派克漢尼汾 | 改變伴隨機(jī)遇：展望先進(jìn)空中交通市場(chǎng)（AAM）的發(fā)展
2022-02-24 16:42:16
過去幾十年，"飛行汽車"一直是未來主義者的夢(mèng)想 — 它比直升機(jī)更容易操控，同時(shí)行動(dòng)靈活，方便人們搭乘。如今，“飛行汽車”已成為行業(yè)研究熱點(diǎn)。圍繞這個(gè)概念，各類航空技術(shù)正在快速發(fā)展，人類有望最快在2023年研發(fā)出小型電動(dòng)客機(jī)。
"UAM客運(yùn)市場(chǎng)年收入近900億美元，總運(yùn)營商業(yè)載客無人機(jī)約16萬架。"據(jù)摩根斯坦利預(yù)測(cè)，到2040年，UAM市場(chǎng)規(guī)?？赡苓_(dá)到1.5萬億美元。
即便采用最保守的預(yù)測(cè)，AAM市場(chǎng)也呈現(xiàn)出巨大潛力，而業(yè)內(nèi)數(shù)百種正在研究的飛行器就是強(qiáng)力佐證。
隨著技術(shù)日漸發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)到位，監(jiān)管及取證要求逐步確立，不同類型的AAM飛行器會(huì)逐步進(jìn)入市場(chǎng)：
混合動(dòng)力AAM飛行器采用機(jī)載發(fā)電設(shè)備（例如氫燃料電池或小型燃?xì)廨啓C(jī)）產(chǎn)生電力，供推進(jìn)系統(tǒng)和飛控系統(tǒng)、環(huán)控系統(tǒng)、電剎車和其他附件使用。區(qū)別于小區(qū)域內(nèi)短途空中交通，混動(dòng)飛行器更適合短途城際航線，可采用傳統(tǒng)固定翼飛機(jī)的起落模式或垂直起降模式?；靹?dòng)飛行器或能為節(jié)能減排做出巨大貢獻(xiàn)，是航運(yùn)市場(chǎng)從傳統(tǒng)動(dòng)力飛機(jī)向全電飛機(jī)發(fā)展的重要過渡。
全電AAM飛行器主要由可充式電池組提供動(dòng)力，可能采用電動(dòng)垂直升降（eVTOL）模式和分布式電力推進(jìn)系統(tǒng)架構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)下，推進(jìn)電機(jī)和螺旋槳分布在飛行器四周，為飛行器提供升力、前進(jìn)動(dòng)力和飛行操控。
多電飛機(jī)的生產(chǎn)歷史已經(jīng)超過十年，在多電架構(gòu)中，推進(jìn)系統(tǒng)以外的部分由電力驅(qū)動(dòng)。市場(chǎng)對(duì)飛機(jī)減重，節(jié)能減排、低生命周期成本，高可維護(hù)性和高可靠性的渴望，推動(dòng)著多電飛機(jī)的發(fā)展。電馬達(dá)、馬達(dá)控制器、逆變器、機(jī)電作動(dòng)器（EMA）和熱管理設(shè)備等領(lǐng)域所取得的技術(shù)進(jìn)步，也為多電飛機(jī)各類系統(tǒng)的開發(fā)奠定良好基礎(chǔ)。
多電飛機(jī)、全電飛機(jī)技術(shù)
派克宇航集團(tuán)AAM系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)為多電飛機(jī)提供大量專業(yè)產(chǎn)品和系統(tǒng)技術(shù)。
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駕駛艙控制
派克駕駛艙控制裝置在飛行員和電傳飛控系統(tǒng)之間架設(shè)了功能性的人體工程界面，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，可無縫集成到采用側(cè)桿或中央操縱桿等多種布局的駕駛艙設(shè)計(jì)中。
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機(jī)電作動(dòng)器（EMA）
機(jī)電作動(dòng)器可用于主飛控操控、次飛控操控（襟翼/高升/電子同步）、安定面配平作動(dòng)等。派克還研發(fā)了防卡阻的機(jī)電作動(dòng)器。
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電馬達(dá)和電動(dòng)控制器
派克生產(chǎn)各類以馬達(dá)和控制器為核心技術(shù)的多電和全電飛機(jī)產(chǎn)品。為了降低成本，減少開發(fā)時(shí)間，同時(shí)迎合市場(chǎng)對(duì)大功率電馬達(dá)和電控制器/變頻器的需求，派克也在持續(xù)開發(fā)符合市場(chǎng)期望的系列產(chǎn)品。
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電剎車產(chǎn)品
憑借在傳統(tǒng)液剎車系統(tǒng)積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，派克正在為新一代混動(dòng)及全電飛機(jī)研發(fā)先進(jìn)的電剎車系統(tǒng)。
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集成電力管理系統(tǒng)
AAM市場(chǎng)需要高電壓的固態(tài)電力分配系統(tǒng)。
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高壓電力架構(gòu)
AAM飛機(jī)制造商需要500伏、700伏甚至1000伏及以上的電力架構(gòu)，高壓系統(tǒng)能幫助電子設(shè)備OEM生產(chǎn)更小、更輕、更適合AAM飛機(jī)的電子部件。
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先進(jìn)的熱管理解決方案
派克熱管理組件集成冷卻泵（ePumps）、儲(chǔ)液器、熱交換器、閥門、傳輸設(shè)備等產(chǎn)品，為電馬達(dá)和電池組系統(tǒng)提供散熱管理。
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減振和運(yùn)動(dòng)控制
該技術(shù)為推進(jìn)系統(tǒng)和機(jī)身設(shè)備提供安全、可靠連接，同時(shí)降低振動(dòng)、沖擊和聲音干擾，幫助設(shè)備延長(zhǎng)壽命，降低噪音。
圖片
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局部液壓動(dòng)力源（液壓包）
在條件受限、難以安裝電源系統(tǒng)的地方，液壓動(dòng)力包就能大顯身手。舉個(gè)例子，液壓包可為大型飛機(jī)的飛控系統(tǒng)中提供強(qiáng)大動(dòng)力，同時(shí)滿足緊湊和減重需求。
當(dāng)概念照進(jìn)現(xiàn)實(shí)：AAM的取證挑戰(zhàn)
作為新興市場(chǎng)，AAM的變化日新月異，有關(guān)飛行器、基礎(chǔ)設(shè)施和相關(guān)技術(shù)的新思路不斷涌現(xiàn)。興奮之余，AAM飛行器仍須面臨取證挑戰(zhàn)，制造商要證明飛行器有能力達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目的，其系統(tǒng)和部件均符合設(shè)計(jì)要求。目前，F(xiàn)AA和EASA等監(jiān)管機(jī)構(gòu)正在制定AAM飛行器的適航取證規(guī)范。
主機(jī)廠選擇經(jīng)驗(yàn)豐富、能力卓越的工程合作伙伴，不僅能共同設(shè)計(jì)出符合要求的新飛機(jī)，還能滿足適航取證的要求 —— 在航空業(yè)，選對(duì)合作方是項(xiàng)目成功的重要保障之一。
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幾十年來，派克宇航為商用和軍用飛機(jī)市場(chǎng)生產(chǎn)了成千上萬、已經(jīng)取證的部件和系統(tǒng)。按照適航取證流程的需要，派克所有部件的構(gòu)思和工程設(shè)計(jì)均加入了冗余度、安全性和可靠性的考慮。派克宇航擁有豐富的取證經(jīng)驗(yàn)，也具備強(qiáng)大的仿真能力和先進(jìn)的測(cè)試設(shè)備，在多年的實(shí)際工作中深入理解全球各大監(jiān)管機(jī)構(gòu)的各類取證要求。
圖片來自網(wǎng)絡(luò)
在城市、郊區(qū)和城郊之間的低空空域，先進(jìn)空中交通市場(chǎng)（AAM）使用多電或全電飛機(jī)運(yùn)送乘客和貨物。隨著越來越多的傳統(tǒng)飛機(jī)制造商、創(chuàng)業(yè)公司和OEM系統(tǒng)供應(yīng)商開始關(guān)注AAM，該市場(chǎng)注定充滿競(jìng)爭(zhēng)。
圖片來自網(wǎng)絡(luò)
AAM的可能性
2020年，羅蘭貝格研究公司一項(xiàng)關(guān)于城市空中交通（AAM的子市場(chǎng)，簡(jiǎn)稱UAM）的研究表明，"UAM客運(yùn)市場(chǎng)年收入近900億美元，總運(yùn)營商業(yè)載客無人機(jī)約16萬架。"據(jù)摩根斯坦利預(yù)測(cè)，到2040年，UAM市場(chǎng)規(guī)?？赡苓_(dá)到1.5萬億美元。
即便采用最保守的預(yù)測(cè)，AAM市場(chǎng)也呈現(xiàn)出巨大潛力，而業(yè)內(nèi)數(shù)百種正在研究的飛行器就是強(qiáng)力佐證。
圖片來自網(wǎng)絡(luò)
AAM初現(xiàn)端倪
2021年初，small公司（Six Miles Across London Limited）下屬的Urban Air Port公司與現(xiàn)代汽車、考文垂市議會(huì)及英國政府合作，在英國考文垂推出全球首臺(tái)電動(dòng)飛機(jī)— Air One。
Air One 圖片來自網(wǎng)絡(luò)
隨著技術(shù)日漸發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)到位，監(jiān)管及取證要求逐步確立，不同類型的AAM飛行器會(huì)逐步進(jìn)入市場(chǎng)：
混合動(dòng)力AAM飛行器采用機(jī)載發(fā)電設(shè)備（例如氫燃料電池或小型燃?xì)廨啓C(jī)）產(chǎn)生電力，供推進(jìn)系統(tǒng)和飛控系統(tǒng)、環(huán)控系統(tǒng)、電剎車和其他附件使用。區(qū)別于小區(qū)域內(nèi)短途空中交通，混動(dòng)飛行器更適合短途城際航線，可采用傳統(tǒng)固定翼飛機(jī)的起落模式或垂直起降模式?；靹?dòng)飛行器或能為節(jié)能減排做出巨大貢獻(xiàn)，是航運(yùn)市場(chǎng)從傳統(tǒng)動(dòng)力飛機(jī)向全電飛機(jī)發(fā)展的重要過渡。
全電AAM飛行器主要由可充式電池組提供動(dòng)力，可能采用電動(dòng)垂直升降（eVTOL）模式和分布式電力推進(jìn)系統(tǒng)架構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)下，推進(jìn)電機(jī)和螺旋槳分布在飛行器四周，為飛行器提供升力、前進(jìn)動(dòng)力和飛行操控。
電飛機(jī)（MEA）：通向全電飛機(jī)的橋梁
多電飛機(jī)的生產(chǎn)歷史已經(jīng)超過十年，在多電架構(gòu)中，推進(jìn)系統(tǒng)以外的部分由電力驅(qū)動(dòng)。市場(chǎng)對(duì)飛機(jī)減重，節(jié)能減排、低生命周期成本，高可維護(hù)性和高可靠性的渴望，推動(dòng)著多電飛機(jī)的發(fā)展。電馬達(dá)、馬達(dá)控制器、逆變器、機(jī)電作動(dòng)器（EMA）和熱管理設(shè)備等領(lǐng)域所取得的技術(shù)進(jìn)步，也為多電飛機(jī)各類系統(tǒng)的開發(fā)奠定良好基礎(chǔ)。
多電飛機(jī)、全電飛機(jī)技術(shù)
派克宇航集團(tuán)AAM系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)為多電飛機(jī)提供大量專業(yè)產(chǎn)品和系統(tǒng)技術(shù)。
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駕駛艙控制
派克駕駛艙控制裝置在飛行員和電傳飛控系統(tǒng)之間架設(shè)了功能性的人體工程界面，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，可無縫集成到采用側(cè)桿或中央操縱桿等多種布局的駕駛艙設(shè)計(jì)中。
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機(jī)電作動(dòng)器（EMA）
機(jī)電作動(dòng)器可用于主飛控操控、次飛控操控（襟翼/高升/電子同步）、安定面配平作動(dòng)等。派克還研發(fā)了防卡阻的機(jī)電作動(dòng)器。
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電馬達(dá)和電動(dòng)控制器
派克生產(chǎn)各類以馬達(dá)和控制器為核心技術(shù)的多電和全電飛機(jī)產(chǎn)品。為了降低成本，減少開發(fā)時(shí)間，同時(shí)迎合市場(chǎng)對(duì)大功率電馬達(dá)和電控制器/變頻器的需求，派克也在持續(xù)開發(fā)符合市場(chǎng)期望的系列產(chǎn)品。
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電剎車產(chǎn)品
憑借在傳統(tǒng)液剎車系統(tǒng)積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，派克正在為新一代混動(dòng)及全電飛機(jī)研發(fā)先進(jìn)的電剎車系統(tǒng)。
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集成電力管理系統(tǒng)
AAM市場(chǎng)需要高電壓的固態(tài)電力分配系統(tǒng)。
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高壓電力架構(gòu)
AAM飛機(jī)制造商需要500伏、700伏甚至1000伏及以上的電力架構(gòu)，高壓系統(tǒng)能幫助電子設(shè)備OEM生產(chǎn)更小、更輕、更適合AAM飛機(jī)的電子部件。
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先進(jìn)的熱管理解決方案
派克熱管理組件集成冷卻泵（ePumps）、儲(chǔ)液器、熱交換器、閥門、傳輸設(shè)備等產(chǎn)品，為電馬達(dá)和電池組系統(tǒng)提供散熱管理。
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減振和運(yùn)動(dòng)控制
該技術(shù)為推進(jìn)系統(tǒng)和機(jī)身設(shè)備提供安全、可靠連接，同時(shí)降低振動(dòng)、沖擊和聲音干擾，幫助設(shè)備延長(zhǎng)壽命，降低噪音。
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局部液壓動(dòng)力源（液壓包）
在條件受限、難以安裝電源系統(tǒng)的地方，液壓動(dòng)力包就能大顯身手。舉個(gè)例子，液壓包可為大型飛機(jī)的飛控系統(tǒng)中提供強(qiáng)大動(dòng)力，同時(shí)滿足緊湊和減重需求。
當(dāng)概念照進(jìn)現(xiàn)實(shí)：AAM的取證挑戰(zhàn)
作為新興市場(chǎng)，AAM的變化日新月異，有關(guān)飛行器、基礎(chǔ)設(shè)施和相關(guān)技術(shù)的新思路不斷涌現(xiàn)。興奮之余，AAM飛行器仍須面臨取證挑戰(zhàn)，制造商要證明飛行器有能力達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目的，其系統(tǒng)和部件均符合設(shè)計(jì)要求。目前，F(xiàn)AA和EASA等監(jiān)管機(jī)構(gòu)正在制定AAM飛行器的適航取證規(guī)范。
主機(jī)廠選擇經(jīng)驗(yàn)豐富、能力卓越的工程合作伙伴，不僅能共同設(shè)計(jì)出符合要求的新飛機(jī)，還能滿足適航取證的要求 —— 在航空業(yè)，選對(duì)合作方是項(xiàng)目成功的重要保障之一。
1
幾十年來，派克宇航為商用和軍用飛機(jī)市場(chǎng)生產(chǎn)了成千上萬、已經(jīng)取證的部件和系統(tǒng)。按照適航取證流程的需要，派克所有部件的構(gòu)思和工程設(shè)計(jì)均加入了冗余度、安全性和可靠性的考慮。派克宇航擁有豐富的取證經(jīng)驗(yàn)，也具備強(qiáng)大的仿真能力和先進(jìn)的測(cè)試設(shè)備，在多年的實(shí)際工作中深入理解全球各大監(jiān)管機(jī)構(gòu)的各類取證要求。
