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飞行汽车的那些坑,资本都清楚

时间:2023-09-18 08:43 来源:联众汽车 阅读量:12127   

最近,小鹏传来了许多好消息。

11月1日,Xpeng汽车发布10月销量数据,累计交付10138辆,同比增长233%,位居新势力之首。这是继9月份之后,Xpeng Motors连续第二个月销量超过1万辆。

日前,Xpeng Motors旗下专注于飞行汽车领域的生态企业小鹏田慧也宣布完成超5亿美元的A轮融资,投前估值超10亿美元。本轮融资由IDG资本、五元资本、Xpeng Motors领投,红杉中国、中鼎资本、GGV ggv资本、高英创投、云峰基金等知名机构跟投,聚集了众多一线投资机构。据悉,这也是亚洲低空载人飞行器领域迄今为止企业获得的最大一笔融资。

在宣布融资消息后不久,小鹏田慧宣布正式聘请原直升机旋翼动力学与国防科技重点实验室副总工程师李明为整机设计中心垂直起降总工程师,李明曾参与直10、直11、直18等直升机型号的研发工作。

从地下地铁,到地面交通,再到低空飞行,城市内部的交通方式进一步立体化。今年2月发布的《国家综合立体交通网规划纲要》提出,2021年至2035年的15年间,要发展通用航空,发展城市直升机运输服务,建设城市群内部快速空中交通网络。

飞行汽车作为一种接近直升机的飞行器,具有垂直起降、悬停飞行等特点。,而且相对于直升机来说,对起降条件的要求没有那么严格,甚至只需要一个车位大小的地面,也可以既飞陆地又飞陆地。但是飞行汽车离真正的商业还有多远?

飞行汽车的前世

很多飞行汽车公司在阐述产品时,往往以城市交通拥堵为出发点。100多年前飞行汽车的最初发明者也有缓解交通拥堵的考虑。

1917年,美国发明家格伦·柯蒂斯(Glenn Curtis)在纽约举行的国家航展上首次展示了一种名为“自动驾驶飞机”(Autoplane)的新型交通工具,因此柯蒂斯也被称为“飞行汽车之父”。这辆飞行汽车装有三个机翼,翼展12.2米。它用汽车发动机驱动尾部的四叶螺旋桨,但只能实现短距离飞跳。

1946年,罗伯特·富尔顿发明了“空中飞人”,主张“飞机可以在路上跑”,而不是“汽车在天上飞”。Airphibian拥有可拆卸的机翼和尾翼,150马力的六缸发动机,可以以每小时120英里的速度飞行,而在道路上以每小时50英里的速度行驶。

此后,更多的发明家尝试制造飞行汽车,但无论是飞行飞机还是飞行汽车,飞行汽车本质上仍然是微型固定翼飞机。

固定翼飞机的发明离不开各种飞行动物的仿生设计。从机翼的形状、翼尖的小翼到机翼上的防振装置,都是在模仿飞行动物完美进化而来的机翼的某些特性的基础上,再叠加伯努利方程等空气动力学领域的科学知识,精确计算速度、仰角、翼型等参数,从而实现飞行。

在飞行动物中,谁的飞行最完美?

美国布朗大学的科学家发现蝙蝠飞行非常完美。因为与鸟类和昆虫相比,蝙蝠消耗的能量与翅膀产生的升力之比是最有效率的,在飞行过程中翅膀的运动更自由控制,身体旋转180度所需的距离只有翼展长度的一半。

但是蝙蝠也有缺点。蝙蝠不能盘旋。悬停是飞行动物中罕见的技能。只有少数鸟类能短时间悬停,只有一种鸟能长时间悬停甚至倒飞——蜂鸟。

根据布朗大学科学家对“完美飞行”的定义,悬停飞行一定是不完美的,因为悬停需要巨大的能量来产生和维持升力。但在一些特定场景下悬停有着不可替代的意义,比如高楼救援、消防等。

正是因为悬停太难了,人类在制造飞机的时候,在制造出固定翼滑翔机和飞机之后很多年,才发明了悬停飞机——直升机。

目前,飞行汽车的主流技术路线已经从早年仅仅增加固定翼,转变为具有悬停和垂直起降特性的电动垂直起降技术路线。

普通民航客机的推力与升力之比一般在16左右,rq-4甚至可以达到38,也就是说一个推力最多可以转换成38个升力,升力超过飞机重量就可以起飞。

而电动垂直起降基本上一个推力只产生一个升力,能耗特别高。也正是随着高倍率放电电池技术的发展,电动垂直起降通过分布式电力推进系统,用多个电机和飞行控制组成的动力系统取代燃油型、笨重、复杂的发动机,成为飞行汽车技术路线的新宠。

因为飞行汽车的设计不仅需要航空领域的空气动力学设计基础,还需要动力电池、电机等新能源汽车的基础零部件,所以飞行汽车的参与者不仅是车企,还有飞机制造商,甚至还有租车公司和科技巨头。

2017年,优步聘请了美国宇航局的高级技术专家帮助他研究飞行汽车。同POPULATION站起来。分别于2017年和2018年在日内瓦车展上亮相的Up Next飞行汽车由奥迪、空客和意大利设计公司联合开发。这两年涌现了一批创业公司,比如美国的Joby Aviation,德国的Volocopter,日本的SkyDrive。

中国也有无人机制造商,如亿航,创新企业,如实迪科技和凤飞科技,以及小鹏和吉利的子公司,它们关注航空旅行或正在开发电动垂直起降载人飞机。

自8月份以来,Joby、Lilium和Archer等外国电动垂直起降公司相继登陆美股。仅在9月份,国内企业就发生了一系列飞行汽车项目的投融资新闻和进展:

由顺为资本领投的沃兰特完成数千万天使轮融资,其1:3比例验证机“小小胖子”完成首次试飞;

吉利的沃飞长控和德国的Volocopter宣布在成都成立合资公司——沃龙控泰,并订购了150辆德国Volocopter飞行汽车;

当时的科技先后获得蓝驰创投的种子轮和德迅投资的种子+轮共计1000万美元;

锋飞科技A轮融资1亿美元,旗下V400“信天翁”货运电动垂直起降项目正在申请适航认证;

亿航在第十三届珠海航展前夕展示了其首架双座有人驾驶飞机VT-30...

过于乐观的预测

选择部署飞行汽车的企业普遍看好这种交通工具的安全性、应用场景、落地可能性等方面。

在安全性方面,优步2016年发布的《城市空中交通白皮书》认为,飞行汽车将比传统汽车更安全,因为通用飞机每乘客公里的死亡率是私人驾驶车辆的2倍,而飞行汽车可以通过分布式推进和辅助智能驾驶将这一比例降低到通用飞机的至少1/4,即飞行汽车的安全性可以提高到私人驾驶车辆的2倍。

在商业运营方面,亿航发布的《城市空中交通系统白皮书》认为,城市空中交通系统比出租车系统更接近公交系统,所有自动驾驶飞机由指挥调度系统集中监管,按照点对点的固定路线有序运行。在集中管理和点对点固定航线下,未来自动驾驶飞机的直线飞行成本可以比纽约同等距离的出租车便宜,运营商也可以盈利。

小鹏田慧的飞行汽车项目也对未来抱有乐观的预期,甚至认为客户不仅仅是B端,还有C端客户。

但从各企业已经发布或规划的飞行汽车参数来看,上述预期可能过于乐观。

小鹏田慧规划中的第六代飞行汽车

以小鹏田慧的飞行汽车为例。

在安全性方面,将于2024年量产的第六代飞机旅行者X3声称,它将配备三个冗余飞行控制系统、两个冗余动力系统、多个分布式降落伞、雷电防护等。,理论上确实提高了安全冗余度。

但它的预设飞行高度只有几十米,降落伞需要足够高才能打开。可能降落伞刚打开,飞行车就已经坠地了。

从经济上来说,推升比太小的固有特性决定了无法预测飞行汽车的里程单价能低于出租车。

A级车在行驶平稳的情况下,百公里只需要消耗10多千瓦时的电或者不到10升的汽油。对于推重比很小的电动垂直起降来说,大部分能量都花在了维持升力上,这意味着飞行汽车的出行成本不可能低于出租车。

以小鹏·田慧公司发布的“旅行者X2号”为例进行参数分析。空重560 kg,最大起飞重量760 kg,最大飞行速度130 km/h,续航时间35分钟——那么最大续航只有75.83 km,实际操作大概达不到这个理论续航水平。

小鹏·田慧第五代飞行汽车旅行家X2

旅行者X2没有公布其电池容量,但电池肯定是飞行汽车中最重的部件,必须采用安全许可下质量和能量密度最高的方案。如果电池占一半重量,以200Wh/kg电池组的质量能量密度计算,电池容量为56 kWh,百公里耗电量高达73.8 kWh。

换句话说,能载两个人的飞行汽车平均百公里耗电量是能载五个人的A级电动汽车的近五倍。

根据发布会的信息,小鹏田慧六代机的航海家X3将由航海家X2的4轴8桨改为双旋翼,只能飞也能在陆地上飞,续航里程700多公里,续航里程50多公里。这个数据表明,飞行汽车和陆地旅行的能耗差异是它们自身的10倍以上。

当然,这并不意味着商业化是不可能的,价格也不是影响飞行汽车商业应用的唯一因素。如果飞行汽车每公里的价格只是出租车的四五倍,对于高端客户来说其实完全可以接受。

除了成本和安全,低空飞行的政策和市场接受度更有可能阻碍飞行汽车未来的发展。

7月17日,据中国民航局消息,湖南成为全国首个低空飞行试点省份。湖南将在3000米以下低空空域积累飞机监视与通信覆盖、低空空域监管、低空空域运行管理等方面的经验,为国家低空开放提供理论依据。

飞行汽车的技术特性注定了它只适合短途客货运输,所以湖南省开放的低空空域并不是它的全部目标领域,一二线城市的城区才是飞行汽车规划的重点应用场景。

而我国城市管理者对城市安全的要求更高。少数实验性的飞行汽车或许可以在特定的场地飞行,但在更繁忙、更丰富多彩的地方,城市管理者和市民未必能接受飞行汽车从头顶飞过。

“P7”的第二个梦想,第六代很难完成。

据统计,世界上有150多家飞行汽车公司,中国也有很多汽车公司和无人机公司。但是很刺激,很少落地。2017年11月13日,吉利宣布收购美国Terrafugia飞行汽车公司。虽然有概念产品,但至今未见成功的商业应用。

问题是,为什么这么多头部投资机构更看好小鹏制造飞行汽车?

今年1月,何曾在朋友圈提到:“(赵)得力从最初的构想到现在,经历了7年的不断进化。总有一天,飞行汽车的‘P7’将会诞生,我们将可以在城市中低空自由行驶。”

Xpeng Motors能在第二代量产车中做出一辆惊艳的小鹏P7,最终让一辆能与特斯拉汽车抗衡的车出现在中国的电动车赛道上,这就是小鹏P7的产业意义。那么,其第六代飞行汽车能否成为中国飞行汽车行业的标志性作品呢?

小鹏田慧第五代飞行汽车旅行者X2真实飞机试用。

小鹏当然有理由乐观,但其产品在短期内仍有许多困难和问题需要解决。

首先,传统的汽车底盘由刹车、悬挂、转向元件、变速器等诸多装置组成,汽车底盘重量可达500-800 kg。虽然六代机旅行家X3会减重,放弃传动等零件,但为了兼顾道路的“汽车”功能,总有一些零件不能放弃,这会给飞行汽车增加不少重量。

要知道,动力电池系统的能量密度只有200Wh/kg左右。有人指出,如果将动力电池系统的能量密度从200Wh/kg提高到500Wh/kg,飞行汽车的有效载荷可以提高近1/4,续航里程可以提高近2倍。然而,电池的化学革命是非常困难的。飞行汽车的动力电池已经很重了,任何其他可能增加重量的措施都会大大降低飞行体验。

第二,虽然飞行汽车宣称可以在行驶过程中随时变形起飞,但毕竟飞行是一个需要申请空中交通管制的动作,而不是一堵车就从路上飞过去。在起飞前,小鹏田慧的第六代飞行汽车需要伸出两个折叠旋翼,车身宽度将超过12米,因此无法在行驶的道路环境中起飞和降落。这样一来,飞行汽车的道路功能可以说是没有必要了。

再次,飞行汽车有固定翼、直升机、旋翼机、涵道风扇等多种技术路线,其中旋翼和涵道风扇是航空领域实现垂直起降的两种基本推进方式。现有的飞行汽车基本采用分布式推进方案,采用多旋翼或涵道风扇。

一般来说,无论是涵道风扇还是转子,安全冗余“多”总比“双”好。然而,计划于2024年批量生产的“旅行者X3号”已经从“旅行者X2号”的4轴8螺旋桨减少到双旋翼。虽然还是有很多安全冗余,但是偏离分布式推进设计更有可能是一种倒退。

由于涵道风扇可以产生额外的推力,削弱叶尖损失,所以先进涵道风扇设计的比推力指标明显高于旋翼,只有旋翼直径的70%左右就可以产生同样的推力,噪音也会比旋翼小。对于需要更大推力的飞行汽车来说,涵道风扇可能是比旋翼更合适的技术路线?

问题又来了。面对飞行汽车面临的轻量化、电池能量密度、航空电气化等难题,以及更多的政策、监管、市场障碍,为什么头部投资机构还要投资?你不怕给水漂5亿美元吗?

或许我们可以参考类似飞行汽车公司的案例。

8月,提供空中出租车服务的初创公司JOBY Aviation宣布,已通过特殊目的收购公司完成在纽交所上市,股票代码为“JOBY”和“JOBY WS”。

据报道,Joby Aviation开发的电动垂直起降续航时间为150英里。除了一名飞行员,该飞机一次可搭载四名乘客,最高时速可达200英里(约322公里)。与小鹏田慧一样,计划于2024年量产并投入使用。与其他电动垂直起降飞机制造商不同,Joby Aviation将成为电动垂直起降的制造商和运营商。

截至美国东部时间11月2日收盘,Joby Aviation的市值已经接近60亿美元。

据天眼查资料显示,的注册资本为人民币1000万元,何持有60.1%的股份,持有广东鑫鹏汽车实业控股有限公司19.9%的股份,赵德利持有15%的股份。

每家投资机构的具体投资金额尚未透露,但作为领投方的IDG资本、五元资本和Xpeng Motors估计至少占总融资额的一半。投资人投资的股份比例没有公开,但原股东的股份肯定会被相应稀释。公开资料显示,投资前估值超过10亿美元,如果按照15亿美元计算投资后估值(10亿原始估值+5亿投资),几大投资机构的股权份额合计可能在33%左右。

如果几年后小鹏田慧上市的市值能达到现在Joby Aviation的一半左右,即30亿美元,那么超过5亿美元的A轮投资人将有很大概率不亏损。这只是基于公开信息的粗略估计,相信投资机构内部会有更细致的账本。

写在最后

资本的玩法和制造业不一样。

当吉利、小鹏等车企要“上天”时,长城汽车董事长魏建军在一次内部会议上表态:“长城专注造车,不做手机,不上天。”

然而,IDG资本合伙人崔广甫表示:“我们相信飞行汽车将是一个万亿美元的市场,随着电池技术、自动驾驶技术和材料科学的快速发展,人类有机会通过飞行汽车的组合创新来突破工程壁垒。”

五元资本创始合伙人刘勤也表示:“Xpeng汽车上市后,我和何讨论公司下一步长期发展战略时,讨论了中科公司发展战略的内在驱动力...要敢于发现具有巨大社会价值的商业问题,大胆投入研发,做出具有世界级竞争力的创新尝试。”

资本愿意尝试飞行汽车这个全新的项目,甚至可能显得有点“忽悠”,这也是未来资本提前探索的最大积极意义之一。

Paypal创始人彼得·蒂勒(peter teale)曾讽刺硅谷对互联网的偏爱:“我们想要一辆会飞的汽车,但我们得到了140个角色。”但现在,终于有更多的人愿意投资开发飞行汽车了。当全世界发达国家都在研发以电动垂直起降技术为主要路线的飞行汽车时,中国企业一定不能缺席。这不仅是一种理想主义,更是一种现实利益的考量。

作为关键技术的引领者,即使没有短期的市场效益,电航技术的研发也会刺激动力电池、燃料电池、新型轻量化材料、气动设计等方面的进步,为Xpeng Motors的电动汽车研发带来航空级的技术储备,长期来看仍然会给社会和投资机构带来正效益。

城市空中交通既然兴起了,总会在跌跌撞撞中逐渐进步。

对于小鹏来说,作为飞行汽车,成功可能成为低空载人飞行器中的“DJI”;不会的,不会失去小鹏的根基,积累的技术将来还是可以用的。也许在IDG资本、五元资本和Xpeng Motors这三个主要投资者中,Xpeng Motors的贡献最大。

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