电池的逻辑 4:关于都市飞车eVTOL的直言!
为电池飞机量身定做、新辟了一个吸引公众兴趣的特殊应用场景:电动都市飞车,甚至自动驾驶电动都市低空出租。其实在这个新场景中:电池也远不具备优势。都市飞车的挑战:电池的能量密度和超低空操作面对的微气象。航空器的动力总成,唯一的目标就是升力克服地心引力,决定一切其结构和能源相对于有效载荷的重量分配。
空中与陆上交通的区别,在于其直接克服地心引力:比起使用传统航油的,在同等实用载重下,目前都市飞车的结构重量所占比例翻番、新能源重量比燃油增加了10倍,巡航距离缩短到1/10。飞行动力所需的出力,巡航时比陆上车辆的增加3+倍;遇到微气象状态所需的超出力,比陆上车辆的最大出力增加了数倍。“能源重量”,如果说车载勉力可行,在空中确是无法胜任了。
实用:锂电池的能量密度现在只能在0.3-0.5KWH/kg范围之内,到代替航油或普通柴油的12和13KWH/kg还有20+倍的差距(乐观地说,或称其为还有很大的进步空间)。氢燃料电池是33KWH/kg,是更长线的目标。

现在为当前电池技术的制造业投入,还会被推翻重来若干次,电池市场会被颠覆若干次,大量的资金都注定被耗费掉,或得不到持续的回报。为了节能,却消耗更多的能量、材料、资源、人力,反增加了污染,尤其是为电动车制造动力总成的耗能,已经超过预测,不再是30,000公里传统汽车行驶能耗当量,被证明是30,000英里(近50000公里)。电池:不是造多少的问题,而是有多好的问题;电动都市飞车:不是多快就能试飞的问题,而是多慢才能进入商业应用的问题;是投资者砸钱制造业,还是等待科研取得成果的选择。看它需要多久、怎么缓缓地冲破低空经济暂时的阴云。
空-地局域飞行控制和管理在技术上也是空白,需要革命性的物联网化突破。其资本投入,与对飞行器的相比,远不成比例。北美都市财政多数紧缺甚至濒于破产,没法支撑空-地之间的公共设施改造和建设。希望只在鱼中国的财政、中国速度、集中力量办大事儿了。
资本市场看好:都市飞车的短期资本回报,得靠对冲基金利用股价波动来盈利。欧美的发明企业因交付和应用困难,达不到预报的性能指标,年复一年地推迟交付应用,债务财政压力山大(见2023对冲基金Kerrisdale Capital针对Joby投资的悲观报告https://aerospaceamerica.aiaa.org/hedge-fund-criticizes-joby-aviations-outlook-for-profitability-as-delusional/)。汽车工业资本雄厚,则可持续:不必担心规模化应用,主要是观摩新技术、品牌推动。那个小鹏6轮车载的空-地组合就太棒了。
推荐过渡方案:短期内,应该发展一个最具实用风格的都市飞车机型,对高效的同轴逆向旋翼和框架结构下功夫。回归经典的空气动力学、工程控制论和人机工程优化、采用系统工程的可持续设计方法学。在设计上得优先提高旋翼的载荷-升力比,不必追求未来派造型:

先实现油电混合动力的过渡、随电池技术的发展,向前兼容、逐步增加电动力的比例吧。
而轻型直升机,应该同时发展油电混合的动力总成。这样低空经济才能与通用航空衔接上。瑞士梦蓝科的今后十年发展规划,是一个创新国际联合企业的通航-低空相衔接的实用新能源飞行器技术路线。
摩根.斯坦利在2018年率先预报的市场趋势:5年后其更新的预报,市场体量缩水了6倍,高峰期推迟了10年。这是因为都市低空经济并没有历史数据或现行市场可参考,因而有相当的投机性和短期风险。仍然,这是一个天文数字的趋势市场。只要不断展现象征着“未来已到”的发明创新,股民和政府就会保持高调响应。
中国的计划经济在2024年定义了低空经济的新发展方向。美国新选总统特朗普称:在电动车竞争失败之后,他的执政要推动美国都市飞车的商业应用。北美市场前景或也受到政府的激励?小鹏应在北美本土早定位发展。
空客直升机中国公司的董事总经理 Colin James 最近建议:eVTOL不是短跑冲刺,更像是一场马拉松,因为eVTOL需要成熟的技术、规范,以及相应的市场需求。
梦蓝科(苏黎世)的旋翼飞行器,解答了以上所有的可行性质疑。投资人不必等待电池技术的成熟或升级(锂电池已经在原理上达到了能量密度的极限,不是客服地心引力的胜算)。我们的路线图包括性能循序渐进的重载电动无人机、轻型混合动力和纯电都市飞车、替代都市的飞车高端性能的混合动力轻型直升机、和直到双发3.5吨的高性能混合动力直升机。平行地,我们从人工智能互联网工程中心(苏黎世)开发和推广最新的物联网化超低空饱和通讯和空管系统。

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