机械行业一周解一惑系列:低空经济后续可能的新技术路线、新工艺梳理

2024-04-21 11:10:05 和讯  民生证券李哲/占豪
本周关注:徐工机械、宏华数科、华翔股份、伊之密、海天精工
eVTOL 四大螺旋桨构型均有应用场景,上游关注碳纤维切割和螺旋桨制造:目前主流的eVTOL 螺旋桨构型分为多旋翼、复合翼、倾转旋翼、倾转涵道四种,技术路线依次渐进。载人领域,安全性上以复合翼为最优,飞行性能上倾转旋翼最优,这两种构型主机厂采取较多,可能是未来发展重点。eVTOL 机翼和螺旋桨材料主要采用碳纤维和热塑复合材料,对精密切割有较大需求;螺旋桨和机翼主体设计制造由主机厂完成,涉及部分3D 打印制造需求。
eVTOL 电机技术壁垒较高,需要高功率密度、高扭矩密度等核心要素:
1)电机作为分布式电推进技术的核心,对于降低噪音、减少零部件数量、降低成本以及提供安全冗余至关重要;2)永磁同步电机因其高功率密度及可靠性而被广泛采用,例如Joby S4 和Archer Midnight 等均采用此类电机;3)飞行汽车对于电机要求较高,目前主流eVTOL 公司均选择自主研发或国外主流电机公司提供电推进技术,卧龙电驱正积极携手商飞等合作研发及满足适航;4)高效散热方式及材料的改进能够优化电机性能以及促进轻量化发展。
电池技术发展呈现多样化趋势,半固态电池有望率先量产,长期看好固态电池发展:现阶段,国内普遍采用纯电技术路线,但续航能力弱,需提升电池能量密度突破载人航程限制。《通用航空装备创新应用实施方案(2024-2030年)》对能量密度做出了具体要求:400Wh/kg 级航空锂电池产品投入量产,500Wh/kg 级产品小规模验证。目前,eVTOL 的主要选择是高镍三元液态锂电池。现阶段,电动航空领域的电池技术发展包括凝聚态电池、圆柱电池、半固态软包电池以及固态电池等多种形式。半固态软包电池具有更高的能量密度和更轻的重量,有望成为短至中期内的发展趋势。长期来看,发展趋势或通过半固态向全固态电池过渡,实现原材料迭代升级。
eVTOL 空管系统中需要一部多功能相控阵雷达替代多种单任务雷达:当前的空中交通管理系统核心监控技术主要依赖于一次雷达、二次雷达以及广播式自动相关监控(ADS-B)。这些系统各自基于不同的工作原理和性能特点,被应用于特定的工作场景。然而,有源相控阵雷达(AESA)正在逐渐取代无源相控阵雷达,成为相控阵雷达技术的主流形式。有源相控阵雷达具备卓越的探测性能和反杂波能力,能够提供更完整的空域信息。其高灵活性和快速响应速度,结合更高的系统可靠性和更强的功率输出,使得其在功能多样性和机动性方面具有明显优势。能够应用在防空系统、海上防御系统、地面部署、气象监测、航空交通管理这些领域,以纳睿雷达为例他们与美国的 ATD、日本的 MPPAWR等产品的技术路线一致,单套雷达的报价为707.89 万元,可以应用到机场终端区以及航路监视领域,在提供高时空分辨率全极化三维气象信息的同时,还能提供独立于飞机自身设备以外的五维信息(距离、方位、俯仰、速度、航向),尤其适合用于未来的eVTOL 空管系统。
投资建议:地面空管系统中可能的变化,主要是雷达领域的种类替换,关注纳睿雷达;其次关注碳纤维材料的零部件加工可能拉动的新设备工艺,如爱科科技、精工科技。
风险提示:1)低空经济后续商业化落地不及预期。2)低空经济后续技术路线发生较大变化。
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(责任编辑:王丹 )

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