地平线转移:航空航天领域的加速颠覆
确认
我们要感谢以下人员分享他们的时间和见解，这对本报告的编写非常宝贵:
马西莫Bandecchi欧洲空间局空间系统工程特别顾问;爱德华多Bellido泰利斯阿莱尼亚航天西班牙公司首席执行官;罗伯特DingemansePAL-V International BV首席执行官;汉斯·HecherSchiebel集团首席执行官
简介
航空航天工业有着悠久的创新传统，以飞行的特殊需求为动力，对意想不到的挑战和需求的快速变化并不陌生。但冠状病毒大流行是迄今为止最严峻的考验，需要新的思维方式和前所未有的灵活性。
虽然航空客运量持平，但全球航空货运需求已超过货机运力。因此，在客舱甚至乘客甲板上装载着医疗用品的客机正在恢复服务
随着人们使他们的家庭和工作生活适应封锁和长期的社会距离，无人机(无人机)变得越来越有吸引力。例如，远程运送医疗用品的价值，以及能够在没有人接触的情况下对公共场所进行消毒。
科技魅力
为了度过这场危机，欧洲航空业必须努力确保其短期弹性，同时预计长期竞争活动将复苏。Protolabs的新研究表明，创新、新兴和不断发展的技术，如增材制造，将对这些努力至关重要。超过六成的受访者(62%)表示，颠覆性技术正在使他们的公司更具竞争力(见图1)。他们表示，他们正专注于电气化、自动系统、卫星和轻质材料，以提高成本效益并实现新的服务。华体会app官网大多数人(58%)预计在短短几年内，我们的天空将出现自动驾驶和电动飞机(见图2)。
在这种背景下，通过快速原型制作和使用不断发展的技术(如金属3D打印)来实现重量轻但强度大的组件，从而更快地生产和测试新概念的能力至关重要。
60%的欧洲受访者认为，颠覆性技术使他们的公司更具竞争力
机会敲门
调查结果表明，尽管大流行带来了不确定性和不可避免的担忧，但航空航天有着光明的未来。这些数据显示，在疫情爆发的最初阶段(即2020年2月和3月进行调查)之前和期间，人们对行业增长的信心持续保持在高水平。
这种信心现在可能会受到经济不确定性的影响，但仍有新的增长机会。
在这项研究中，我们看看该行业可以反弹的一些方式。在第一部分中，我们将着眼于颠覆性技术及其对行业的影响，并提出四个重要问题:
- 颠覆性技术会给公司带来优势吗?
- 哪些技术和商业模式会蓬勃发展?
- 这将是无人机的时代吗?
- Covid-19是破坏的催化剂吗?
在本报告的第二部分。然后，我们将探索新技术和供应链如何通过使用不断发展的生产技术(如3D打印)和新材料来减轻重量和提高燃油效率，帮助行业实现许多目标。
颠覆性技术会给公司带来优势吗?
当然，航空航天工业受到严格的监管和控制，这也是消费电子产品比航空电子产品(航空电子设备)发展得更快的原因之一。
然而，航空航天业有一种强烈的信念，即颠覆性技术会给公司带来竞争优势:研究结果显示，人们明确预期技术将推动竞争力。超过六成的受访者(62%)表示，颠覆性技术正在使他们的公司更具竞争力(见图1)。
欧洲航天局空间系统工程特别顾问Massimo Bandecchi说:“我们正处于欧洲航空航天工业转型的边缘，颠覆性技术正在产生影响。”“从一个昂贵的大型系统过渡到许多小型系统可以让我们以更低的价格获得更高的性能。因此，成本、风险和整体工程方法的范围正在发生变化，有利于能够进入该领域的小型公司。”
通过多元化竞争
近年来，卫星业务新市场参与者的激增，表明了技术改变该行业的潜力。它创造了一个竞争环境，在这个环境中，小型的、具有成本效益的卫星被送入轨道，为客户提供按需服务。华体会app官网
2019冠状病毒病当然减缓了该市场的融资速度，随着卫星制造商和通信公司OneWeb于2020年3月退出，预计将出现整合。2通过新技术和更轻材料创新和实现成本效益的能力变得越来越重要。
对于这一努力至关重要的是，公司能够利用其供应链的专业知识，使新的组件、材料和设计能够快速原型化和测试。3D打印、CNC加工和按需注射成型等生产技术，也使得从一次性定制到数千件的新型轻量化零件的生产具有成本效益。
航空航天制造商泰利斯阿莱尼亚航天公司就是一个在卫星价值链中提升的公司。作为电信和地球观测卫星有效载荷的主要承包商，该公司已进入新的领域和客户，如发射器领域，发射器地面部分和平流层平台。
该公司在西班牙的首席执行官爱德华多·贝利多表示，该公司在一个陌生的市场采取了创新和颠覆性的方法。他说:“两年前，一个新客户要求我们以极具挑战性的价格制造卫星发射遥测传输设备。”“我们必须从零开始发明和创新，审视每个组件的成本，规划每个阶段，并以全新的心态考虑自动化。从那时起，我们一直在利用我们所学到的知识开发该项目，以满足客户对新思维方式、创新、颠覆性方法和颠覆性技术的要求。”
哪些技术和商业模式会蓬勃发展?
自动驾驶飞机和按需飞行最终会成为商业航空航天运营的一部分吗?我们的受访者是这么认为的。
约六成(58%)的人表示，自动驾驶飞机和按需飞行是商业航空航天的未来，而另外58%的人认为，商业电动短途飞行将在几年内实现。
自动驾驶飞机和按需飞行是商业航空航天的未来
几年后，商业电动短途航班将会开通
全新的旅行视野
这意味着我们可以期待看到城市交通的重大变化。自动导航空中“出租车”的科幻愿景依赖于对颠覆性技术的仔细规划和投资，而且可能还很遥远。但一些按需服务已经触手可及。华体会app官网
今天的固定翼飞机和直升机速度快、效率高，但操作成本昂贵。这种连接的未来是轻型电动飞机，能够安全有效地携带小型有效载荷。
这种方法确实意味着需要开发和彻底测试新组件。无论是新设计还是高性能塑料和金属之间的材料比较，组织都需要充分利用快速原型和不断变化的生产技术，如使用DMLS的金属3D打印、CNC加工和塑料注塑。
荷兰公司PAL-V International BV正在开发一种全新的个人出行方式:飞行汽车，它可以飞行和驾驶，不像与直升机竞争的电动垂直起降(VTOL)。
PAL-V首席执行官罗伯特•丁格曼斯表示:“空中交通的第一个市场将是城市、城镇和农村环境之间的飞行驾驶。运营商将使用欧洲大量的小型机场和简易机场在城市之间飞行，然后使用相同的车辆在城市道路交通中行驶。“这是一种非常新型的出行方式，”他说，“它让人们有机会更快地移动，住在其他地方，或者去避暑别墅度过一个周末，而不是一周。”
“毫无疑问，在空中运输货物和提供个人机动性将在未来几十年推动自主运营、分布式推进和新飞行方式的主要趋势。”
丁格曼斯指出，在开发新型电力推进系统时，仍然存在一个大问题:电能从何而来?现有的电池仍然太重。
受访者认识到这个问题的重要性:更快的电池充电和电池存储是他们预计在未来三到五年内影响行业的三大技术之一(见图3)。
欧洲航空公司对电池技术的进步寄予厚望
这将是无人机的时代吗?
十分之七的受访者预计未来两到三年内消费级无人机市场将出现增长，67%的受访者对电池-电力推进的前景充满信心，62%的受访者预计卫星市场将出现增长。
它们是相连的。卫星市场的扩大和电力推进技术的进步将支撑替代飞机的增长，特别是无人机市场的增长。
如今的无人机通常在飞行过程中有一名操作员，与人类控制器相连;这种连接可能是通过无线电控制、wi-fi应用，甚至是手势控制，但一旦操作员和无人机失去视线，GPS和数据链接就必须使用。想象一下，在同一空域飞行的多架无人机，以及先进控制和监视的重要性，就会出现一种单一的基础技术:卫星。因此，毫不奇怪，受访者也预计卫星市场将继续增长。
据预测，2019年欧洲无人机市场将从2018年的40亿美元增长到2024年的97亿美元。根据欧盟立法和技术进步，通过无人机进行最后一英里的产品交付最终可能覆盖7%至30%的欧盟公民
调查结果支持了这些预测，一半的受访者预计，未来三年内，商用无人机送货将在欧洲变得普遍(见图5)。
为了实现这一目标，我们需要在轻质材料方面进行进一步的颠覆性开发。开发人员正在转向增材制造，这比传统的铸造方法更具灵活性。
可以使用直接金属激光烧结生产零件的新合金和金属的范围一直在增加。从最坚硬的合金如铬镍铁合金到导电铜，金属3D打印和不断改进的材料科学正在为工程设计师提供大量的新机会。
奥地利无人机制造商Schiebel集团首席执行官汉内斯·赫歇尔表示，他的公司已经投资于3D打印。他说:“我们相信，增材制造对于保持领先地位非常重要。”“其优点是增加了设计自由度，并节省了宝贵的重量。我们在飞机上每节省一克重量，就可以进一步提高飞机的续航能力或有效载荷能力。”
十分之七的受访者预计消费者无人机市场将会增长
预计以下服务将在未来五年内普及的企业比例华体会app官网
Covid-19是破坏的催化剂吗?
要让远程授课变得普遍，就必须权衡远程授课的实用性和监管机构的担忧。这意味着安全第一。
PAL-V的罗伯特·丁格曼斯持谨慎态度。他说:“我们需要确保无人机行动受到限制和监管，以维护安全。”“空气越繁忙，我们就越需要创造技术来规范所有操作，但这正在研究中，并将继续进行。我不认为这是未来最大的挑战。”
Covid-19带来的挑战可能会加速这一进程。我们的调查结果显示，3月5日至3月20日期间接受调查的受访者对商用无人机配送市场的看法比2月危机早期阶段的受访者更为乐观(见图6)。
Schiebel集团的Hannes Hecher表示，无人机市场正在上升，并将继续提高其重要性。
“新的应用程序不断被开发出来，”他说。“目前的全球形势和限制人与人接触的需求将进一步推动无人驾驶市场。”
这场危机加速了无人机的测试，因为公共和私营部门都在寻找安全提供服务和遏制病毒传播的方法华体会app官网无人机送华体会app官网餐等服务正以新的活力接受考验
在美国，为应对大流行而申请的无人机已获得美国联邦航空管理局(FAA)的监管豁免，无人机公司希望这将为未来的使用铺平道路因此，Covid-19为运营商和监管机构进一步探索无人机应用提供了刺激和需求。
预计无人机送货在未来三年内将成为普遍现象的企业比例
总结:应付今天，准备明天
无人机和创新的空中机动模式似乎将改变我们的天空，并推动欧洲航空工业的发展，而在新冠肺炎危机的挑战中，它们的作用更加突出。
然而，首先，航空业和监管机构需要就应对安全挑战和空域划分进行更深入的磋商。危机过后，监管部门的支持对于启动和支持新业务、重振陷入困境的现有企业以及帮助航空航天业维持运营至关重要。
寻找新的用例并继续探索下一个技术前沿取决于行业本身，在这些领域的突破可能会彻底改变航空航天。例如，泰利斯阿莱尼亚航天公司(Thales Alenia Space)正在继续投资人工智能等技术，因为它们在与卫星业务相关的几个领域具有潜力。
对人工智能、电池和电力推进的投资将帮助企业转向新的商业模式——卫星、城市空中交通、商用无人机——这将使它们在未来的市场中获得优势，即使是在危机时期。
它将为航空航天业庞大的共享供应链提供一条生命线，并增强市场信心，目前各公司正在放缓或暂停生产，让员工暂时休假，并努力在前所未有的不确定性环境中继续发展。
