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载人eVTOL飞控适航壁垒:10⁻⁹灾难率要求与多余度技术,SVO趋势提升价值量|浙商证券
浙商证券报告显示,载人eVTOL飞控需满足10⁻⁹/飞行小时灾难事故率要求,多余度架构筑起极高技术壁垒。简化飞行操纵(SVO)是有人驾驶eVTOL发展方向,飞控价值量有望持续提升。
 2026-08-02
 电池
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电池行业低空经济系列之七:飞控系统eVTOL产业链的明珠下游需求和国产替代共驱-240901(22页) 查看报告
浙商证券2024年9月发布的《飞控系统:eVTOL产业链的明珠》报告系统梳理了载人eVTOL飞控系统面临的技术与适航壁垒。与消费级无人机不同,载人eVTOL飞控需达到民航运输类飞机最严苛的安全等级,其技术复杂性和适航认证难度远超市场预期。本文基于报告内容,深度解析飞控系统适航标准、多余度架构要求及SVO趋势带来的价值提升逻辑。

适航安全标准筑起第一道高墙:10⁻⁹灾难事故率要求

根据中国民航局《运输类飞机适航标准》第25.1309条规定,运输类飞机上的设备、系统及安装(包括飞控系统),灾难性失效状态的概率需低于10⁻⁹/飞行小时。这意味着飞控系统在每10亿飞行小时内最多只能发生一次灾难性故障——这一标准与民用核电站的安全等级相当。而单通道非冗余飞控系统的可靠性最多只能做到灾难性事故率小于10⁻⁵/飞行小时,存在4个数量级的差距。这一适航要求对飞控系统的架构设计、软硬件研发、测试验证和全生命周期管理提出了极高要求,构成了载人eVTOL飞控行业最核心的进入壁垒。
表3:运输类飞机适航标准关键安全性要求
失效影响等级影响程度定量概率要求
灾难级(I类)妨碍飞机持续安全飞行或着陆,致命或丧失能力<10⁻⁹/FH
危险级(II类)极大降低运行能力,机组工作负荷极大增加<10⁻⁷/FH
较大级(III类)较大降低运行能力,乘客身体极度不适<10⁻⁵/FH

多余度技术是满足适航安全的必然选择,四子系统协同保障

为将灾难性事故率从单系统的10⁻⁵降至10⁻⁹,飞控系统必须采用多余度架构设计。飞控系统由传感器、飞控计算机、作动器和控制显示四大子系统构成。计算机子系统通过配置多个CPU模块和I/O模块,采用同步实时工作设计,在不同飞控计算机之间建立内部数据交互和投票机制,实现故障检测、隔离和系统重构。传感器子系统通过余度配置和信号表决提高数据可用性和完整性,应对约5%-10%的内部监控漏检率。作动器子系统采用分布式布局——单侧舵面配置2个舵机(主-主或主-备设计),电机采用6/8/12/16旋翼布局并提供1.5-2.0倍拉力冗余。四层余度设计共同保证飞控系统在单点或多点故障后仍能维持安全运行。

SVO(简化飞行操纵)趋势重塑飞控价值量,推动FCS/FMS综合化

根据GAMA定义,SVO是指能为飞行员或操纵员降低执行飞行相关任务复杂度且同时提升安全性的飞行系统、界面、操作和训练方式。当前多数eVTOL主机厂在第一代产品中采用有驾驶员方案,但面对旋翼与固定翼过渡阶段气动效应复杂的飞行状态,飞行员无法像自动控制系统一样做到每秒数百次以上的精密调整。SVO通过飞控软件在部分操作上代替飞行员来实现——从面向现有飞行员的SVO 1级,到面向无飞行经验操作员的SVO 2级(1-2周训练),再到指定目的地完全自主飞行的SVO 3级。SVO对飞控系统的功能、架构和安全性提出更高要求,浙商证券认为飞控价值量有望伴随SVO等级提升而持续增长。同时,自动飞行趋势推动飞行管理系统(FMS)从综合模块化航电平台中剥离,与飞控系统集成在飞行控制模块中,实现综合化设计,减少数据交互延迟、降低重量和适航取证成本。

汽车电子技术外溢赋能飞控升级,城控制器架构提供新思路

汽车电子领域的域控制器架构正为飞控行业发展提供新的技术思路。域控制器将原本需要多个ECU实现的核心功能集成,配合标准化数据交互接口,极大降低了车载电子系统的开发和制造成本。当前航空电子和汽车电子均正从分布式联合架构向综合集成式架构转变,技术路线趋同。随着丰田(投资Joby近4亿美元)、现代(成立Supernal)、吉利(投资Volocopter并成立沃飞长空)、小鹏(小鹏汇天获1.5亿美元B1轮融资)等汽车巨头和新势力加速入局eVTOL,其在带动汽车与航空上下游供应链发展的同时,将积极尝试将智能座舱、自动驾驶等成熟的汽车电子先进技术应用于eVTOL。这种跨界技术融合有望推动飞控系统在人机交互、域控架构、冗余设计等方面实现代际升级。
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