞和抗振動(dòng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。以諾恩復(fù)合材料為某無(wú)人機(jī)廠商定制的碳纖維無(wú)人機(jī)零部件為例,根據(jù)廠商反饋,與傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)材料相比,采用碳纖維材料的無(wú)人機(jī)整體重量減輕約25%-30%。
與其他復(fù)合材料相比,在滿足無(wú)人機(jī)機(jī)體相同強(qiáng)度和剛度的前提下,碳纖維復(fù)合材料高比強(qiáng)度和高比剛度的特點(diǎn),可以大大降低無(wú)人機(jī)機(jī)體質(zhì)量和無(wú)人機(jī)載荷成本,對(duì)無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)輕量化、小型化和高性能化,保證無(wú)人機(jī)有更長(zhǎng)的飛行距離和時(shí)間具有重要意義。
復(fù)合材料的輕質(zhì)、高比強(qiáng)度和比模量是無(wú)人機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用的材料。主要是通過(guò)有機(jī)結(jié)合增強(qiáng)材料(碳纖維、玻璃纖維等)的良好力學(xué)性能。)和基礎(chǔ)材料(樹(shù)脂)的附著力。

碳纖維復(fù)合材料還具有優(yōu)異的耐腐蝕性和耐熱性,能夠承受自然界中水和各種介質(zhì)的腐蝕以及熱膨脹的影響,能夠滿足無(wú)人機(jī)在各種環(huán)境條件下長(zhǎng)儲(chǔ)存壽命的特殊要求,降低使用和維護(hù)的生命周期成本。
復(fù)合材料本身是可設(shè)計(jì)的,可以根據(jù)飛機(jī)的強(qiáng)度和剛度要求進(jìn)行優(yōu)化,而不改變結(jié)構(gòu)重量。在設(shè)計(jì)制造技術(shù)上,滿足了大部分翼身一體化結(jié)構(gòu)無(wú)人機(jī)大面積整體成型的要求。
碳纖維復(fù)合材料還可以植入芯片和合金導(dǎo)體中,形成一個(gè)高科技的結(jié)構(gòu)整體,可以在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間使用而不破壞植入設(shè)備的性能,并能可靠地執(zhí)行特殊任務(wù)。
CFRP輕質(zhì)高強(qiáng)耐用,其具有可減輕重量、提高耐用性、提高強(qiáng)度和降低熱收縮率的特點(diǎn)。與鋼相比,CFRP具有成本效益和彈性,與鋁相比重量輕,與鈦相比具有剛性(例如,CFRP的應(yīng)用提供了比鋁合金材料減輕至少30.0%的重量的優(yōu)勢(shì)),滿足世界各地的原始設(shè)備制造商對(duì)輕型且具有成本效益的無(wú)人系統(tǒng)組件的需求,這些因素正在推動(dòng) CFRP 領(lǐng)域的增長(zhǎng)。 由于復(fù)合材料顯著的優(yōu)勢(shì),對(duì)于無(wú)人機(jī)用復(fù)合材料布局已經(jīng)火熱。根據(jù) Emergen Research 的最新評(píng)估,由于對(duì)無(wú)人系統(tǒng)的投資增加,無(wú)人復(fù)合材料市場(chǎng)正在出現(xiàn)高需求,到 2027 年,全球無(wú)人復(fù)合材料市場(chǎng)預(yù)計(jì)價(jià)值 32.223 億美元。
“發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)”在2021年出臺(tái)的《國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》中被首次提出。而交通部、科技部在3月印發(fā)的《交通領(lǐng)域科技創(chuàng)新中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃綱要(2021-2035年)》中也明確提出“要部署飛行汽車(chē)研發(fā),突破飛行器與汽車(chē)融合、飛行與地面行駛自由切換等技術(shù)”。

飛行汽車(chē)的供應(yīng)鏈,既不是傳統(tǒng)航空工業(yè),也并非汽車(chē)工業(yè),必將需要從無(wú)到有建立一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)。既保持著傳統(tǒng)車(chē)企核心能力的優(yōu)勢(shì),又站在風(fēng)口,開(kāi)辟革命性創(chuàng)新,電動(dòng)能源、新型材料、自動(dòng)駕駛、低空出行、工業(yè)互聯(lián)等業(yè)務(wù),已然成為吉利轉(zhuǎn)型的重要助推器,也是吉利在重大變局中保持核心競(jìng)爭(zhēng)力、強(qiáng)勢(shì)破局的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
在可預(yù)期的未來(lái),隨著高性能的能源動(dòng)力系統(tǒng)、輕質(zhì)高效的結(jié)構(gòu)與材料、飛行汽車(chē)可靠安全飛行與行駛等共性關(guān)鍵技術(shù)與相關(guān)監(jiān)管法律法規(guī)的不斷發(fā)展完善,人類(lèi)的出行方式將會(huì)更加的豐富多彩。
此文由中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)搜集整理編譯,部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)資料。文章不用于商業(yè)目的,僅供行業(yè)人士交流,引用請(qǐng)注明出處。