飞控系统是飞行汽车核心环节。当前低空经济的高速发展为飞控系统的发展提供了有力的支撑。飞行汽车的加速崛起有望成为推动飞控产业飞速发展的新引擎。

飞控系统负责飞行器的感知环境、控制飞行以及做出决策等关键功能,是保障安全、稳定飞行的核心要素。

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资料来源:《飞控与飞管系统综合化,eVTOL自动飞行的发展趋势》

飞控系统行业概览

飞控系统也被称为飞行管理与控制系统,它相当于飞行汽车的“大脑”,对其稳定性、数据传输的可靠性、精确度以及实时性等方面具有重要影响,是实现智能化控制的重要基础。

飞控系统主要负责提供飞行器的感知、控制和决策功能,包括各机载作动单元、主操纵系统、传感器和控制器等。这些组件共同传递驾驶舱内的操纵指令,驱动舵面等相关装置,从而实现对飞行汽车各种飞行姿态的稳定控制。

飞控系统包括模型算法、软硬件、机电等,以及通讯、导航等关键系统。


其中硬件部分包括惯性测量单元(IMU)、全球定位系统(GPS)、气压计和超声波测量模块等,而软件部分则主要依托微型计算机(作为算法计算平台)以及各种接口来实现其功能。

飞控系统不仅负责飞行汽车的起飞、空中飞行、执行任务以及返场着陆等全过程,还对其飞行姿态、航向、速度、高度等关键参数进行精确控制。因此,飞控系统的稳定性和精确性对于无人机的整体性能至关重要。为了实现无人机的平稳飞行,飞控系统必须具备飞行姿态控制、航向控制、高度控制等多方面的功能,以确保无人机在各种复杂环境下都能安全、准确地完成任务。


飞行汽车未来将主要应用于城市低空场景,因此需要对飞控系统进行有针对性的优化设计,以提高其自主性和适应性。

在飞行控制方面,飞行汽车将面临两大技术挑战:一是实现基于多旋翼的垂直起降,二是实现基于传统固定翼的水平飞行,以及两种飞行模式之间的平稳切换。

未来自动飞行功能有望成为飞行汽车的标配。这一功能的实现依赖于飞行管理系统(FMS)和飞行控制系统(FCS)的紧密配合。考虑到简化操作、轻量化、集成化和经济性等多方面因素,eVTOL上的这两套系统的综合化设计将成为未来的发展趋势。


飞控系统竞争格局和龙头梳理

与我国在大型飞机制造领域所面临的挑战相似,许多核心系统技术仍需依赖国外,且这些关键系统的价值占比相当高。以飞控系统为例,eVTOL的飞行控制涉及基于多旋翼的垂直起降、常规固定翼的水平飞行,以及两种飞行模态间的平稳切换等复杂技术。

以德国飞行汽车公司Lilium的eVTOL为例,其关键子系统均由一级航空航天供应商提供。

CITURRI公司负责提供机翼、机身和结构部件,霍尼韦尔公司则提供航空电子和飞控系统,而东丽公司则专注于提供碳纤维复合材料。


国内厂家在这些技术方面仍显薄弱,目前主要的供应商依旧是军工单位、研究所及高校等传统力量。

目前市场上的飞控供应商主要包括军工单位、研究所和高校为背景的传统供应商如中航工业618所、北航南航等,另一类则是新兴民营公司,如边界智控、创衡控制、翔仪等,这些厂商提供的产品性价比较高。当前国内厂家在飞行汽车飞行控制技术的掌握上往往只局限于其中一项或几项,难以全面满足复杂多变的飞行需求,这也为新兴民营企业提供了发展的机会和空间。

eVTOL飞控系统主要布局厂商:

资料来源:边界智控、国联证券、行行查

结语

飞控系统是飞行汽车产业链的关键环节,随着当前全球低空经济加速发展,关键系统价值占比的不断提升,加强国内技术研发和产业升级变得尤为迫切。长远来看,低空经济将为社会创造高价值,而产业链上下游各环节有望加速协同发展迎来广阔市场机遇。$凯众股份(SH603037)$$深城交(SZ301091)$$华体科技(SH603679)$


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