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50 座以下的固定翼支線飛機(jī)的電氣化可能會(huì)刺激一個(gè)新的增長(zhǎng)時(shí)代，這可能有助于為先進(jìn)空中交通（AAM- advanced air mobility）飛機(jī)鋪平道路。隨著商業(yè)航空航天公司從新冠疫情的衰退中走出來(lái)，許多供應(yīng)商，包括各種復(fù)合材料制造者，已經(jīng)把他們的注意力轉(zhuǎn)向了電動(dòng)垂直起降（EVTOLelectric vertical takeoff and landing）飛機(jī)，其目的是點(diǎn)燃先進(jìn)空中交通（AAMadvanced air mobility）市場(chǎng)，有時(shí)也被稱為城市空中交通（UAM- urban air mobility）。
出于一些人估計(jì)可能超過(guò) 1 萬(wàn)億美元的長(zhǎng)期需求，自 2011 年以來(lái)，投資者和企業(yè)已經(jīng)向 AAM 生態(tài)系統(tǒng)注入了 70 多億美元。這些資金有助于加快 eVTOL 認(rèn)證和認(rèn)證進(jìn)程，因此有理由繼續(xù)關(guān)注供應(yīng)商。但 AAM 終狀態(tài)的全面實(shí)現(xiàn)取決于一系列技術(shù)、監(jiān)管和文化因素，所有這些因素都已到位。這包括城市運(yùn)營(yíng)所需的特別困難的方面，如高密度空中交通管理和規(guī)模化的垂直運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施。一些依賴于從垂直飛行到水平飛行的挑戰(zhàn)性過(guò)渡的eVTOL 設(shè)計(jì)也可能面臨不可預(yù)見(jiàn)的市場(chǎng)進(jìn)入壁壘。
隨著時(shí)間的推移，該行業(yè)無(wú)疑處于應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的有利位置。但在這樣的背景下，供應(yīng)商應(yīng)該將重點(diǎn)擴(kuò)展到新的區(qū)域航空機(jī)會(huì)——包括客運(yùn)和貨運(yùn)——這些機(jī)會(huì)由有意義的 AAM 使能技術(shù)（如電力推進(jìn)）推動(dòng)，但不受可能延遲 AAM 充分潛力的困難因素的限制。區(qū)域航空旅行區(qū)域航空旅行非常適合受益于 AAM 所需的許多組成部分。它在連接偏遠(yuǎn)市場(chǎng)與乘客和貨物以及擴(kuò)大干線航空公司客流方面發(fā)揮著關(guān)鍵的社會(huì)經(jīng)濟(jì)作用。然而，燃油價(jià)格的上漲使得區(qū)域運(yùn)營(yíng)對(duì)于容量有限的小型飛機(jī)來(lái)說(shuō)越來(lái)越無(wú)利可圖，迫使航空公司轉(zhuǎn)向大型飛機(jī)，或者干脆取消服務(wù)。例如，2005 至 2018 的 2 年間， 50 座以下的商用飛機(jī)在北美飛行的獨(dú)特航線數(shù)量下降了 40%。
美聯(lián)航席執(zhí)行官斯科特·科比（ Scott Kirby ）在 2021 年 7 月表示，“我們正在努力解決如何為小城市服務(wù)的問(wèn)題；我們感到有義務(wù)保持社區(qū)之間的聯(lián)系，但經(jīng)濟(jì)上終是行不通的……由于 50 個(gè)座位的經(jīng)濟(jì)正在發(fā)生如此根本的變化，這讓人懷疑答案是什么。我們還沒(méi)找到答案”此外，就像航空公司質(zhì)疑其區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的可行性一樣，它們也在重新評(píng)估其環(huán)境足跡。2021 年 10 月，航空業(yè)承諾到 2050 年現(xiàn)凈零排放。實(shí)際的實(shí)施工作將有所不同，但到目前為止，包括阿拉斯加航空公司、易捷航空公司和新西蘭航空公司在內(nèi)的 20 家運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)邁出了步，在 2030 年后將其短程機(jī)隊(duì)的 30 %投入到下一代飛機(jī)。其他航空公司，如美國(guó)聯(lián)合航空公司和貨運(yùn)航空公司 DHL ，已經(jīng)向地區(qū)電子航空公司下了訂單。到 2035年，將有 5000 架支線飛機(jī)退役，有很多積極的需求信號(hào)。為了充分實(shí)現(xiàn)電力推進(jìn)的好處，低重量、高性能的復(fù)合材料至關(guān)重要。
例如， Newcomer Evion（以色列， 卡迪馬- Qadima, Israel）及其全電動(dòng)九座愛(ài)麗絲通勤飛機(jī)（Alice Converter aircraft）將于 2022 年第 1 季度航，其結(jié)構(gòu)采用 95%的復(fù)合材料。其他人預(yù)計(jì)將遵循這一設(shè)計(jì)路徑，以幫助抵消電池系統(tǒng)的重量，并提高空氣動(dòng)力學(xué)效率。在這種前景看好的情況下，大型和小型支線飛機(jī)的獨(dú)特發(fā)展路徑將值得仔細(xì)審查。
大型支線飛機(jī)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)（70 多個(gè)座位）
燃油成本對(duì)大型支線飛機(jī)的商業(yè)理由提出了越來(lái)越大的挑戰(zhàn)；結(jié)果是，原有五種型號(hào)的支線飛機(jī)現(xiàn)由兩家制造商生產(chǎn)，而 20 年前八家支線飛機(jī)制造商生產(chǎn)了 13 種型號(hào)。面對(duì)銷售逆風(fēng)，巴西航空工業(yè)公司（巴西圣保羅） , 剩下的兩個(gè)在任者之一，正在考慮推出一種現(xiàn)代渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行成本比現(xiàn)有機(jī)型低 20%。一旦氫推進(jìn)技術(shù)成熟，它終也可能提供無(wú)排放運(yùn)行。
其他在職者，如 ATR（巴黎，法國(guó)），德哈維蘭（哈特菲爾德，英國(guó)）和 MHRIJ（前龐巴迪 CRJ， BiBiRand，加拿大）也開始探索新的選擇，雖然在任何一種方法上都不太確信，因?yàn)樗麄冄芯颗欧藕统杀緳?quán)衡。正在考慮的是混合動(dòng)力電池、氫燃料電池、直接氫燃燒，甚至是雙燃料煤油/氫燃燒。
小型支線飛機(jī)動(dòng)態(tài)（<50 座）
如果新的推進(jìn)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)其承諾的性能改進(jìn)， 50 座以下的飛機(jī)將有一個(gè)令人興奮的新需求機(jī)會(huì)。2016 年美國(guó)宇航局的一項(xiàng)研究得出結(jié)論，隨著運(yùn)營(yíng)成本的下降， 48 個(gè)座位成為區(qū)域運(yùn)營(yíng)的理想容量——不僅通過(guò)優(yōu)化盈利能力，還通過(guò)開放更多的目的地對(duì)和出行頻率。
除了這一經(jīng)濟(jì)機(jī)遇，小型飛機(jī)也提供了戰(zhàn)略利益，作為一種在向高端應(yīng)用擴(kuò)展之前培育新技術(shù)的方式。到目前為止，推進(jìn)改造方法很常見(jiàn)——包括氫氣（例如，通用氫氣（美國(guó)加利福尼亞州洛杉磯）、 ZeroAvia（美國(guó)加利福尼亞州霍利斯特）和電力（萊特電氣（洛杉磯）），而其他計(jì)劃尚未完全正式化。例如，德哈維蘭正在考慮混合動(dòng)力和氫氣系統(tǒng)，而德國(guó)飛機(jī)公司（Oberpfaffenhofen，德國(guó)）正在評(píng)估可持續(xù)航空燃料（SAF- sustainable aviation fuel）和氫氣。擁有不到 20 個(gè)座位的飛機(jī)，現(xiàn)在越來(lái)越多地被稱為“區(qū)域空中交通-(regional air mobility)”或“次區(qū)域（sub-regional）”景觀，也正在獲得發(fā)展勢(shì)頭。
2016 年美國(guó)宇航局的同一項(xiàng)研究得出結(jié)論，如果飛機(jī)運(yùn)營(yíng)成本降低超過(guò) 40%，那么 20 座以下的飛機(jī)可以對(duì)更多的目的地提供。許多先動(dòng)概念基于傳統(tǒng)飛機(jī)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)更容易的認(rèn)證（例如， Evion，Heart Aerospace（瑞典哥德堡））。其他更新穎的概念包括短距起降（STOLshort takeoff and landing）飛機(jī)（例如 Airflow（美國(guó)加利福尼亞州舊金山）、Electra（美國(guó)弗吉尼亞州福爾斯徹奇）甚至“seagliders”（ Regent（美國(guó)馬薩諸塞州波士頓））。eVTOL 公司開始看到規(guī)模化城市運(yùn)營(yíng)的挑戰(zhàn)，也在探索區(qū)域客運(yùn)和貨運(yùn)任務(wù)。
作為這些初創(chuàng)公司的雄心的驗(yàn)證，現(xiàn)任 OEM 正在調(diào)查新概念，包括EnabaER， Tecnam（卡索里亞，意大利），塞斯納- Cessna（威奇塔， 堪薩斯，美國(guó)）和 Britten Norman（本布里奇，英國(guó)）。所有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的飛機(jī)仍有很多工作要做，以證明這些紙質(zhì)圖紙將滿足該領(lǐng)域的成本和性能目標(biāo)，但活動(dòng)的激增是一個(gè)有希望的跡象。
關(guān)鍵銷售
盡管仍存在許多技術(shù)障礙，但在新型復(fù)合材料設(shè)計(jì)和制造的支持下，新推進(jìn)技術(shù)的成功實(shí)施有可能振興區(qū)域航線網(wǎng)絡(luò)，并為供應(yīng)商提供長(zhǎng)期的高端市場(chǎng)機(jī)會(huì)。
盡管前景光明，但日益惡化的航空工業(yè)勞動(dòng)力短缺將是企業(yè)家面臨的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。除了必要的推進(jìn)和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)創(chuàng)新之外，能夠自動(dòng)化更多任務(wù)并安全改進(jìn)單飛行員（或遠(yuǎn)程飛行員）商業(yè)操作的新飛行駕駛技術(shù)可能對(duì)區(qū)域航空以及 AAM 變得越來(lái)越重要。
當(dāng)飛機(jī)原始設(shè)備制造商試圖在這些經(jīng)濟(jì)、運(yùn)營(yíng)和環(huán)境問(wèn)題之間穿針引線時(shí)，供應(yīng)商必須開始評(píng)估他們?nèi)绾卧跐撛诘膹?fù)合材料和制造能力上下明智的賭注，這些材料和制造能力將在未來(lái)十年內(nèi)不可避免地出現(xiàn)各種各樣的獲獎(jiǎng)飛機(jī)結(jié)構(gòu)上贏得一席之地。
注：根據(jù) 2022.3.16《Regional air mobility: A meaningful first step in the electric aviation revolution》 一文編譯。
附：劉鶴: 經(jīng)濟(jì)的真正動(dòng)力階層在于企業(yè)家，他們把新的思想、新的技術(shù)，通過(guò)新的組織形式和新的制度投入市場(chǎng)，并且不斷地開拓市場(chǎng)，這樣使得經(jīng)濟(jì)得以發(fā)展
楊超凡 2022.3.17
楊超凡簡(jiǎn)介：飛機(jī)制造高級(jí)專家，近年專攻民機(jī)復(fù)合材料。原航空工業(yè)部批研究員級(jí)高級(jí)工程師，享受國(guó)務(wù)院特殊津貼。