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专访华羽先翔白志亮:民航变革百年难遇,研发高技术门槛载人eVTOL的选择与坚守

作者:何铭亮 2024-10-18 09:30

童年的纸飞机,如何才能成为真飞机飞回他手里?

一个27岁的年轻人如何在壁垒森严的航空业创办一家新锐公司?

2022年,白志亮创办长沙华羽先翔航空科技有限公司(以下简称“华羽先翔”),致力于造出一台目前性能最优、最具市场竞争力的全倾转旋翼路线的载人eVTOL产品。

从小梦想改变航空业的白志亮,对每个著名的飞机设计师如数家珍,从西北工业大学(以下简称“西工大”)毕业后他仍然传承西工大的血脉与灵魂,也铭记着民航历史上中国人的血泪与教训。在新一代民航机型变革前,他勇于入局,希望造出全新构型的飞机。

但一腔热血的背后,航空业本身的复杂与艰险要远远大于一篇年轻人勇闯航空业的热血爽文。

一望无际的天空里会有数不尽的风切变、看不见的复杂气流,白志亮创办一家全新的公司,宏观上要面对空域改革、民航局适航体系的认证、公众接受度仍未成熟,微观上要洞悉一架新飞机适航认证的顺畅与否、商业化的速度与时机、同行先发优势的压力……

童年的纸飞机,如何才能成为真飞机飞回他手里?

个人梦想与行业使命

自小开始,白志亮就希望长大能去制造战斗机和大飞机,要么去做国之重器,要么去推动航空业的发展。

“小时候我就在想,如果以后有能力我就去当飞机设计师,像卡普罗尼、凯利·约翰逊等著名的飞机设计师一样;能力不行我就去修飞机、做机场地检……”白志亮笑言。

为了追逐这个梦想,他早早决定了要进入有“总师摇篮”之称的西工大求学。早在高中阶段,他就已深入了解西工大的著名飞机设计师、以及飞机设计专业的所有教授,甚至就连学生社团、社团比赛他都了如指掌,最后也如愿通过高考进入了西工大航空学院飞行器设计专业。

进入大学后,白志亮参与了多个飞机设计相关的项目,并结识了西工大航空学院教授与博导、飞机电推进技术工信部重点实验室副主任张炜。张炜比白志亮年长一辈,但并不妨碍二人在一次次的项目交流中发展为亦师亦友的关系。

转眼到了毕业的时间,在校成绩优异的白志亮面临两个选择,一是出国留学,到欧洲QS排名较高的院校继续深造;一个则是留在西工大、留在国内和张炜教授一起创业。

两个选择都通向自己向往的方向,白志亮陷入了长达半年的纠结,而最终驱使他留下来的是一句简单的话,“如果出国留学再回来,我们就会错过这个成长中的行业”。

白志亮和张炜判断,现在是航空业百年以来,自民航客机大发展后又一次大的行业变革期。“从现在往前看15~30年,民航客机的基本构型和现在没有区别,A320、B737、B747、大型双通道宽体客机早在55年前就已经出现,民航界已经很久没有出现技术密集、创新活力十足、百花齐放的局面,这可能是一个世纪只会出现一次的机遇,对我们这代航空人来说,这就是我们的历史使命。”

尤为值得注意的是,中国基本缺席了20世纪民航业的那一轮蓬勃发展。尽管中国在70年代上马了“运10”项目,开启自研国产飞机的首次尝试,“运10”在克服重重困难后成功首飞,但种种原因之下最终于1986年彻底终止。

“运10”项目曾做出过两架原型机,一架目前位于C919制造商中国商飞厂区内,与著名的“永不放弃”石碑放置于一起,而另一架的飞机舱段部分现今则停放于西工大校园内。

目前仍停放于西工大校园内的“运10”飞机舱段 受访者供图

白志亮动情地表示,华羽先翔的部分研发试飞场地位于西工大,试飞经过的机坪就在“运10”残骸的前面,“每一次试飞,前面是我们的产品,背后就是‘运10’的机身中段残骸”,前辈的努力在前,后辈的搏杀在今,那句“永不放弃”似乎正穿越时空激励着后来者,“这次历史机遇我们这一代人一定要抓住,也一定能抓住。”

但航空业本身的艰险与复杂远大于一腔热血,雷雨会让能见度急剧下降,晴空也会有湍流,白志亮与华羽先翔准备好了吗?

构型选择与市场培育

华羽先翔成立于2022年1月,为国内唯一航空专业院校孵化的eVTOL企业。今年华羽先翔刚刚完成数千万元人民币天使轮融资,由湖南省通航基金领投,公司总部也因此落在长沙,此后的产品总装、测试及试运营都将于长沙进行,西安则为公司研发中心。

产品上,华羽先翔载人eVTOL选择了全倾转旋翼的技术路线,该路线被认为是当前eVTOL行业门槛最高、最为复杂的技术,能够实现更快的飞行速度、更远的航程、更高的安全性、更低的噪音和更低成本。

据介绍,全倾转旋翼路线,是目前所有eVTOL构型中气动效率最高的,旋翼既提供升力也提供巡航推力,动力单元可复用,载重比高、性价比高、适航条款比较清晰,具有较好的运营经济性,被认为在未来商业场景中更有优势。

华羽先翔全倾转旋翼eVTOL“鸿鹄Mark1” 受访者供图

据白志亮介绍,在全倾转旋翼路线上,目前全世界范围内仅有美国的JOBY公司在样机研发上成功,中国国内尚未有公司宣布样机试飞成功,而华羽先翔在这条路线上的进度最快,预计工程样机将很快推出,年底开启适航认证,2028年领取型号合格证(TC)、生产许可证(PC)。

不过,2028年后才能领取适航证,4年内会否已有足够多的载人eVTOL企业率先领取适航证并抢占市场?

早在今年4月,亿航智能宣布成为全球首家领取载人eVTOL适航三证的企业,而且接连宣布获得太原西山文旅的50架、文成县交通发展集团30架订单。今年第二季度亿航智能经调整后净利润已实现扭亏为盈,盈利120万元。

峰飞航空载人eVTOL产品“盛世龙”在今年2月实现珠海-深圳试飞,并于6月召开型号合格首次全体审查组会议,开启TC审定新篇章,预计于2026年开启商用载人;小鹏汇天“陆地航母”飞行体X3-F型航空器于9月召开了首次型号合格审定委员会会议,“陆地航母”计划于今年年底启动预售。

其他厂商的先发优势是否会给华羽先翔带来压力?或者说,“过晚”的商业化会否制约公司后期发展?

对此,白志亮指出,华羽先翔专注于未来空中交通场景,瞄准的是点对点、短途出行的载人eVTOL产品。

从目前已公布的产品来看,亿航智能已领适航证的EH216-S采用多旋翼技术路线,主要聚焦于文旅场景,绝大部分订单落地场景为景区、观光旅游;小鹏汇天方面也曾对时代财经表示,目前“陆地航母”主力飞行场景仍是郊区,希望为用户提供说走就走、想飞就飞的自由,较为偏向休闲旅游方向。

不过,从宣传口径上,无论是亿航还是小鹏汇天都表示未来会继续进军交通通勤场景,峰飞航空“盛世龙”则是一开始便已瞄准低空出行场景,采用复合翼路线。

民航局公开披露的亿航EH216-S型号合格证数据单上,明确指出该飞行器运行限制为隔离空域内、人口稀少区上空、远程机组视线范围内飞行——这也意味着离未来真正的城市内日常通勤场景尚有距离。

白志亮以交通场景举例,比如从深圳南山区到大梅沙50公里路,上下班高峰期驱车往返耗时可能为1~2小时,节假日可能得2~3个小时,但只要在这两点之间开辟一条低空载人eVTOL航线,10分钟就可到达,未来运营成本甚至可以做到和地铁、出租车相当,商业前景非常广阔。

他进一步解释,多旋翼在飞行速度、安全性、效率上均有劣势,“首先它没有机翼不能滑行,加上续航里程短,这意味着发生动力丧失就会直接往下掉,局方是不会允许多旋翼路线的飞行器完成跨城飞行的,能跨城也会有许多限定条件。”

能耗和续航里程是打造城市交通场景的考验之一。“举个例子,相同的电池容量,多旋翼可能只能飞20分钟,但是我们的飞机能飞一个小时。”

对于三种路线的耗能情况,白志亮也做出了生动解释。从自然界鸟类经过千百年来的进化来看,只要在地球大气层内飞行都需要依靠空气动力,鸟类依靠鸟翼,飞行器同样需要依靠机翼,除非未来出现反地球重力磁场等变量,这种气动效应才会发生改变。在目前技术体系下,机翼是最节省动力、最省油的。

多旋翼路线的eVTOL基本没有机翼,需要依靠动力来拉动飞行器,在垂直起降时需要消耗自身一倍的重量耗能才能飞起来,平飞阶段动力系统需要同时保持往上的升力又要有向前的推力,这意味着它总的推力一定大于自身重力,也就导致它在往前飞时耗能更大,也飞不远。

“未来点对点的交通中,一小时的航程里极端情况下可能有58分钟都处于巡航平飞阶段,起降阶段仅有一两分钟,往前飞时能省力、少耗能才会更具备经济性,而这一点恰恰是多旋翼难以做到的。”

复合翼构型方面,具备固定(机)翼协助飞行,同时顶部会有多个旋翼实现起飞,但在平飞阶段这些顶部旋翼就会停止使用,转而用尾部螺旋桨推进前行。“复合翼相当于平飞、起降各一套动力。举个例子,就像二人三足比赛,甲乙两个人绑在一起,甲擅长爬山、乙擅长长跑,爬山时甲要背着乙上山,长跑时乙要背着甲长跑,这就导致他们爬也爬不快、跑也跑不快。”

“我们更希望我们的飞机能依靠一套动力、一套结构解决垂直起降、平飞两个状态,做到最优、未来续航里程更长……所以我们才会选择最复杂的全倾转旋翼构型,不是为了做技术而做技术,而是因为未来交通场景它就需要这样的技术。只有这样它才能安全、高性能,商业化后的运营成本才会低,所以我们才做”,白志亮说。

此外,当载人eVTOL应用于城市交通场景时,不可避免要经过城市人口密切区域,飞机螺旋桨与空气摩擦产生的噪声也将成为常态化噪声,这也是不得不解决的问题。

直升机飞行就因其噪声超出人耳忍受范围而适用范围受限,载人eVTOL同样也可能因噪声被限制甚至停止运营。这也将分外考验螺旋桨的性能——首先要兼顾起降与平飞性能,之后要满足中等桨的尺寸、设计较小的桨盘载荷的约束,还要考虑较低的桨尖速度、较低的桨尖涡强度等,在如此多的约束下,设计难度极高。

但华羽先翔称其有信心突破这个技术难题,实现低于城市的背景噪音(75分贝)的目标,即飞机从空中飞过,走在街上或坐在家中的人们完全察觉不到它的存在。

从华羽先翔目前的团队核心成员来看,除了首席科学家张炜外,还有多位力学与控制、飞行器结构设计、空气动力学领域的教授、博导,研究、从业均超过25年。

依托于西工大多年来在新型飞机上的前沿探索,以及多个国家级重点实验室的研究,团队成员多年来已成功研发过数十款eVTOL实验型飞行器,包括但不限于升力风扇、矢量涵道、复合翼、倾转旋翼等各类飞行器,并已有多领域的研究成果积累。

基于历史积累,白志亮称无论是多旋翼还是复合翼,团队其实都能很快拿出产品来,运作周期会更短、人员和各种投入都会比现在少很多,但团队目前仍然选择聚焦于最难、也是最可能用于交通场景之中的全倾转旋翼路线。

“目前载人eVTOL的整体市场都还没有打开,仍需要大家共同培育,仍未到所有主机厂进行激烈的产品化竞争的阶段,无论是垂直起降点的数量、航线,低空空域开放和管理等多个条件都未成熟,仍需要政策、法规、基础设施等完善,才能在3~5年内把载人eVTOL的运营打开。”

而且,白志亮透露,在与国内政策法规制定方、主机厂商交流时,业内都有共识,亿航智能作为一个先例,代表了中国民航局对于推动低空经济、推动载人eVTOL产业的决心。“越往后,适航条例、政策法规都会越来越健全,要求只会比文旅场景更高,市场其他产品会更难通过相关测试。先例要起示范作用要快,但越往后要求会更严格。”

从国外情况来看,新研发多旋翼构型的已经不多,国外大部分新研产品也以倾旋转翼为主,新研的复合翼也基本只有一、两家,“全倾旋转翼路线研发我们是最快的,目前国内的全倾转旋翼都是在样机阶段,还没推出工程样机,我们目前对外公布了试验样机视频,也意味着我们的总体设计、基础布局、飞控系统等都是可行的,我们推出工程样机的时间也不会太久。”

国内外对比方面,白志亮认为飞机研发过程中有很多固有的物理特性是不可快速突破的,国内样机与国外相比至少尚需三年时间追赶。尽管国外倾转旋翼方向普遍均也是研发出样机,也刚开启适航验证不久,但国外的技术相对来说成熟度更高。“差距主要体现在传统的航空积累,在民用航空和通用航空的积累上国内是比较弱的,传统航空供应链上在航电设备仪表、电动机、航空线缆标准件、起落架等国内都仍较为欠缺,但受益于新能源产业发展,国内在电池和复合材料上较为成功。”

融资机遇与发展前景

白志亮表示,华羽先翔目前推出的油电混合的中小型载物eVTOL能略微打开市场,“早期的现金流产品主要是为了积累客户、试点,能在‘黑天鹅事件’出现时最低限度维持团队稳定。但总的来说,高频场景的载人eVTOL是个长周期的行业,对企业来说要耗费太多的资金,很难靠自我造血维持,如果追求较强的自我造血能力,会消耗大量人力、物力去专门做现金流产品,可能会导致公司整体路径跑偏。”

业内公认,创办一家载人eVTOL企业从零开始到拿到适航三证、具备商业运营资质大概需要10亿元资金。华羽先翔自2022年创立以来,于今年年初完成数千万元人民币天使轮融资,除湖南省通航基金领投外,还有长沙湘江通用航空发展有限公司、上海劲邦资本跟投;公司高管也在近日于江浙、上海等地频繁接触投资人。

“作为天使轮的公司,目前我们的研发节奏、人员规模、日常开销都是配合融资的,现阶段公司处于小步快跑阶段,未来多融资我们才会继续扩张人手、加大研发投入。融资也是我们常态化的工作,并不是等到资金短缺才会做融资。”

有国字头基金旗下投资经理在和时代财经沟通交流时指出,其所在机构目前对载人eVTOL整机的投资都非常谨慎,现阶段尚不能看出谁会先跑出来,不会贸然下场。

“投资完全看缘分,投资人认可我们,我们也认为投资人合适才会达成双向交易。对我们来说,我们会衡量投资人是否与我们志同道合,他更偏向于投资消费品的思路追求短期回报,还是长期认可行业和我们的技术路线,这些都是我们筛选投资人的考虑因素。”

值得注意的是,从目前华羽先翔公开的投资人来看,多为长沙背景的资金。华羽先翔的总部原先在陕西西安的西工大附近,而在获得投资后华羽先翔宣布于湖南长沙设立总部——融资与总部的选择均没有选择民航产业集聚的上海、有“无人机之都”之称的深圳,或是民航中南局总部所在的广州,其中有何考虑?

“湖南在低空的布局比较早,对低空经济已经有非常深刻的认识,早在去年已经在布局7000个垂直起降点,推动全域低空开放,比咱们国家大的政策还要更早,在去年的时间节点叠加投资大环境下行时,这是非常难得的。”

白志亮坦言,西安的投资环境较为滞后,一开始公司希望到中国投资最活跃的某城市去融资,但一年下来没遇到任何合适的融资,还遇到了很多投资人的质疑。“这个城市虽然机会多但融资套路也多,对我们这群单纯的理工科的人来说,早期踩了很多坑,交了很多学费但最后依旧没法融资。”

而命运的转折却在不经意间发生了,几个月之后的2023年12月,中央经济工作会议明确提出打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴产业,随后2024年两会中低空经济被写入政府工作报告。白志亮也坦言,自那之后数个接触过的投资人也纷纷给他打电话,其中不乏此前差点谈拢的机构。

而对低空初创企业来说,城市与企业的双向选择也非常考验双方的诚意与基本条件。

中国交通协会低空经济委员会华南区执行会长刘立波就曾对时代财经表示,地方政府吸引低空企业的关键,是要有一位懂低空产业的领导充当“头雁”激发“雁群活力”,带动低空产业协作整体发展,这要求“头雁”懂航空制造业、懂生产性服务业、懂低空产业等。

湖南省推动低空空域管理改革试点较早,今年很多省份都已经在跟进。

“今年以来,公司接待的来访客人中一半以上是各地政府方面人员,均希望公司能到当地做一些布局”,而经过多轮交流,白志亮也发现,“目前大多数城市的低空经济政策与行业现状是脱节的,行业仍处于早期培育时期,但是很多补贴都奖励航线开辟、奖励获得型号合格证的企业,大多数初创企业并未能够到这个标准。”

“另外,如果政府在接触企业时招商属性太强并不是好事,很多载人eVTOL企业还远远未到能开设很多子公司的阶段,而且要对当地税收有贡献、要创造就业,如果依然以过往招商新能源汽车厂商那样的支持思路,资金政策支持的同时要求就业与税收,在当前阶段很难推进,我认为在现阶段部分政府招商思路还是应该有所转变。”白志亮说。

白志亮表示,他目前更为关注专项的政府引导基金、产业引导基金的动向,认为这会对企业在技术攻关等方面助力较大,“中国是一个强政策驱动的市场,如果国资背景的产业引导基金率先行动,加上目前很多投资机构都有政府背景,会带动投融资各方更多关注载人eVTOL行业,资金和资源也会更多流向行业。”

另外,他还建议,在远离人口密集区域开放更多的民用空域试点,以给企业更多的做验证飞行的空域,“目前对民用开放的空域还很少,而且目前试验飞行的空域仍要走军方报备,要经历漫长的流程才会获批,即使申请到了空域也先定了试飞时间,到点马上不能飞又要重新走一遍流程,这对我们试验来说是很不方便的。”

白志亮表示,民用试验开发的空域开放,可从局部试点开始再逐渐针对大的产品运营弹性开放,同时大大简化报批流程,以给予民营企业足够的空间做生产研发。

文章来源:时代财经 编辑:时代财经
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