航电+飞控：向自主化、智能化演进，国产化率有望逐步提升
思瀚产业研究院    2025-04-24

航电飞控系统可大致分为电源、模块、控制、驱动四模块。为 eVTOL 提供动力的各个旋翼或螺旋桨均安装在电机转子上，通过驱动模块控制每个电机的转速来提供不同升力以实现各种飞行姿态。

驱动模块的速度控制信号来自于控制模块的中央控制单元，速度控制信号的形成依据则是检测模块中 IMU 惯性测量单元提供的姿势数据、电子罗盘提供的位置数据以及气压计等提供的气象数据。电源模块为检测模块、控制模块和驱动模块提供电力。航电飞控系统是 eVTOL 的神经中枢“大脑”，解决“在哪儿，去哪儿，怎么飞”三个问题。

航电飞控系统承担着替代飞行员全面或部分控制飞机稳定运行的重要角色，除具有自动驾驶仪的功能外，还能增强飞机的操控性和稳定性，实现航迹管理、自动导航、自动降落、地形跟踪、飞行中自动调整机翼负荷分布、精准定位及编队飞行等功能。

对于 eVTOL，全球诸如 CAAC、FAA、EASA 和 ICAO 等官方机构已经就航电飞控系统在适航安全、智能操控、通用适配等方面提出了一系列要求。预计 30 年 eVTOL 航电飞控市场规模约 131 亿元。根据《客运 eVTOL 应用与市场白皮书》预计，30 年累计国内 eVTOL 需求量为 16316 架，假设单机用航电飞控系统 80 万元，对应30 年国内 eVTOL 航电飞控累计市场规模累计约 131 亿元。

轻量化和高安全性是重要设计要求。eVTOL 飞行控制电动化主要体现在其飞控指令通过高可靠大功率电作动器执行，取消了传统液压作动方式，并通过总线信号传输、一体化伺服作动器设计等小型化、集成化手段，实现轻量化设计。

高安全性主要通过飞控系统部件的余度设计来实现，但更高的余度配置意味着更复杂的系统和更大的重量体积。电动垂直起降飞行器自身冗余操纵舵面配置在一定程度上可以提高飞行安全。因此，可以结合电动垂直起降飞行器自身高安全性的特点，从整机出发开展安全性设计更有利于实现飞控系统轻量化和全机性能优化。相较传统单旋翼直升机，eVTOL 飞控技术更难，未来朝着智能化发展。

eVTOL 垂直起降、巡航飞行、过渡转换等多模式切换对飞行控制带来很大挑战，相比传统直升机更需要实现全包线飞行鲁棒控制；未来，eVTOL 飞控技术向着自主化、智能化发展，通过高级自动控制功能设计、深度学习、强化学习等方法，实现一键自主起降、智能避障、自主航线运行、智能边界保护与故障重构等功能，提高电动垂直起降飞行器自动驾驶和智能化水平。

SVO 技术（极简操控）为重要发展趋势，目的在于通过飞行自动化技术降低飞行员的必需技能。在传统航空体系中飞行员是大多数系统和未知情况的失效安全（Failsafe）备份；在 UAM 场景下出于安全、易用、无人驾驶等需求驱动，SVO 应运而生。SVO 是航空业内“Simplified Vehicle Operations”的缩写，主要目的是基于飞行自动化技术来减少飞行员必须具备安全操控飞机的技能。SVO 按阶段逐步实现完全自主飞行。

SV01 主要面向当前固定翼的飞行员, 大幅降低学习VTOL 和旋翼飞机运营的负担；SV02 为没有飞行经验的人设计，自动化完成大多数飞行前计划，执行航线飞行指令；SVO3 则实现指定目的地后完全自主运行。从人机交互界面看，SVO 相比传统飞行器操控更加直观、简单。但从算法层面或是飞行控制角度看，SVO 对于 eVTOL 飞行包线提出了更高的要求，特别是在飞行包线保护和过渡态自动飞行方面，需要功能更加强大的飞行控制系统。

从起飞前的自动化飞行计划，到空管员远程接入改变航线，将逐步形成一个全自动化飞行的方式。SVO 可帮助降低飞行员培训成本及难度。传统的飞行员培训成本非常高昂，已经成为制约传统通航发展和普及的主要因素。若 eVTOL 飞行器使用触屏和全新的简易操控模式，飞行员只需专注于执行层上的决策，体验更加简单方便。未来 SVO 可以快速提高 eVTOL 在大众的普及程度。

全球飞控系统市场集中度较高，国产供应商稀缺。市场上各类飞行控制产品众多，按照安全程度和智能等级不同可以分为不同的应用领域。很多工业飞控产品最早源自 PX 4 或Ardupilot 等开源框架，根据不同场景和需求进行产品化。这类飞控在面向适航以及更高安全等级的场景时不再适用，在货运军工、载人飞行场景下，国内非常缺乏飞控系统供应商。特别在民用载人飞控场景下，全球范围内满足适航要求的飞控供应商呈现出高度垄断态势，核心技术掌握在 Honeywell,Collins, Garmin,Thales 和 BAE 这几家航电巨头手中。

国内 eVTOL 飞控系统新兴厂商涌现。根据 36 氪和势能资本，国内飞控系统供应商主要包括传统老牌飞控系统供应商和一批新兴的飞控系统企业。传统老牌飞控供应商技术积累扎实，但产品价格较高，主要为中航工业 618 所等军工单位，以及北航、南航等高校科研院所。近年来，一批新兴民营飞控公司涌现，推出许多高性价比的 eVTOL 飞控产品，包括狮尾指能、边界智控、创衡控制、翔仪飞控等。霍尼韦尔领先布局 SVO 技术。

Honeywell 作为全球最大的航电供应商，全力拓展 UAM 相关业务，2020 年 9 月发布了面向无人机系统（UAS）和城市空中交通（UAM）下一代航电系统，国外 eVTOL 主机厂很多都选择了 Honeywell 作为航电飞控供应商，包括：Lilium、Vertical Aerospace、Pipistrel、Faradair、Faradair、Eviation、Airflow 等。

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