例如，波音 787 作為飛機復合材料使用的火炬手，其結構的約50%由復合材料制成。對于汽車行業(yè)，這一數(shù)字明顯更低，輕型車輛中復合材料占車輛重量的 8-12%。然而，對于 eVTOL 而言，無論制造商如何，相同的數(shù)據(jù)平均高達約 70%的材料混合物。
由于大多數(shù) eVTOL 將由電池供電，因此需要在多種方式中實現(xiàn)輕量化（即，制造更輕的組件，并選擇需要更少組件的設計）。除此之外，eVTOL 還提出了嚴格的結構要求。因此，復合材料是 eVTOL制造商的一個明顯解決方案。
從機翼和機身等主要外部結構到夾子和支架等小型次要部件，復合材料將在每立方米 eVTOL 中找到應用。下圖突出了復合材料在該機型中的一些主要應用。
eVTOL 中 90%以上的復合材料將是碳纖維。大約 10%的復合材料將以保護膜的形式使用玻璃纖維增強材料。
半汽車銷量的航空航天質(zhì)量
任何復合材料零件的材料選擇和制造工藝通常取決于性能要求、零件尺寸和復雜性以及生產(chǎn)量等因素。然而，在 eVTOL 的情況下，選擇材料還有一個額外的參數(shù)：易于認證。
原始設備制造商的首要任務是盡快獲得飛機認證，他們正在通過挑選經(jīng)過測試的材料來實現(xiàn)這一目標，而不是專注于創(chuàng)新。由于迄今為止，熱固性樹脂一直是航空航天行業(yè)中使用最多的樹脂類型，而且監(jiān)管機構最熟悉熱固性基質(zhì)，因此超過 90%的 eVTOL 原始設備制造商正在通過熱固性豐富平臺進行認證。
另一方面，熱塑性樹脂系統(tǒng)僅用于第一代 eVTOL 的較小部分。然而，隨著生產(chǎn)量增加到每年幾千架飛機，向熱塑性密集型結構的過渡成為不可避免的，并且應用可以超越小部件。盡管如此，預計這一轉變將是漸進的，并且可能在 2030 年之前占 eVTOL 中復合材料使用總量的 10%以下。
在那些成功登上頭條的原始設備制造商中，Jaunt Air Mobility（美國德克薩斯州達拉斯）是唯一一家致力于熱塑性塑料豐富模型的制造商，其愿景是制造 99%可回收的飛機。另一家大量使用熱塑性塑料的 OEM 公司是 Vertical Aerospace（英國布里斯托爾）。Vertical公司使用的轉子葉片、電池外殼、內(nèi)部和支架等部件 VX4 都是用熱塑性預浸料制成的。
盡管熱塑性塑料的適應速度有點慢，但可以說，在未來空中交通（AAM-advanced air mobility）市場的材料供應方面，Hexcel、Toray、Solvay 和 Teijin 等關鍵復合材料供應商已經(jīng)走在了前面。盡管目前熱固性材料在行業(yè)中占據(jù)主導地位，但所有上述供應商提供的城市空中交通（UAM- urban air mobility）材料包括廣泛的熱塑性塑料，其應用范圍從較小的次要部件（如轉子葉片和支架）到主要結構（如機翼和機身）。
此外，由于 eVTOL 的生產(chǎn)量將是半汽車型的，其數(shù)量高于航空航天，但遠低于汽車行業(yè)，即年生產(chǎn)量為 6000-8000 架以上的飛機，并且由于 eVTOLs 將提供市內(nèi)旅行，因此它們將比航空航天市場更多地侵入汽車市場。正因為如此，eVTOL 行業(yè)有來自汽車價值鏈的一些關鍵參與者的公平參與。喬比（Joby）與豐田（Toyota）的關系和阿切爾（Archer）與斯特蘭提斯((Stellantis)的合作關系就是兩個這樣的例子。
幾千英尺高的機會
由于 eVTOL 原始設備制造商計劃迅速擴大生產(chǎn)規(guī)模，因此對復合材料的需求將遵循類似的軌跡。根據(jù) Stratview Research 最近的一份報告，eVTOL 行業(yè)對復合材料的需求預計將在六年內(nèi)增長約 20倍，從 2024 年的 110 萬英鎊增至 2030 年的 2590 萬英鎊。
復合材料需求和 eVTOL 產(chǎn)量：2024-2030 年
eVTOL 行業(yè)不僅將為復合材料行業(yè)創(chuàng)造機會，也將為價值鏈上的其他幾個參與者創(chuàng)造機會。以下列出了 eVTOL 行業(yè)的一些關鍵制造和供應伙伴關系。
一個后果可能是原材料——特別是碳纖維——供應受限。AAM代表了一個新的、高增長、高容量的垂直市場，該市場依賴復合材料來滿足基本和關鍵的車輛重量目標。再加上復合材料在商業(yè)航空航天和汽車項目中的現(xiàn)有和新應用，不難認識到在 eVTOL 商業(yè)化的最初幾年中，供應緊縮的潛力。
前方的天空有多晴朗？eVTOL 行業(yè)的機遇是巨大而真實的，但“革命”正面臨一些逆風：認證、制造帶寬、試點供應短缺、AAM 基礎設施的可用性和客戶接受度。最后一個挑戰(zhàn)——客戶接受度——是一個重大挑戰(zhàn)。乘坐 eVTOL 飛行時，個人感覺越安全、越舒適，領養(yǎng)速度就越快。
安全、負擔得起、方便、城際和市內(nèi)空中交通的前景并不遙遠，對于希望逃離地面交通的旅行者來說，這可能是一個非常有吸引力的選擇。也就是說，如果沒有達到預期，市場的興奮和預期就什么都沒有了。鑒于 AAM 的利益相關者離實現(xiàn)其承諾有多近，未來幾年將是 AAM 利益相關者最關鍵的一年。未來幾年，世界可能會見證一個新的移動時代，讓我們希望 eVTOL 將變得比興奮更值得。
