中国战略新兴产业融媒体记者 艾丽格玛

2月16日,搭载超低温高比能锂电池的六旋翼无人机在零下36摄氏度环境中进行试飞。新华社发(中国科学院大连化学物理研究所科研团队供图)
2025年,低空领域热度不减。
4月7日,中央空管委印发专项措施,重点围绕健全低空管理体系、优化空域资源配置、提升运行服务质效、夯实基础支撑能力、强化依法管空用空等方面,向全国空管系统部署加强低空空管工作。
当前,低空产业的发展已经到了急切需要建立低空经济领域适航认证标准化体系建设的时间关口。
然而,以eVTOL为例,低空飞行器很多都采用了大量的创新性特性设计,这就导致全行业都缺乏可供借鉴的工程经验和案例,全球都尚未形成专门针对eVTOL适航审定的系统性规定。
产业发展远远快于体系建设,是否会带来隐患?对于飞行在天空中的飞行器,是否应该更加审慎地把控“标准化建设”与“快速发展”之间的平衡?
高速发展中的“阵痛”
“适航标准”,是全世界各国为保障飞行安全,为航空器的设计、制造和改装等环节制定的标准,需根据适航标准开展适航审核及颁发适航认证,确保航空器“适合空中航行”。
1944年,包括中国在内的54个国家在美国芝加哥签订了《国际民用航空公约》(简称《公约》),这成为如今世界国际航空法的基石。依据《公约》,只要缔约国有航天器想要从事国际航行,都应具备、携带适航证,适航证须由航空器的登记国颁发或核准,且其要求不得低于国际民用航空组织(ICAO)制定的最低标准。目前,世界上的适航标准主要以美国联邦航空局(FAA)与欧洲航空安全局(EASA)两大体系为蓝本,其他国家大多以此为基础,结合自身实际情况建立了各自的适航标准体系。中国当前的民航适航审定体系主要参照美国 FAA 的适航标准制定。
然而,低空飞行器的出现开始改变游戏规则。
近年来,低空领域技术创新成果不断涌现。例如,电池技术方面,湖南临武县实现无人机固态电池量产,大幅提升了续航能力并降低了成本;氢能源无人机也取得了显著进展,中航成飞联合清华研发的50kg级氢燃料无人机完成了30小时跨昼夜飞行。
同时,无人机的智能化程度越来越高,具备更强的自主决策能力,能够实现更加复杂的飞行任务。例如,大疆创新、亿航智能等行业领军企业在无人机飞行控制、目标识别、路径规划等人工智能技术应用方面不断创新,拓展了无人机的应用场景。
在低空经济领域,最具有代表性的是电动垂直起降飞行器——eVTOL(electric Vertical Take-off and Landing ),指的是采用电机驱动的具备垂直起降能力的飞行器,无需跑道即可实现起降,其中电机由电动力驱动,电动力包含电池、燃料电池等不同能源形式。
与传统航空器相比,eVTOL采用了大量创新性特性设计,缺乏可供借鉴的工程经验和案例,许多基础性研发和验证都需要设计团队自行完成。目前全球尚未形成专门针对eVTOL适航审定的系统性规定,因此,eVTOL的取证大多只能通过“一事一议”“专项审定”等方式进入适航认证流程。
但这种专项审定的方式毕竟无法长久。实际上,当前低空飞行器的适航取证已经成为制约产业发展的重要因素之一。适航标准和认证体系还不够完善,导致飞行器的适航取证周期长、成本高,已经开始影响相关产品的市场推广和应用。
与之相对的是,低空飞行器发展的“指数级”增长趋势:根据统计,2009-2016年,全球仅5家eVTOL企业;2017年后,陆续有四十余家企业相继加入eVTOL产业。根据美国垂直飞行协会(VFS)发布的eVTOL目录,2017年至今,eVTOL的设计项目从10余个增长至目前的近千类。
为争取发展先机,我国整体适航审定效率已经走在了全球前列。
目前在国内取证的企业主要为多旋翼和复合翼,根据国泰君安发布的低空经济报告,目前国内已有近10个eVTOL型号公开申请适航认证。例如,亿航智能的EH216-S(多旋翼)已成为全球首个集齐合格证、适航证、生产许可证“三证”的无人驾驶载人航空器;峰飞航空的V2000CG(复合翼)成为全球首个通过TC认证的吨级以上eVTOL航空器,且公司已在德国成立欧洲研发及适航中心,于2022年启动峰飞自动驾驶载人飞行器V1500M(复合翼)的欧洲适航认证工作,计划于2025年最终取得EASA适航认证。
欧美的适航审定相对严格,其专用适航标准出台时间晚于中国,目前申请的飞行器构型多为倾转翼,构型相对复杂。例如,美国Joby公司从2015年开始和FAA讨论JobyS4(倾转旋翼)取证相关工作,2018年提出取证申请,直到2024年3月8日,FAA才发布其正式专用适航标准,这是FAA正式颁布实施的首款eVTOL适航准则。德国的Volocopter公司于2020年12月同步向FAA申请了VoloCity航空器(多旋翼)的型号合格审定,目前EASA已经签发了审定基础文件。
不过,中、欧、美对于eVTOL发展路线存在差异。目前美国、德国公司所申请的eVTOL均为有人驾驶,而国内目前申请的eVTOL中,既有有人驾驶机型,也有无人驾驶的品种。国泰君安分析,该分歧的原因主要有两个方面:一方面,国家产业发展基础不同。在飞行员数量方面,中国较欧美差距悬殊,2023年末注册飞行员数量约是欧洲的50%、美国的10%,而在无人机方面,2023年末中国全行业无人机拥有者注册用户92.9万个、注册无人机共126.7万架(超过美国),中国已成为全球无人机第一大技术来源国,其无人机专利申请量占全球无人机专利总申请量的70%,发展无人驾驶有技术储备;双因素叠加造成了有人/无人技术路线上的差异。另一方面,欧美公众对自动驾驶技术的信任度仍然有限,波士顿咨询集团的一项调查显示,大多数受访者表示他们更愿意乘坐有人驾驶的飞行器;相反,中国对自动驾驶接受程度更高。
国家信息中心经济预测部政策仿真实验室副主任、副研究员张晓兰提出,应加强适航审定体系和能力建设,培育和建立无人驾驶航空器综合应用测试基地和适航审定类研究机构。结合传统空管保障体系和通航飞行服务保障体系,加强无人驾驶航空器空中航行服务体系构建。根据不同空域类型及运行场景,建立分级分类的低空非管制空域服务模式。优化空域使用管理方式,针对非管制空域简化现行飞行计划申报流程。加强低空通信导航监视,提高非管制空域的通信导航监视水平。
总体来看,虽然目前全球尚未形成专门针对eVTOL适航审定的系统性规定,但发展相对较快的国家已经在通过专项审核等方式迅速积累经验。未来,这些专项条件可能将逐步推广成为通用适航标准。
除了适航标准的问题以外,还值得注意的是,目前低空空域管理模式仍然较为复杂,存在多头管理现象,审批流程烦琐,影响了低空飞行的效率和灵活性。空域资源的合理分配和动态调整机制尚不完善,难以满足低空经济快速发展的需求。
同时,虽然基础设施建设在不断推进,但总体上仍显不足,尤其是通用机场的数量和分布还不能很好地满足低空经济发展的需要。在一些偏远地区和低空经济发展较快的区域,基础设施建设相对滞后,起降场、通信网络、充电设施等配套设施不够完善。而且,随着低空飞行器数量的增加和应用场景的不断拓展,飞行安全风险也在逐渐上升。例如,无人机与有人机之间的碰撞风险、飞行器的机械故障、操控失误等都可能导致安全事故的发生。此外,低空飞行器的飞行安全监管体系还不够健全,对于飞行器的飞行状态监测、风险预警和应急处置能力有待进一步提高。
目前,低空经济的应用场景大多还处于早期探索阶段,市场规模较小,产业链上下游企业之间的协同合作还不够紧密,尚未形成完善的产业生态。此外,由于低空经济的商业模式创新难度较大,企业在市场推广和业务拓展方面面临诸多挑战,导致市场发展速度受到一定限制。
穿越“迷雾”需全行业共同努力
适航标准体系的建立,是提高适航审定能力、推动民用航空制造业发展的关键。必须承认的是,目前FAA已成为当今世界经验最丰富、最强大的适航当局,并形成了非常完善的适航标准体系。国泰君安分析,这种标准体系的形成,归结于两个方面:第一是强大的航空制造工业;第二是不断的飞行实践,飞行实践的不断积累——甚至是一起起航空安全事故乃至空难的经验积累,都对适航标准体系产生了极大的促进作用。
近期,我国各地正继续在低空经济领域出台新举措,2月14日海南省交通运输厅发布《海南省支持通用航空和低空经济高质量发展的若干措施(公开征求意见稿)》,围绕促进企业引进培育、支持基础设施建设和集聚发展、鼓励航线开通和应用场景拓展、支持延伸业态发展、鼓励科学技术创新、便利低空飞行等六方面提出18条措施。2月27日 浙江嘉兴平湖市印发《平湖市推动低空经济高质量发展实施方案(2025-2027年)》,围绕长三角县域低空经济发展高地建设总体目标,聚力打造浙江省低空经济应用先飞区、临沪低空一体化合作示范区、长三角低空智造产业集聚区三个标志性成果。力争到2027年,低空经济产业规模达到100亿元以上,积极争创低空经济省级试点,努力建设金平湖“天空之城”。
通用机场建设步伐也在加快,不断完善低空飞行保障体系。截至2024年底,全国在册管理的通用机场数量已增长至475个,较2023年同比增长5.8%。此外,起降场、测试场等基础设施也在持续增加。
产业链方面,上游企业不断加大研发投入,提高低空通信设备、空域管理系统等产品的性能和质量;中游的无人机、直升机、eVTOL等飞行器制造企业呈现出良好的发展态势,小鹏汇天、峰飞航空、沃飞长空等企业在eVTOL领域取得了显著进展,其产品在性能、安全性等方面不断提升;下游的应用服务市场潜力巨大,随着应用场景的不断拓展,越来越多的企业和机构开始涉足低空经济领域,推动了产业的快速发展。
未来,低空领域将持续加大技术创新投入,推动飞行器性能的不断提升。电动化和智能化将成为重要的发展趋势,新型电池技术、氢燃料电池等的应用将进一步提高飞行器的续航能力和环保性能;人工智能、大数据、物联网等技术的深度融合将使飞行器具备更强的自主决策能力、智能飞行控制和数据处理能力,实现更加高效、安全和智能化的低空飞行。
随着技术的不断成熟和基础设施的完善,低空经济的应用场景将不断拓展和深化。除了现有的物流快递、农林植保、城市综合管理等领域,低空经济将在城市空中交通、低空旅游、应急救援、医疗救护等更多领域得到广泛应用和推广。例如,城市空中交通有望实现商业化运营,为人们提供更加便捷、高效的出行方式;低空旅游将成为旅游业的新亮点,为游客带来全新的旅游体验。
低空经济产业链上下游企业将加强协同合作,形成更加完整、高效的产业体系。上游企业将不断提升产品质量和性能,满足中游制造企业的需求;中游制造企业将加大研发创新力度,提高飞行器的市场竞争力;下游应用服务企业将拓展业务领域,提供更加多样化、个性化的服务。通过产业链的协同发展,将实现资源的优化配置,提高整个产业的经济效益和社会效益。
张晓兰认为,应聚焦重点行业和领域,夯实低空服务基础设施支撑,强化低空经济核心技术攻关,带动技术突破和应用迭代发展,加大相关配套政策支持力度,大力培育发展新产品新模式新业态,进一步探索多样化、可持续的低空经济价值释放路径。
同时,低空经济的发展将呈现出区域协同的特点,各地将根据自身的资源禀赋和产业基础,打造具有特色的低空经济产业集群,加强区域间的合作与交流,实现优势互补、共同发展。例如,京津冀、长三角、粤港澳大湾区等地区将发挥各自的产业优势,加强在技术研发、生产制造、应用示范等方面的合作,共同推动低空经济的发展,形成产业集聚效应和区域协同发展效应。
中国信息通信研究院副总工程师许志远认为,低空经济时代,空域资源很可能成为人类历史上的第六个生产要素,对三大产业有深远影响,在农业领域填补生产周期管理的自动化空白,在工业领域助力企业转型,在服务业领域带来创新发展。
未来,低空领域需要在技术创新、基础设施建设、应用场景拓展、政策支持、产业链协同和区域协同发展等方面持续发力,充分发挥其优势和潜力,抓住发展机遇,克服困难和挑战,实现低空经济的健康、可持续发展,为经济发展、社会进步和人们生活品质的提升做出更大的贡献。 |