如何看待eVTOL时间效率优势?

最佳答案 匿名用户编辑于2024/05/11 15:23

eVTOL 时间效率优势显著,有望缓解大城市极端通勤。

1.eVTOL 具有快速进入巡航状态的性能

eVTOL 的一个标准任务段包含垂直爬升、悬停、爬升、巡航、进近、悬停和 垂直降落等阶段。

2023 年 3 月 2 日,峰飞航空宣布其 eVTOL 飞行器-盛世龙 4 号机在单次充电 状态下顺利完成 250.3 公里飞行,刷新了全球 2 吨级 eVTOL 飞行器航程纪录。此 次飞行测试于 2 月 23 日在峰飞济宁测试基地完成,通过视频和第三方设备进行 了真实完整的飞行过程记录。长距离飞行视频展示了垂直起飞、正向转换、固定 翼巡航、反向转换及垂直降落的完整飞行阶段,单次飞行航程 250 公里。 我们梳理概述峰飞航空 eVTOL 飞行器-盛世龙 4 号机 250 公里飞行过程如下: 1)起飞阶段:垂向速度从 0 加速到 6.4m/s 之后稳定向上攀升,海拔高度从 起点的 47 米升高到约 107 米,之后降低垂向速度并继续攀升至海拔 125 米,总 攀升高度 78 米,耗时 28 秒。随后,飞行器开始调整偏航角,从 110°调整至约 229°,耗时 12 秒。起飞阶段总耗时仅 40 秒,航程 0.08 公里。 2)正向转换:对地速度持续提升,由约 0m/s 加速至约 44m/s(约合 158km/h), 完成正向转换后升力螺旋桨关闭,由固定翼提供升力,耗时仅 20 秒。累计航程 0.5 公里。 3)巡航阶段:飞机进入巡航阶段,飞行速度约 44m/s(约合 158km/h),累 计飞行约 1 小时 35 分钟。累计航程 249.4 公里。 4)逆向转换:降速,启动升力螺旋桨,用时 46 秒。累计航程 250.2 公里。 5)着陆阶段:飞行器海拔高度由约 127 米降低至约 45 米,完成着陆过程, 耗时 50 秒。

从峰飞航空盛世龙 4 号机的飞行过程可以看到,eVTOL 飞行器具有快速起降、 快速进行状态转换的性能,试飞过程中,飞行器起降及正向/逆向转换合计用时 约 2 分钟 30 秒。同时,飞行器具有快速巡航性能,满电航程 250 公里飞行过程 中,巡航速度约 158km/h。

2.城市交通中,eVTOL 更快的巡航速度带来时间效率优势

目前,大部分 eVTOL 设计巡航速度在 200 公里/小时左右,速度远快于地面 交通约 40 公里/小时的运行速度。结合 eVTOL 飞行器具有快速起降、快速完成飞 行状态转换的能力,将有效提升城市交通效率。我们假设 eVTOL 商运巡航速度 200 公里/小时,地面交通运行速度 40 公里/小时,在不考虑城市通勤中航线距 离短于地面路线距离,飞行器起降/转换耗时以及交通等候时间等因素,简化对 比 eVTOL 飞行器和地面交通的运行效率。对比中,考虑到 eVTOL 飞行器交通的 “第一公里”和“最后一公里”依靠地面交通网络来完成。 以地面(航线)距离 42 公里为例,eVTOL 巡航飞行时间仅需 12 分钟,地面 交通若速度为 40 公里/小时,需要 63 分钟,eVTOL 相对地面交通节省 65%的通勤 时间(41 分钟)。若考虑到飞行航线可以贴近起降点最短距离,而地面交通路线 不可避免受地面建筑物等影响,eVTOL 相对地面交通的时间效率更为显著。

沃兰特与南航通航共同发布的《客运 eVTOL 应用与市场》中,给出了 eVTOL 典型运营场景示例,即“上海临港-虹桥交通枢纽”航线。航线起降两点地面距 离 86 公里,空中直线距离 66 公里,考虑航线设计约束,保守估计航线距离 75 公里。测算 eVTOL 飞行时间约 20 分钟,出租车/专车需要 90-120 分钟,而地铁 则需要 150 分钟。eVTOL 时间效率优势非常突出,相当于出租车的 4.7 倍,地铁 的 7.1 倍。

3.城际交通中,eVTOL 贴近直线的航线优势显著

在城际交通中,eVTOL 同样具有广阔的市场前景,主要体现在其贴近直线的 航线优势。在城际交通中,高铁运行速度约 300 公里/小时,eVTOL 的时间效率主 要体现在其贴近直线的航线优势。2022 年,新华社报道我国已有京沪高铁、京津 高铁、京张高铁、成渝高铁、京广高铁京武段率先建成安全标准示范线,并成功 实现常态化按时速 350 公里高标运营。 峰飞航空 eVTOL 盛世龙在深圳-珠海跨城跨湾航线的演示飞行充分体现了飞 行器航线贴近直线带来的时间效率优势。2024 年 2 月 27 日,峰飞航空 eVTOL 盛 世龙执飞“eVTOL 跨城跨湾航线首次演示飞行”,模拟从深圳蛇口邮轮母港前往珠 海九洲港码头的出行场景。模拟飞行中,盛世龙从深圳蛇口邮轮母港起降平台垂 直起飞,上升到 100 米高度,飞行模式转换为固定翼飞行,按照既定航线向珠海 方向高速飞行,到达珠海九洲港后平稳着陆,用时约 20 分钟。

模拟飞行航线单程用时约 20 分钟,与之相比,地面交通需要 2.5 至 3 小时。 深圳到珠海直线距离约 58 公里,地面交通行驶里程较长,用时超 2 小时。目前, 深圳北-珠海 G6336 高铁车次行驶里程 218 公里,用时 1 小时 56 分钟;出租车/ 专车从深圳-珠海行驶里程约 150 公里,用时超 2 小时。eVTOL 基于其航线可以 贴近两地直线距离飞行,用时仅 20 分钟,时间效率优势显著。同时,由于 eVTOL 单机运载能力 5 人左右,远小于高铁、地铁、公交等公共交通单趟运载能力,eVTOL 航线及起降时间点安排灵活度更大,可以更好满足出行时间、地点多样化 需求。

4. 极端通勤亟需改善,eVTOL 前景广阔

2023 年 8 月,中国城市规划设计研究院发布了《2023 年度中国主要城市通 勤监测报告》。《通勤监测报告》显示,2022 年,单程 5 公里以内的“幸福通勤” 人口比重 50%,连续 3 年持续降低。 我国有超过 1400 万人承受极端通勤。2022 年,中国主要城市 60 分钟以上 极端通勤人口比重 12%,同比持平,超过 1400 万人承受极端通勤。其中,超大城 市极端通勤人口比重达到 17%,特大城市 11%。北京 60 分钟以上通勤人口比重 28%,同比降低 2 个百分点;武汉、济南、南宁、厦门、合肥、乌鲁木齐、温州等 7 个城市 60 分钟以上极端通勤人口比重同比增加 1 个百分点,其中,合肥、南 宁、乌鲁木齐极端通勤人口比重连续 3 年增加。 从单程通勤时耗看,45 个中国主要城市单程平均通勤时耗 36 分钟,其中, 超大城市平均 40 分钟,特大城市平均 36 分钟。

在 UAM 场景中,eVTOL 具有非常显著的时间效率优势,可将地面 60 分钟的 通勤时间降低至 20 分钟左右。此外,eVTOL 单机运载力小,可以更为灵活地设置 航线,更好地满足出行多样化需求,前景广阔。