一、行業(yè)定義
飛控系統(tǒng)(Flight Control System)是無(wú)人機(jī)的核心中樞,通過(guò)實(shí)時(shí)感知飛行狀態(tài)、計(jì)算控制指令并驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的自主飛行與精準(zhǔn)操控。作為融合傳感器技術(shù)、控制算法和硬件集成的復(fù)雜系統(tǒng),飛控系統(tǒng)直接決定了無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定性、安全性和智能化水平。
無(wú)人機(jī)的智能化分級(jí),和汽車自動(dòng)駕駛分級(jí)很相似,是一個(gè)從輔助駕駛、半自動(dòng)飛行再到最終的全自主飛行的階梯式分級(jí)。而飛控系統(tǒng)與飛機(jī)的智能化分級(jí)密切相關(guān),是評(píng)估飛機(jī)智能化程度的核心指標(biāo)之一。
在低智能階段(L1-L2),飛控系統(tǒng)主要通過(guò)基礎(chǔ)的PID控制算法實(shí)現(xiàn)飛行器的姿態(tài)穩(wěn)定,這類系統(tǒng)通常需要依賴人工操作,例如傳統(tǒng)的航模飛行控制就屬于這一范疇。
隨著技術(shù)發(fā)展,中智能階段(L3-L4)的飛控系統(tǒng)已經(jīng)能夠集成GPS定位、視覺(jué)導(dǎo)航(如SVO算法)以及避障算法等先進(jìn)功能,這使得飛行器具備了半自主任務(wù)執(zhí)行能力。
而在高智能階段(L5),飛控系統(tǒng)通過(guò)搭載AI決策模塊(如強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法),實(shí)現(xiàn)了飛行器的全自主集群協(xié)同能力。這種高度智能化的飛控系統(tǒng)已經(jīng)在軍用無(wú)人機(jī)編隊(duì)等高端應(yīng)用場(chǎng)景中得到驗(yàn)證,展現(xiàn)了未來(lái)飛行器完全自主化的發(fā)展方向。
來(lái)源:獅尾智能、甬興證券研究所
飛控系統(tǒng)的技術(shù)路線演進(jìn),是隨著航空技術(shù)的發(fā)展逐步從機(jī)械化走向數(shù)字化、再邁向智能化的過(guò)程,體現(xiàn)出從“輔助人控”向“部分替代”甚至“全面自主”的控制邏輯轉(zhuǎn)變。
最初的飛控系統(tǒng)以機(jī)械拉索或液壓驅(qū)動(dòng)為主,飛行員通過(guò)操縱桿直接作用于控制面,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但操控沉重,響應(yīng)滯后,難以適應(yīng)高速、復(fù)雜飛行環(huán)境。隨后進(jìn)入電傳飛控階段,通過(guò)電子信號(hào)代替機(jī)械傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)控制指令的傳遞,大幅提高了響應(yīng)速度與操控精度,同時(shí)便于引入增穩(wěn)系統(tǒng)來(lái)提升飛行品質(zhì)。進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代后,飛控系統(tǒng)普遍采用數(shù)字計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制律運(yùn)算,通過(guò)多余度設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高可靠性,具備較強(qiáng)的適應(yīng)性、魯棒性和容錯(cuò)能力,為復(fù)雜戰(zhàn)術(shù)飛行與民用自動(dòng)飛行打下基礎(chǔ)。
近年來(lái),飛控系統(tǒng)逐漸向智能飛控方向演進(jìn),不再僅僅是控制信號(hào)的傳遞者,而是具備了感知、判斷、決策和自主調(diào)整能力。AI算法、自主學(xué)習(xí)、自適應(yīng)控制等技術(shù)被融合進(jìn)飛控核心模塊中,使系統(tǒng)能夠在不確定或變化的環(huán)境下作出最優(yōu)控制決策。同時(shí),飛控正與任務(wù)系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、通信系統(tǒng)深度融合,形成具有環(huán)境理解與任務(wù)閉環(huán)控制能力的綜合體系。可以說(shuō),技術(shù)路線的演進(jìn)不僅是控制方式的更新,更代表著飛行器由“能飛”向“會(huì)飛”、再向“聰明地飛”邁進(jìn)的躍遷。
飛控系統(tǒng)的上中下游產(chǎn)業(yè)鏈可以看作一個(gè)高度集成的、高技術(shù)壁壘的系統(tǒng)工程,其完整的價(jià)值鏈涵蓋了材料與器件、系統(tǒng)集成與算法開(kāi)發(fā)、應(yīng)用平臺(tái)與客戶三個(gè)主要層級(jí)。
在上游,關(guān)鍵是原材料、核心電子元件與基礎(chǔ)傳感器的制造與供應(yīng),包括高可靠性的航空線纜、執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)、MEMS慣性器件、高速信號(hào)處理芯片、冗余處理器等。這一部分對(duì)材料工藝、軍工認(rèn)證、EMC設(shè)計(jì)要求極高,供應(yīng)商多以軍工企業(yè)、自主可控廠商為主。核心元件如飛控計(jì)算芯片、實(shí)時(shí)總線(如ARINC 429、MIL-STD-1553B)等也是瓶頸所在,具有高附加值與技術(shù)壟斷特征。
進(jìn)入中游,主要是飛控系統(tǒng)的研發(fā)與集成階段,也是產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)含量最高的部分。這個(gè)階段涉及飛行控制律設(shè)計(jì)(如PID、滑模、自適應(yīng)控制等)、軟件架構(gòu)(RTOS嵌入式系統(tǒng)、容錯(cuò)機(jī)制)、傳感器融合算法、故障檢測(cè)與系統(tǒng)冗余管理等。由此形成的飛控計(jì)算機(jī)、控制面執(zhí)行器控制板、通信模塊等構(gòu)成完整的飛控系統(tǒng)集成包。該環(huán)節(jié)主導(dǎo)者往往是航空主機(jī)廠、航電系統(tǒng)提供商(如中國(guó)航發(fā)控制所、航天時(shí)代電子、霍尼韋爾、Thales等),也是智能化飛控差異化競(jìng)爭(zhēng)的核心領(lǐng)域。
下游則是飛控系統(tǒng)的應(yīng)用平臺(tái),包括各類飛行器載體:軍用飛機(jī)(殲擊機(jī)、預(yù)警機(jī)、察打一體無(wú)人機(jī)等)、民用飛機(jī)(干線客機(jī)、通用航空)、商業(yè)無(wú)人機(jī)(如植保機(jī)、物流無(wú)人機(jī))等。飛控系統(tǒng)在這些平臺(tái)中既是保障安全飛行的關(guān)鍵控制部件,也是智能化飛行的基礎(chǔ)。不同類型平臺(tái)對(duì)飛控系統(tǒng)的性能、集成度、環(huán)境適應(yīng)性有不同要求,軍用平臺(tái)更注重抗干擾、容錯(cuò)能力與自適應(yīng)性,民用平臺(tái)則更強(qiáng)調(diào)安全性、成本與穩(wěn)定性。
整體來(lái)看,飛控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)出“上游集中控制資源、中游技術(shù)密集壟斷、下游多樣化應(yīng)用”格局,其中中游系統(tǒng)集成與算法設(shè)計(jì)決定了整個(gè)系統(tǒng)的智能化水平與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。未來(lái)隨著智能飛行、自主任務(wù)飛控的發(fā)展趨勢(shì),中游飛控系統(tǒng)廠商與上游芯片、算法提供商之間的協(xié)同創(chuàng)新將更加關(guān)鍵。
2024年,《無(wú)人駕駛航空器飛行管理暫行條例》《國(guó)家空域基礎(chǔ)分類方法》《中華人民共和國(guó)空域管理?xiàng)l例(征求意見(jiàn)稿)》《民用無(wú)人駕駛航空器運(yùn)行安全管理規(guī)則(CCAR-92部)》《民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)安全要求》《通用機(jī)場(chǎng)管理規(guī)定》等核心法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)和生效,為低空經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展?fàn)I造了良好的發(fā)展環(huán)境,將為更好地規(guī)范低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展秩序,助力低空經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展起到積極作用。
睿獸分析整理近年來(lái)相關(guān)公司的融資情況,飛控系統(tǒng)融資事件數(shù)從圖中可以看出,2020年至2024年飛控系統(tǒng)賽道的融資事件數(shù)量整體較為平穩(wěn),2022年達(dá)到峰值35起,到2024年繼續(xù)小幅下降至31起。整體來(lái)看,飛控系統(tǒng)賽道在五年間保持了較高的資本關(guān)注度和投資活躍度,未出現(xiàn)大幅波動(dòng),或說(shuō)明該領(lǐng)域具有較強(qiáng)的持續(xù)吸引力與穩(wěn)定性。
二、相關(guān)企業(yè)
邊界智控
深圳市邊界智控科技有限公司成立于2020年,通過(guò)正向設(shè)計(jì)流程,嚴(yán)格遵循民用航空適航標(biāo)準(zhǔn),構(gòu)建了從研發(fā)、適航取證到量產(chǎn)交付的全鏈條能力,是國(guó)內(nèi)少數(shù)能夠滿足民用航空高安全等級(jí)需求的飛控供應(yīng)商之一。
邊界智控致力于國(guó)內(nèi)物流無(wú)人機(jī)行業(yè)的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用,目前已累計(jì)數(shù)十萬(wàn)小時(shí)的安全飛行時(shí)間。邊界智控所提供的自主飛行系統(tǒng)結(jié)合傳統(tǒng)飛控系統(tǒng)和AI技術(shù),構(gòu)建飛機(jī)先進(jìn)的智能決策系統(tǒng),融合視覺(jué)/激光雷達(dá)、GNSS、慣性導(dǎo)航等傳感器,實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的環(huán)境感知、導(dǎo)航定位、任務(wù)決策和飛行控制等功能。
邊界智控推出的旗艦產(chǎn)品REG300系列三余度雙通道飛控系統(tǒng),嚴(yán)格遵循國(guó)際適航標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全流程研發(fā)與驗(yàn)證,具備出色的平臺(tái)適配性,可廣泛應(yīng)用于載人/載客eVTOL及各類民航機(jī)型,為飛行安全提供可靠保障。為完善產(chǎn)品生態(tài),公司同步構(gòu)建了專業(yè)化的測(cè)試驗(yàn)證體系,涵蓋集成測(cè)試與仿真驗(yàn)證全環(huán)節(jié),并成功通過(guò)AS9100D航空級(jí)質(zhì)量管理體系認(rèn)證。目前企業(yè)已完成多輪戰(zhàn)略融資,與多家航空制造龍頭企業(yè)達(dá)成深度戰(zhàn)略合作,持續(xù)推動(dòng)航空產(chǎn)業(yè)智能化升級(jí)進(jìn)程。
今年4月,邊界智控完成了五千萬(wàn)元A+輪融資,該輪融資由毅達(dá)資本領(lǐng)投,徐匯科投、連界資本和老股東弘暉投資跟投。資金將用于技術(shù)研發(fā)、適航認(rèn)證支持及量產(chǎn)能力建設(shè)。2024年7月,其獲近億元A輪融資,投資方為基石資本、南山戰(zhàn)新投、北航投資,老股東普華資本追加投資。此輪融資將用于公司適航體系建設(shè)和產(chǎn)品持續(xù)研發(fā)等。
艾飛智控
深圳市艾飛智控科技有限公司成立于2023年5月,位于深圳南山區(qū),是一家深耕飛行控制技術(shù),專注為航空、航天領(lǐng)域中大型無(wú)人飛行器提供飛行控制系統(tǒng)的民營(yíng)高端飛控公司。致力于成為中國(guó)領(lǐng)先的無(wú)人飛行器飛行控制與管理系統(tǒng)綜合方案提供商。
艾飛智控掌握了幾乎所有構(gòu)型無(wú)人飛行器的建模和控制律設(shè)計(jì)技術(shù),打造了以標(biāo)準(zhǔn)主從飛控計(jì)算機(jī)為核心的完整飛控硬件供應(yīng)鏈體系,助力客戶掌握飛控系統(tǒng)的正向開(kāi)發(fā)能力和持續(xù)迭代能力。其營(yíng)業(yè)務(wù)以飛行控制技術(shù)為基礎(chǔ),打造三大核心系統(tǒng),包括飛行控制系統(tǒng)、飛行仿真系統(tǒng)、指揮控制系統(tǒng)。主要服務(wù)對(duì)象包括主機(jī)廠、科研院所,覆蓋固定翼無(wú)人機(jī)、eVTOL傾轉(zhuǎn)旋翼無(wú)人機(jī)、自旋轉(zhuǎn)翼無(wú)人機(jī)、高超聲速飛行器、教學(xué)科研等。
根據(jù)工商變更,近日,艾飛智控完成Pre-A輪融資,投資方為深圳市華海潤(rùn)達(dá)科技有限公司。2024年9月,艾飛智控完成天使+輪融資,由寬愉資本獨(dú)家投資。2023年9月,其完成天使輪融資,投資方為君盛投資。
柘飛航空
上海柘飛航空科技有限公司于2022年成立,致力于推動(dòng)先進(jìn)空中交通(AAM)發(fā)展,專注于提供適航級(jí)別的航電飛控軟件系統(tǒng)(IVOS)以及能源系統(tǒng)(EPS)。公司的愿景是“加速可持續(xù)的先進(jìn)空中交通”,旨在通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和合作,為電動(dòng)垂直起降飛行器(eVTOL)和貨運(yùn)無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域提供適航解決方案。
柘飛航空目前已經(jīng)與多家行業(yè)頭部的載人電動(dòng)垂直起降飛行器主機(jī)廠、大型貨運(yùn)無(wú)人機(jī)制造商、以及一級(jí)系統(tǒng)供應(yīng)商等進(jìn)行深度合作。
2025年2月,柘飛航空宣布完成天使輪融資,融資總額數(shù)千萬(wàn)元人民幣。本輪融資由光速光合領(lǐng)投,創(chuàng)賽(常州)創(chuàng)業(yè)投資旗下的鹽城經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)鑫順向海數(shù)實(shí)融合產(chǎn)業(yè)基金跟投。經(jīng)過(guò)此次融資,柘飛航空將進(jìn)一步推進(jìn)產(chǎn)品商業(yè)化落地與市場(chǎng)開(kāi)拓,加速行業(yè)發(fā)展。
三、熱點(diǎn)訊息
2025年4月,美國(guó)聯(lián)邦航空局將在9月前部署新的飛行員信息數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)
FAA周一表示,在一系列故障引發(fā)安全問(wèn)題后,該局計(jì)劃在9月前部署一個(gè)新的飛行員信息數(shù)據(jù)庫(kù)。聯(lián)邦航空局表示,已選定CGI Federal公司負(fù)責(zé) “飛行員通知 ”系統(tǒng)的現(xiàn)代化工作,該系統(tǒng)為飛行員、機(jī)組人員和其他人員提供有關(guān)美國(guó)空域的重要安全通知。美國(guó)聯(lián)邦航空局沒(méi)有透露該合同的價(jià)值。美國(guó)國(guó)家空中交通管制員協(xié)會(huì) (NATCA) 主席尼克丹尼爾斯 (Nick Daniels) 今年3月向國(guó)會(huì)表示,更換NOTAM系統(tǒng)將耗資數(shù)百萬(wàn)美元。
2025年4月,沃蘭特簽署VE25-100飛控系統(tǒng)合同,開(kāi)啟eVTOL城市空中交通新紀(jì)元
近期,邊界智控與沃蘭特航空正式簽署了VE25-100項(xiàng)目飛控電子系統(tǒng)主合同。這一合作不僅是雙方數(shù)年良好關(guān)系的延續(xù),更是推動(dòng)城市空中交通(UAM)商業(yè)化進(jìn)程的重大一步。根據(jù)合同,邊界智控將在飛控電子系統(tǒng)及其相關(guān)的適航審查和符合性驗(yàn)證上為沃蘭特提供支持。
2025年2月,賽力斯注冊(cè)“賽飛”商標(biāo),飛行汽車引遐想
近日,賽力斯(601127)申請(qǐng)注冊(cè)“賽飛”商標(biāo),國(guó)際分類為運(yùn)輸工具,當(dāng)前商標(biāo)狀態(tài)為注冊(cè)申請(qǐng)中。盡管賽力斯方面并未有更多消息釋出,但引起市場(chǎng)關(guān)于賽力斯飛行汽車研發(fā)進(jìn)展的聯(lián)想,此前賽力斯在飛行器方面有一定的動(dòng)作與布局,目前處于研發(fā)早期階段。2025年1月,還有消息傳出,賽力斯正招聘高級(jí)飛控系統(tǒng)工程師和飛控工程師,年薪范圍在20萬(wàn)至40萬(wàn)之間。
2024年7月,縱橫通信已完成收購(gòu)航電飛控企業(yè)獅尾智能,切入低空經(jīng)濟(jì)賽道
7月23日,上海獅尾智能化科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱“獅尾智能”)微信公眾號(hào)發(fā)布文章稱,A股主板上市公司縱橫通信(603602.SH)收購(gòu)航電飛控企業(yè)獅尾智能,切入低空經(jīng)濟(jì)賽道。早在7月19日,縱橫通信在互動(dòng)平臺(tái)上表示已完成對(duì)獅尾智能的收購(gòu)。
2024年1月,三個(gè)旋翼失效也不墜毀,我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)成功破解無(wú)人機(jī)失控難題
據(jù)北京航空航天大學(xué)微信公眾號(hào)14日消息,該校自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院可靠飛行控制團(tuán)隊(duì)在無(wú)人機(jī)容錯(cuò)控制技術(shù)方面取得重要進(jìn)展,讓四旋翼飛行器三個(gè)旋翼失效、依舊無(wú)拘飛翔。相關(guān)成果近期發(fā)表于機(jī)器人領(lǐng)域頂級(jí)期刊《IEEE Transactions on Robotics》。
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