看十年,谁将成为中国民用直升机市场的终结者?

中国通航市场需要能够垂直起降、可低速作业、可悬停的民用直升机平台,而国内缺少本土的民用直升机制造业,通航市场充斥着国外制造商上个世纪研发设计的直升机平台,民用直升机的市场供给不能很好的满足中国运营商的需要。

中国通航市场需要能够垂直起降、可低速作业、可悬停的民用直升机平台,而国内缺少本土的民用直升机制造业,通航市场充斥着国外制造商上个世纪研发设计的直升机平台,民用直升机的市场供给不能很好的满足中国运营商的需要。中国新兴无人机制造业的蓬勃发展有望改变这一行业现实,为中国通航运营提供新的解决思路。

一、中国通航作业市场需要民用直升机

2011年底,中国内地在册民用直升机数量仅为238架,2017年底这个数字达到1017架。短短7年时间,中国民用直升机数量增长四倍,并成为全球民用直升机发展最快的市场。国内民用直升机的快速增长一方面源于低空空域管理体制的改革,另一方面源于国内通航作业市场的需要。

△图1:2011-2017年中国民用直升机在册数量

直升机部署方便、可悬停/低速飞行的特点可以满足中国通航作业市场执行特殊任务的需要。以2017年国内民用直升机主要运行项目飞行小时数为例[1],除执照培训外,海上石油、电力巡线和空中旅游是国内民用直升机的三大主要运行项目。值得一提的是,这三大作业项目也是目前仅能通过直升机完成的项目。海上石油主要借助直升机可垂直起降的特性,方便在海上石油钻井平台部署;电力巡线和空中旅游服务则主要借助直升机可悬停和低速飞行的特性,方便电力巡线员低空作业,也方便游客欣赏低空的美景。

△图2:2017年民用直升机主要运行项目作业比例(数据来源:中国航空运输协会通用航空分会)

我国是一个幅员辽阔、人口众多、地理和自然环境复杂的国家,国内航空应急救援体系建设、产业结构升级等对直升机的现实需求和潜在需求都很大。由于直升机机动灵活、自由起降,不受基础建设条件的限制,因此广泛服务于我国的工业、农业、能源、安保等众多传统领域。同时,国内低空空域管理改革正在逐步推进,通航产业大发展的预期愈发强烈,医疗救援、航空旅游、警务航空等新兴通航作业市场正蓬勃兴起,这些都构成对民用直升机的现实需求。因此,无论从短期还是从长期来看,中国通航作业市场都需要能够垂直起降的、方便部署的、可悬停和低速作业的民用直升机。

二、国内民用直升机市场是外资品牌的天下

既然国内通航作业需要直升机平台,那么现有直升机平台都是哪些平台?它们能否满足国内通航作业市场的需要?让我们通过以下两组数据来说明一下:

△图3:2017年中国在册主要直升机型

上图是截止2017年底,中国内地在册直升机型的数量排名情况(取前十)。数据显示,R44、AS 350 B3和R22Beta是中国内地在册数量最多的三款直升机型,三者合计所占市场份额超过44.0%。在这份榜单里,除了恩斯特龙480B外没有其他国产直升机型上榜,如果没有重庆通航产业集团对美国恩斯特龙企业的全资收购,中国民用直升机主流市场将全部是外资直升机品牌的天下。让我们再来看下一组数据:

△图4:2017年中国在册直升机产地分布

数据显示,截止2017年底我国在册的直升机中,国产直升机占机队总量的6.4%左右。也就是说在国内上千架的在册民用直升机中,仅有60多架为国产或中外合资的直升机型号。换言之,中国通航运营市场充斥着外资直升机作业平台,而国内缺少有竞争力的国产民用直升机型号。

随着国内民用直升机市场的迅速发展,以欧美为首的直升机制造厂商纷纷将目光转向国内市场,并先后布局中国大陆的生产落地与市场开拓,如空客直升机在青岛落地投产、贝尔直升机将在陕西建立总装线等。虽然欧美直升机制造厂商在国内的生产落地正在如火如荼的开展,但最终未必能够分得国内通航市场的大蛋糕,因为国外民用直升机的市场供给并不能满足国内通航作业市场的需求。

三、国外直升机的市场供给不满足国内需求

国外民用直升机平台既然可以作为标准产品行销世界,为什么不能满足中国通航运营商的需要呢?以下用实际情况来举例说明:

1)研发设计年代久远,不满足中国现实需求

国外直升机机型大都是上个世纪的研发设计成果,在国内畅销的民用直升机中,Cabri G2是最晚定型的直升机平台,其定型年份是2005年,其他直升机平台的定型年份分别集中在1970年和1990年左右。彼时,中国的通用航空基础还非常薄弱,中国本土在册民用直升机屈指可数,国外在直升机研发设计之初甚至不会考虑中国通航市场的应用需求,因此直升机性能设计与中国本土实际应用需求存在一定的差异,而高原性能的普遍缺失是国外直升机性能设计与中国应用不相匹配的最具代表性的证据。

△图5:中国三级地形阶梯分布图

上图为中国地形图,我国内陆地势西高东低,呈阶梯状分布:第一阶梯的平均海拔在4000米以上,第二阶梯的平均海拔在1000~2000米,第三阶梯的大部分海拔在500米以下。由此看出,中国的高原和高山面积共占全国陆地总面积的三分之二,这样的地形地貌必定对高原型直升机有较强需求,而现有直升机平台的高原性能却普遍不能满足国内高原场景应用需求。诚然,直升机高原性能的“投入产出比”不高,但若彼时中国是民用直升机增长最快的市场,国外直升机的平台设计势必会更多考虑中国市场的应用需求。中国除地形复杂外,气候也复杂多变,气候类型相对单一的美欧直升机制造商极少会考虑到中国市场自然与地理环境的适应性。

2)平台场景设计与本土应用不符

除性能设计之外,国外直升机平台的场景用途设计也与中国本土应用相悖。中外在民用直升机使用方面具有天然的差异,国外对民用直升机的使用主要体现在交通属性和消费属性方面,国内对民用直升机的使用则主要体现在工具属性方面。以美国为例,私人飞行和商务飞行是民用直升机的主要用途,因此美国民用直升机主要由企业和私人消费;而国内民用直升机的飞行量由工业作业、农林作业和执照培训所贡献,因此国内民用直升机主要由通航运营企业采购并作为生产工具进行使用。

中外在民用直升机使用方面的差异也造成国外直升机场景设计与国内直升机应用的不匹配,这种不匹配性主要体现在场景型号设计和可选装设备方面。以国内市场占有率最高的罗宾逊R44直升机为例,R44在设计之初就定义成为性价比最高的私人直升机,因此对作业需求的考虑较少;同时由于国外警察部队、新闻机构对R44的采购需求较多,罗宾逊直升机公司为R44配备了警用机型和新闻机型;而在国内,R44直升机则主要应用于农林防护作业中。国外直升机平台的应用场景设计与本土应用的脱节,造成直升机制造企业与任务载荷提供方的相互隔离,也使原本有望成为系统集成商的直升机制造企业无法深入参与到本地通航运营商的生产过程中。

3)供需市场的不匹配,加大运营商与经销商的营业风险

传统直升机厂商的平台售价与国内通航运营商的实际可承受能力也存在较大差距。在本地售价方面,国内通航企业在采购国外民用直升机平台时,通常要比国外用户多付近30%的费用,这部分费用主要包括进口所产生的增值税、关税、运输费用和代理费用,这大大加重了国内通航企业的成本负担。由于国内通航企业的盈利状况普遍不佳,通航企业通常会对运营成本进行严格控制;为了减少企业的购机成本,本地通航运营商通常会购买国外的二手直升机平台。而二手商品在市场交易时往往存在诸多信息不对称的情况,尤其是高价值的直升机平台,这样的购机方式加大了国内运营商的购机风险。

在交付周期方面,传统直升机厂商的供给能力也与国内通航运营商的需求存在一定差距。在制定平台采购计划时,通航运营企业需要根据当年的业务开展情况、明年业务发展规划及现有直升机平台的支撑能力进行综合盘点,并给出直升机采购或租赁的安排与计划,因此采购计划最多会提前半年到一年制定,平台采购、交付与试飞也需要在淡季的半年之内完成。但是目前传统直升机厂商需要根据订单情况进行排产,平台供给周期短则需要半年,长则达三四年之久,能够实现交付的时间周期更久。为解决直升机平台供给方和需求方在交付周期的时间差问题,国内直升机经销商会通过提前订购“占机位”的方式解决,这相当于传统的直升机厂商将购机风险转嫁给了国内经销商,这样操作在市场需求增长的时候可能不会出现问题,但在市场需求缩减或市场急剧变动的情况下,经销商需要承受较大的市场风险。

4)供需市场的不匹配,加大运营商与经销商的营业风险

在售后服务方面,国外直升机厂商对国内通航运营商的维修保障和技术支援也极为有限。欧美为主的直升机制造厂商主要通过互联网,凭借运营人的账号登陆官方网站,获取所需的技术资料与技术支持。而直升机平台在实际使用过程中的故障问题很难通过维修手册获得直接指导,只能凭借机务人员对直升机系统的理解和经验进行判断;平台的定检、维修、航材采购一般也无法从制造厂商获得支持,而需要通过本地经销商、授权维修中心甚至是同行企业之间的共享来解决。

以上种种问题皆说明民用直升机供给市场不能很好的满足本地运营商的需求。国内通航运营商本就在夹缝中生存,而国外直升机制造商所构成的市场供给端并没有减轻他们的负担,那这样的供给现状还将存续多久?

无人机的出现让国内通航市场新增变数

如果没有民用无人机的出现,通航运营企业还要在很长一段时间内不得不接受这样的供给现实。国内新兴民用无人机制造产业的兴起,使国内通航作业市场的走向新增变数。新兴民用无人机制造企业,基于国内实际作业环境和真实应用场景,研发设计的空中无人化作业解决方案,不仅可以提升空中作业的安全性,更能大幅降低企业运营成本,让通航企业的自力更生和普遍盈利不再遥远。

也许你认为这是在痴人说梦,因为你知道的民用无人机都是消费级无人机(如图6),或者最多是小型的多旋翼无人机(如图7),认为它们的飞行性能和作业效率远远比不上现有的直升机。

△图6:民用消费级无人机 △图7:民用农业植保无人机

你也许无法想象无人机也可能会是中型的无人直升机(如图8),甚至是大型的无人直升机(如图9)。这些无人机的作业效率也许暂时稍逊于现有直升机,但作业效果却和现有直升机不相上下,作业成本的表现更是显著优于现有直升机,因此民用无人机对传统直升机的替代并非空虚来风。

△图8:中型民用无人直升机 △图9:大型民用无人直升机

从国内民用直升机的机型构成来看,轻小型直升机约占我国民用直升机市场的半壁江山。作为非专业人士,本文对轻小型直升机的定义为四座及以下的活塞直升机,其中包含R44、R22、S269等热门机型。中国大陆在册民用直升机中,有46%的机型为轻小型直升机,轻小型直升机在通航作业中的用途主要为培训、农林喷洒、空中游览、航空拍摄等。

无人机对轻小型直升机替代的关键来自于飞行员载荷能力的释放。因为传统直升机必须通过飞行员的驾驶才能作业,所以任何一款直升机的“实际有效载荷”都会因为飞行员的存在而有所折扣,轻小型直升机更是如此。无人机正是减少了飞行员的存在,从而将其转化为作业任务的载荷能力。这样,单座无人直升机的作业能力如同双座直升机,而双座无人直升机的作业能力就可近似于四座直升机。以一飞的MQ-300无人直升机为例,此款无人直升机正是从单座直升机无人化改造而来,其有效载荷可达100KG,在电力巡线、航空护林、航空物探和航空测绘等方面大有用武之地。

△图10:一飞MQ-300无人直升机

无人机对国内通航市场的更大影响来自于对中大型传统直升机的颠覆,因为中大型直升机才是国内通航作业的主流机型。国内直升机运营商从作业安全性和经济性的角度出发,更倾向于选择中大型直升机进行空中作业。安全性是指为了保证飞行员和整机的作业安全,通常会选择有一定性能冗余的直升机进行作业,因此会出现“大马拉小车”的情况。例如,在国内电力巡线作业中较多使用的是美国Bell-206机型,这是一款1+6座中型直升机,而巡线工作通常需要一名飞行员和两名航检员,同时需要装备带陀螺稳定器的望远镜、红外热成像仪、数码摄像机、可见光录像机等设备,相当于需要4人左右载重能力。诚然,Bell-206直升机的作业半径更远、机动性更强,而且更适合带电作业,但这样有些“浪费”的性能冗余确实是更多考虑了人员和机体的安全因素。而将无人机用于电力巡线作业中,仅需搭载上述设备即可作业,无需飞行员和航检员承担较多的安全风险,同时作业成本也大幅降低(行业报告指出,直升机电力巡检的飞行成本在7000元/小时以上,而无人机的飞行成本为1500元/小时)。

中大型直升机的作业经济性并非是与无人机相比,而是与轻小型的直升机对比。中大型直升机单位小时的作业成本肯定更高,但中大型直升机从事飞行作业的任务收费较高、同时也能够获得更多的飞行小时补贴,而且由于作业效率提升所产生的机组差旅费用也会相应降低,因此成熟的通航运营商后期开展业务后会更多采用中大型直升机。但是在某些通航作业任务中,中大型直升机的作业经济性和无人机相比毫无优势可言。例如,在日常的航空护林巡航方面,如果使用采用有人直升机,则需要3-4名飞行员、领航员和若干名观察员,并且需要Mi-171或Ka-32这样的大型直升机才能完成。若航空护林使用MQ-300这样的无人直升机,则可通过搭载的影像传输设备将现场情况实时回传给地面监测站点,还能进行24小时不间断的巡查和监视。相比有人直升机,无人机的造价成本更低、需要的机组成员更少,同时所产生的经济价值更大。

事实上,在前文所述的直升机主要运行项目中,除海上石油、空中旅游和航空医疗等需要载人的应用场景无人机暂时无法完成外,诸如电力巡线、农林喷洒、航空护林和空中拍照等通航作业均已开始尝试或规模化的采用无人机进行作业,这部分飞行作业的比例约占所有民用直升机作业市场的60%。随着无人机自动驾驶技术的发展,无人驾驶载客飞机也将成为现实。

强势入围,无人机的竞争底气来自哪里

民用无人机之所以能够替代传统直升机完成通航作业,除作业成本的优势外,还来自于对通航作业场景的深度理解和高度定制。直升机作为运营商的重要生产工具,其采购成本动辄数千万甚至上亿元,而国内单一的通航作业量又很难支撑其平台运营,因此直升机平台的通用性必须足够强大才能满足多用途使用;同时,传统直升机制造厂商主要对外提供的也是整机平台。因此,传统直升机与国内通航作业市场相隔较远,运营商还需对直升机平台进行加改装才能符合各场景的作业要求,制造厂商也无法为国内的行业应用提供完整解决方案。

民用无人机则更为贴近国内的通航作业市场的需求。一方面,民用直升机作为新兴的生产工具,必须提供完整的作业解决方案才能满足终端用户的需求;另一方面,民用无人机的造价成本相对较低容易做到场景定制化。因此,新兴的无人机制造企业对国内通航作业环境和应用场景都有更深入的理解,能够借助智能化的硬件系统和信息化的软件平台为通航应用提供完整的空中无人化作业解决方案。

因此,无人机强势入围的主要原因是能够面向国内通航市场提供智能化、信息化的作业解决方案。无人机的智能化表现在飞行控制系统和各种智能硬件传感器的加装上。智能硬件传感器具有强大的外界环境与机身状态感知能力,能够测控各方数据并输出到飞行控制系统中;而智能飞行控制系统需要将各方数据进行深度融合,不仅需要实现飞行过程中的地形跟随、自主避障,还可实时监控机体的运行状态,保证飞行作业任务的顺利完成。智能飞控系统在无人机上起到的作用类似于直升机的飞行员,但飞行员的培养训练与飞行经验很难复制,飞控系统的优化与迭代却很容易实现,这使民用无人机的智能水平能够得到更快的提升。 

无人机的信息化则更多体现在作业任务规划与后台管理软件上。目前,民用无人机的操控已经完全脱离遥控器,可以在电脑或手机地面站上进行任务规划。后台管理软件则是无人机的运营管控与调度平台,不仅可以实时有效的监控飞行作业中的无人机,还可以实现远程解锁、电子围栏、实时监控、轨迹回放、作业数据统计和整机人员设备管理、在线数据分析、系统健康管理、故障诊断与预警等功能。

△图11:百思智云无人机管理平台

降维打击,民用无人机制造商势不可挡

同样是航空制造业,新兴无人机制造和传统直升机制造到底有哪些区别能给国内通航产业带来如此巨大的变化?实际上,新兴民用无人机制造业在产品设计理念、服务理念和商业模式方面均与传统直升机制造业大不相同,这些不同终将造就民用无人机这个强大的新兴物种。

在产品设计理念方面,传统直升机的研发设计周期漫长,一旦平台定型后便会成为企业的标准货架产品,飞行器适航规定的要求也会维持平台及核心部件的长期不变,传统直升机平台便成为缺乏“生命力”的硬件产品。新兴无人机是软硬件相结合的智能产品,“研发-检验-反馈-调整”的机制推动产品的快速更迭,不断为行业应用提供价格更低、性能更优、功能更丰富的作业平台,成为极具“进化能力”的智能产品。以目前广泛使用的植保无人机为例,2013年以前植保无人机还是售价在十万元及以上、只具备遥控操作功能的作业平台;经过近5年的市场检验与更新迭代,2018年植保无人机已成为售价在五万元及以下、能够实现自主飞行和精准作业的智能产品。未来,新兴无人机的硬件结构也许会趋于定型,但是承担任务设定与管理功能的软件系统仍将持续更迭,不断为作业平台与应用行业赋能。

在服务理念方面,传统直升机制造业是典型的卖方市场服务模式,通航企业选定了平台产品也被动的选择了厂家的售后服务,国内通航运营企业能够享受的售后服务以制造厂家愿意提供的服务为限,其他平台使用问题需要找经销商、售后维修单位和同行企业寻求解决;而新兴无人机制造业是买方市场的服务模式,不仅能够为通航企业提供可定制性强的解决方案,更能提供一站式的保姆服务,通航运营企业在采购、使用、维修和售后方面的任何需求均可与国内无人机制造厂商直接沟通获得。同样以植保无人机为例,目前无人机制造厂商不仅面向客户提供行业解决方案,更能为客户提供租赁、培训、保险、维修以及7*24小时的售后服务,这样全方位的服务内容是未来通航运营企业也能享有的。

在商业模式方面,传统直升机制造企业以平台和航材的硬件销售为主,将平台销售作为目的和终点,很少考虑国内运营商的实际使用情况,企业研发人员主要为了将平台卖出去而存在;而新兴无人机制造企业则以无人机平台的售出为始点,围绕通航运营商购买后的实际应用提供智能服务,企业的部分研发人员是为了平台卖出去以后而存在。

△图12:传统直升机与新兴无人机制造能力对比

相比传统的直升机制造,新兴的无人机制造商更具备用户思维、更富创新能力。在这种理念下诞生的新兴无人机平台在产品设计、服务方式和综合运营成本上都能更好的满足国内通航作业的需要。

中国民用直升机制造业的弯道超车之路

中国民用直升机制造业之所以出现弯道超车的机会,归根到底是因为传统直升机与新兴无人机制造的核心能力已经发生迁移。传统直升机制造的核心竞争力是飞机平台的研发设计与生产制造能力,制造企业形成了以直升机生产制造为核心的供应链生态体系。而随着军用无人机研发能力的外溢和国内无人机供应链的成熟,民用无人机的研发制造难度在不断下降,新兴无人机制造的核心竞争力已经转变为基于应用场景的理解和开发能力。由于无人机平台的智能性和解决方案的完整性远超现有直升机,无人机制造企业围绕无人机应用形成了任务载荷生态系统。

△图13:民用直升机产业演进路线图

国内新兴无人机制造的兴起为通航作业市场提供了新的解决思路,行业应用无人机也许可以成为通航作业市场的砥柱中流。当国内通航作业市场被新型生产工具所逐渐取代时,长久以来未得到发展的空中交通工具也会新增很多变数。也许,中国的民用直升机制造业真的可以通过本土无人机制造业的兴起实现弯道超车。


 

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