互連技術(shù)如何與eVTOL飛行汽車一起“玩跨界 ”？

面對日益擁擠的城市交通，未來出行的解決之道在哪里？當(dāng)我們思考這個問題的時候，有人將目光投向腳下的大地，于是我們有了便捷的地鐵網(wǎng)絡(luò)；也有人抬頭仰望天空，這時會看到eVTOL正在向我們飛來。

eVTOL是“電動垂直起降飛行器”的簡稱，這是一種以清潔的電能為動力，具有垂直起降功能的中短途飛行器，其概念是在2014年由美國直升機(jī)協(xié)會和美國航天航空協(xié)會提出的。2016年，Uber在此基礎(chǔ)上推出了“Uber Elevate”空中出租車計劃，由此引發(fā)了相關(guān)行業(yè)和玩家濃厚的興趣，漸成了一個新“風(fēng)口”。近年來，各國政府也紛紛將eVTOL視為未來交通出行的一個新趨勢，將其繪入科技戰(zhàn)略發(fā)展的藍(lán)圖，這就又為eVTOL的熱度添了一把火。

跨界的eVTOL

之所以大家會普遍看好eVTOL，有一個很直觀的理由，那就是——eVTOL正好處在航空和汽車兩大行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的交叉點(diǎn)上——因此它也被形象地稱為“飛行汽車”——而在這種“跨界”的位置上是非常容易孵化出“爆款”應(yīng)用的。比如我們所熟知的智能手機(jī)，實(shí)際上就是傳統(tǒng)手機(jī)和電腦兩個生態(tài)相融合的產(chǎn)物。

顯而易見，eVTOL垂直起降、可懸停的特性，是傳承自直升飛機(jī)。實(shí)際上在20世紀(jì)下半葉，伴隨著直升機(jī)的發(fā)展，人們一直在探索其在城市交通中大規(guī)模應(yīng)用的可能性，不過受制于成本、噪聲、安全性等方面的問題，一直未能如愿。但這一直是傳統(tǒng)航空業(yè)心心念的話題。

幸運(yùn)的是，進(jìn)入2010年代，隨著電動汽車的發(fā)展和商用，人們越發(fā)意識到，電動汽車的某些特質(zhì)和優(yōu)勢恰好可以補(bǔ)齊傳統(tǒng)直升機(jī)的“短板”，定義出一種全新的飛行器。比如，電氣化可以讓飛行器的系統(tǒng)架構(gòu)更簡單，有利于降低生產(chǎn)和運(yùn)維的成本；電動汽車與自動駕駛、智能化有天然的親和性，其在舒適性和安全性上的成果，可以很方便地移植到新的飛行器上，用來提升用戶體驗(yàn)；而且電力驅(qū)動的飛行器噪音更低，也更加環(huán)?！羞@些優(yōu)勢與利用低空空域、可垂直起降、適用于小載荷（相對于傳統(tǒng)航空業(yè)）與中短途運(yùn)輸?shù)刃枨笙嘟Y(jié)合，eVTOL的雛形也就清晰了。

圖1：eVTOL有望成為未來出行的新模式

（圖源：TE Connectivity）

應(yīng)對跨界的開發(fā)挑戰(zhàn)

不過，任何一次成功“跨界”都不是輕而易舉的。具體到eVTOL，我們會發(fā)現(xiàn)由于其同時跨航空和汽車兩個行業(yè)，在產(chǎn)品定義和開發(fā)過程中，面臨著許多前所未有的挑戰(zhàn)。

首先，作為一款在人口密集的城市上空飛行的航空器，eVTOL在安全性和可靠性上容不得半點(diǎn)馬虎，這方面需要對標(biāo)傳統(tǒng)的航空級產(chǎn)品，甚至在某些方面的要求更為嚴(yán)苛；而另一方面，想要實(shí)現(xiàn)規(guī)?；纳逃?，其又必須能夠滿足輕量化、經(jīng)濟(jì)性等要求。顯然，這兩方面的設(shè)計需求之間是存在矛盾的。

其次，在人們的腦洞中，eVTOL潛在的應(yīng)用是極為廣泛的，除了城市交通，在觀光旅游、醫(yī)療救助、災(zāi)害救援等方面都有很大的想象空間，因此隨著需求的快速發(fā)展，就要求產(chǎn)品的迭代升級速度比傳統(tǒng)航空器快得多。這就意味著，eVTOL在研發(fā)時要充分考慮到可擴(kuò)展性，這也是eVTOL產(chǎn)品在未來市場競爭中勝出的關(guān)鍵。

想要解決上述這些挑戰(zhàn)，就需要在研發(fā)eVTOL產(chǎn)品和方案的同時，構(gòu)建起一個不同于傳統(tǒng)航空和汽車行業(yè)的全新的開發(fā)生態(tài)。

具體到元器件的選型上，為了滿足敏捷設(shè)計的要求，在盡可能短的時間內(nèi)完成設(shè)計迭代，eVTOL的開發(fā)者與傳統(tǒng)航空業(yè)的開發(fā)者相比，更愿意選用現(xiàn)成的商用物料，而不是專門的定制化產(chǎn)品和方案。也就是說，eVTOL產(chǎn)品在確保安全性、耐用性和可靠性，并實(shí)現(xiàn)尺寸、重量上優(yōu)化的同時，會更注重標(biāo)準(zhǔn)化，以滿足快速擴(kuò)展和經(jīng)濟(jì)性的要求。

實(shí)際上，類似策略的成功已經(jīng)在電動汽車身上得到了驗(yàn)證。眾所周知，經(jīng)過上百年的發(fā)展，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的核心技術(shù)大都集中在幾個頭部車企的手中，后來者幾乎不可能撼動他們的地位；而在新興的電動汽車領(lǐng)域，關(guān)鍵部件如電機(jī)、電控和電池，其市場化程度較高，標(biāo)準(zhǔn)的商用物料“有錢就能買到”，這就給了特斯拉這種跨界進(jìn)入的“門外漢”機(jī)會，使其成為攪動市場的“鯰魚”，同時也為整個電動汽車行業(yè)的發(fā)展帶來了活力。eVTOL的一只腳既然是從電動汽車行業(yè)跨界而來的，這樣的成功經(jīng)驗(yàn)顯然也會順手“拿來”。

當(dāng)然，能“上天”的和能“上車”的元器件相比，肯定還是有其特殊之處的。這就使得eVTOL開發(fā)者在選擇合作的元器件供應(yīng)商時有更特殊的要求。

“

一方面，eVTOL的元器件供應(yīng)商要同時具有服務(wù)航空航天和汽車行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)為佳，這樣才有能力為eVTOL的跨界創(chuàng)新提供有價值的專業(yè)服務(wù)，而不局限于傳統(tǒng)的航空航天產(chǎn)品的范疇。

另一方面，該元器件供應(yīng)商要能夠提供豐富的標(biāo)準(zhǔn)化商用產(chǎn)品組合，從中可以快速遴選出適用于eVTOL的產(chǎn)品，或者稍作優(yōu)化即可滿足eVTOL特殊的要求，在不影響可靠性、安全性的前提下加快開發(fā)周期，節(jié)省綜合成本。

”

TE Connectivity（以下簡稱TE）就是這樣的元器件供應(yīng)商！憑借在航空和汽車領(lǐng)域跨行業(yè)的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，以及廣泛的產(chǎn)品線，TE可以為eVTOL提供全面的元器件解決方案，涵蓋發(fā)電和配電、飛控和導(dǎo)航、信息娛樂和機(jī)艙內(nèi)部設(shè)施，以及結(jié)構(gòu)與互連等各個方面。

圖2：TE提供全面的eVTOL解決方案

（圖源：TE Connectivity）

下文中，我們將重點(diǎn)介紹幾款TE的互連解決方案，帶大家一起直觀體驗(yàn)TE是如何助力eVTOL“玩跨界”的。

TE的“跨界”eVTOL互連方案

在eVTOL產(chǎn)品的設(shè)計中，互連技術(shù)是將各個組件連接和整合為一個完整系統(tǒng)的關(guān)鍵一環(huán)。根據(jù)上文所描述的eVTOL典型應(yīng)用場景，我們不難看出，適用于“跨界”的eVTOL的互連產(chǎn)品和方案，也需要具備“跨界”的特質(zhì)。

一方面，這些互連產(chǎn)品和方案需要滿足航空器在安全性、可靠性、電磁兼容等方面嚴(yán)苛的要求；

另一方面，在經(jīng)濟(jì)性、易用性、可擴(kuò)展性上，它們也必須經(jīng)得住規(guī)模化商用的考驗(yàn)。

能夠同時滿足這兩方面要求的互連產(chǎn)品和方案，在市場上并不是可以“信手拈來”的。不過好消息是，TE已經(jīng)為你準(zhǔn)備好了！

連接器

在連接器方面，TE針對航空和航天領(lǐng)域的高安全、高可靠型產(chǎn)品，就非常適合于eVTOL的應(yīng)用。比如TE的Deutsch 369連接器，其基于Deutsch ARINC 809/EN4165接口設(shè)計，可配置為3、6和9線制，采用航空和航天行業(yè)要求的低煙、低毒、低易燃性的輕質(zhì)、高性能復(fù)合材料制成，符合IP67防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，是一種結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性極高的信號連接解決方案。

圖3：TE的Deutsch 369連接器

（圖源：TE Connectivity）

在Deutsch 369連接器標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品基礎(chǔ)上，TE進(jìn)一步推出了Deutsch 369屏蔽式連接器（可與其他369產(chǎn)品兼容互插配），設(shè)計用于需要防護(hù)周圍EMI噪聲的惡劣環(huán)境，可耐受3.6kA間接雷擊，低頻時屏蔽效果>60dB，高頻時屏蔽效果>40dB，可支持高達(dá)100Mbs的數(shù)據(jù)傳輸速度，符合MIL-DTL-38999性能等級要求。這些特性與eVTOL的設(shè)計需求是非常匹配的。

而且，Deutsch 369屏蔽式連接器采用推拉式插配，無需緊固件，并可正向盲插，有鎖定咔噠聲，且采用防斜插接口設(shè)計以防止接點(diǎn)損壞，因此特別適用于盲配和可視性較低的裝配場合。這些易用性上的優(yōu)化設(shè)計，十分有利于降低維護(hù)成本，也是eVTOL設(shè)計所看重的重要特性。

圖4：TE的369屏蔽式矩形連接器

（圖源：TE Connectivity）

線纜

除了連接器，線纜也是eVTOL互連方案中不可或缺的組成部分。

如上文所述，為了獲得擴(kuò)展性和經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢，eVTOL的開發(fā)者傾向于選用現(xiàn)成的商用產(chǎn)品，而不是定制解決方案。這也就意味著，一些大眾市場的主流技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，也會被應(yīng)用到eVTOL中。比如在信息娛樂和機(jī)艙內(nèi)部設(shè)施的高速數(shù)據(jù)互連通信中，USB就是一個必然的技術(shù)選項(xiàng)。

不過，普通的USB互連產(chǎn)品顯然無法滿足eVTOL特殊的設(shè)計要求，這就需要可靠性更高的產(chǎn)品來補(bǔ)位。TE的Raychem USB 3.1電纜就是為此而打造的產(chǎn)品。

Raychem USB 3.1電纜支持的帶寬是USB 3.0的兩倍，數(shù)據(jù)傳輸速度達(dá)到了10 Gb/s，同時支持USB 2.0傳統(tǒng)應(yīng)用，能夠滿足機(jī)上娛樂（IFE）等應(yīng)用日益增長的數(shù)據(jù)吞吐量的需求。該電纜具有-65°C至200°C很寬的溫度范圍、2000psi的護(hù)套抗拉強(qiáng)度，以及符合可燃性標(biāo)準(zhǔn)等特性，可應(yīng)對惡劣環(huán)境的挑戰(zhàn)，提供足夠的可靠性和安全性保障。

此外，與市場上的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)膠帶纏繞結(jié)構(gòu)相比，Raychem USB 3.1電纜結(jié)構(gòu)支持?jǐn)D壓組件和護(hù)套的使用，令端接大為簡化，這也是eVTOL所需的一個優(yōu)勢特性。

圖5：Raychem USB 3.1電纜

（圖源：TE Connectivity）

線纜管理

有經(jīng)驗(yàn)的工程師都知道，在互連方案的設(shè)計時，除了連接器和線纜的選型，線纜管理也十分重要，它可以讓系統(tǒng)中的布線更為整潔有序，降低后期維護(hù)維修的成本。這一點(diǎn)在空間受限的eVTOL中顯得尤為重要。

TE的EM70x復(fù)合P型夾就是一種適用于eVTOL的輕便、快速并且高效的線纜管理解決方案。具體來講它有三個優(yōu)勢：

快速

快速鎖定功能讓操作員能夠根據(jù)需要快速打開和關(guān)閉夾具；使用無硬件鎖定機(jī)制，將FOD（異物碎片）進(jìn)入的風(fēng)險降至盡可能低。

靈活

獨(dú)立的安裝和夾緊功能，可實(shí)現(xiàn)靈活和模塊化的裝配過程；精心研制的PEEK（聚醚醚酮）材料，在保持強(qiáng)度的同時實(shí)現(xiàn)了輕質(zhì)化；有多種尺寸可供選擇（如03、05、07、09、11、13、15、17、19和21），滿足廣泛的應(yīng)用需求。

易用

無工具鎖定和解鎖功能，實(shí)現(xiàn)了快捷的線束安裝和維修；符合人體工學(xué)的設(shè)計，讓操作員使用起來更舒適，從而縮短裝配操作的時間，提高工作效率。

EM70x復(fù)合P型夾可在-65°C至85°C的溫度范圍內(nèi)工作，在商業(yè)航空、軍用航空航天、軍用車輛、船舶、工業(yè)車輛、鐵路和汽車等領(lǐng)域已經(jīng)有很多成功的用例，在eVTOL中應(yīng)用自然也會游刃有余。

圖6：EM70x復(fù)合P型夾

（圖源：TE Connectivity）

本文小結(jié)

根據(jù)摩根·斯坦利的研究報告中，2020年全球城市空中交通（UAM）市場規(guī)模為80億美元，預(yù)計到2050年，這個領(lǐng)域潛在的市場規(guī)模將達(dá)到9萬億美元。這意味著eVTOL面對著一個巨大的市場發(fā)展空間。

圖7：全球城市空中交通潛在市場規(guī)模

（資料來源：Morgan Stanley）

而置身其中的玩家在這個新興市場中是否具有強(qiáng)大的競爭力，關(guān)鍵就是要看其是否有出色的“跨界”能力，能夠充分利用航空和汽車行業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)勢資源，快速構(gòu)建起支撐eVTOL的開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)，打造出滿足市場所需的過硬產(chǎn)品。

在這個過程中，同樣具有跨行業(yè)服務(wù)能力的元器件供應(yīng)商（如TE），以及他們所提供的具有“跨界”特質(zhì)的產(chǎn)品和方案（如本文介紹的TE互連解決方案），無疑將成為強(qiáng)力的助推器，助力eVTOL一飛沖天！