2024年政府工作報(bào)告將“加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力”列為首項(xiàng)任務(wù),并歷史性地將低空經(jīng)濟(jì)納入新興產(chǎn)業(yè)與未來(lái)產(chǎn)業(yè)的培育方向。低空經(jīng)濟(jì)通過(guò)將電動(dòng)化、智能化的低空飛行器與信息化、數(shù)字化的低空飛行管理結(jié)合,在傳統(tǒng)通用航空業(yè)態(tài)的基礎(chǔ)上,又融合了無(wú)人機(jī)開(kāi)創(chuàng)的新業(yè)態(tài),形成賦能千行百業(yè)的綜合性經(jīng)濟(jì)形態(tài),具有明顯的新質(zhì)生產(chǎn)力特征——?jiǎng)?chuàng)新引領(lǐng)、綠色低碳、數(shù)實(shí)融合。從技術(shù)突破、要素配置、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型等新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的視角深入剖析低空經(jīng)濟(jì),有助于精準(zhǔn)把握行業(yè)挑戰(zhàn),提出切實(shí)可行的發(fā)展路徑。
一、低空經(jīng)濟(jì)的“技術(shù)”革命性突破路徑
低空經(jīng)濟(jì)有望成為“下一個(gè)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)”,發(fā)展以電動(dòng)垂直起降飛行器(eVTOL)和無(wú)人機(jī)為主的低空飛行器,是我國(guó)接續(xù)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)能的重要契機(jī),也為新能源、智能網(wǎng)聯(lián)等前沿技術(shù)的進(jìn)一步融合、應(yīng)用場(chǎng)景的拓展以及優(yōu)勢(shì)技術(shù)的深化提供了戰(zhàn)略機(jī)遇。新能源智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)推廣應(yīng)用初期的主要障礙,主要來(lái)自電池續(xù)航、智駕系統(tǒng)等技術(shù)原因?qū)е碌睦锍探箲]、失控焦慮。由于缺乏地面的直接支撐,低空飛行場(chǎng)景下的“空中里程焦慮”“空中失控焦慮”等技術(shù)恐慌更加顯著,迫切需要提升續(xù)航技術(shù)水平、飛控技術(shù)水平、適航技術(shù)水平等。
(一)提升續(xù)航技術(shù)水平
新能源汽車(chē)行業(yè)在解決里程焦慮和提升續(xù)航水平方面采取了一系列技術(shù)方案,同樣適用于電動(dòng)飛行器,包括開(kāi)發(fā)能量密度更高的電池技術(shù)、換電技術(shù)、混動(dòng)技術(shù)、快充/超充技術(shù)、輕量化車(chē)身技術(shù),以及提前布局充電基礎(chǔ)設(shè)施等。然而,由于飛行器在空中飛行時(shí)需要克服重力,而非僅僅是地面的摩擦力,因此在飛行器爬升過(guò)程中電能消耗更高,使得開(kāi)發(fā)更高能量密度的動(dòng)力電池成為關(guān)鍵核心技術(shù)。電動(dòng)汽車(chē)常用的磷酸鐵鋰、三元鋰電池的能量密度極限分別約為100~150Wh/kg、250~300Wh/kg,遠(yuǎn)低于航空燃油的能量密度12 700Wh/kg,距離《綠色航空制造業(yè)發(fā)展綱要(2023—2035年)》(工信部聯(lián)重裝〔2023〕181號(hào))提出的“滿(mǎn)足電動(dòng)航空器使用需求和適航要求的400Wh/kg”仍有較大差距,開(kāi)發(fā)能量密度可達(dá)700Wh/kg的固態(tài)電池成為必然選擇。因此,為了推動(dòng)電動(dòng)飛行器的發(fā)展,必須加大對(duì)高能量密度電池技術(shù)的研發(fā)投入,突破現(xiàn)有電池技術(shù)的極限,以提高電動(dòng)飛行器的續(xù)航能力,滿(mǎn)足低空經(jīng)濟(jì)的大規(guī)模運(yùn)營(yíng)需求。
(二)提升飛控技術(shù)水平
飛行控制系統(tǒng)是一種技術(shù)集合,這一系統(tǒng)可以被視為飛行器的“大腦”,它通過(guò)一系列的硬件和軟件組件對(duì)飛行器進(jìn)行精確的姿態(tài)控制、導(dǎo)航定位、任務(wù)規(guī)劃、指令下達(dá)及數(shù)據(jù)處理。飛控系統(tǒng)本身的技術(shù)復(fù)雜度很高,其組成部分包括各種傳感器、執(zhí)行器、電動(dòng)舵機(jī)、通信設(shè)備、電源系統(tǒng)、控制器、故障診斷系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等。相較于民航客機(jī)的飛行高度,低空大氣層,特別是600米以下的區(qū)域,存在較為頻繁的風(fēng)切變現(xiàn)象,即風(fēng)向和風(fēng)速的迅速變化,并可能導(dǎo)致短時(shí)強(qiáng)降雨等強(qiáng)對(duì)流天氣。而且低空飛行電磁環(huán)境復(fù)雜,對(duì)飛控系統(tǒng)的精度將會(huì)造成極大影響。目前民航客機(jī)應(yīng)用的成熟飛控系統(tǒng),體積、重量較大,但是eVTOL機(jī)型的最大起飛重量多為一兩噸,在整機(jī)重量、體積小得多的情況下,再加配飛控計(jì)算機(jī)和傳感器等,對(duì)飛控系統(tǒng)的體積和重量提出了更苛刻的要求。
(三)提升適航技術(shù)水平
航空器適航證是由適航當(dāng)局根據(jù)相關(guān)規(guī)定對(duì)民用航空器頒發(fā)的證明該航空器處于安全可用狀態(tài)的證件,是確保航空器滿(mǎn)足相關(guān)要求的最低安全標(biāo)準(zhǔn)。適航條款名目繁多,任何疏漏都將有可能導(dǎo)致機(jī)毀人亡的嚴(yán)重事故。由于適航認(rèn)證工作本身的高技術(shù)含量,目前國(guó)際上以美國(guó)聯(lián)邦航空管理局(FAA)和歐洲航空安全局(EASA)的適航審定影響力最大,其他國(guó)家大多直接參考FAA和EASA的標(biāo)準(zhǔn)。《科技日?qǐng)?bào)》曾將適航標(biāo)準(zhǔn)列為中國(guó)35項(xiàng)“卡脖子”技術(shù)之一,經(jīng)過(guò)國(guó)產(chǎn)支線(xiàn)客機(jī)ARJ21和國(guó)產(chǎn)大型客機(jī)C919兩型飛機(jī)的適航取證,我國(guó)民航局(CAAC)的適航審定能力及經(jīng)驗(yàn)得到了顯著提升,但較歐美仍有差距。在低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的浪潮之下,關(guān)于低空飛行器的適航審定,我國(guó)支持力度較大,出臺(tái)了一系列文件進(jìn)行優(yōu)化,目前我國(guó)在低空飛行器領(lǐng)域的適航審定已走在國(guó)際前列,已有兩型eVTOL(電動(dòng)垂直起降航空器)取得適航證。但對(duì)于執(zhí)行配送、滅火、巡檢等任務(wù)的行業(yè)級(jí)飛行器,各自差異化的適航認(rèn)證體系仍有大量缺口。為填補(bǔ)這些缺口,適航當(dāng)局需進(jìn)一步強(qiáng)化適航審定體系,以確保低空飛行器的安全運(yùn)營(yíng)和有效監(jiān)管。
二、低空經(jīng)濟(jì)的“要素”創(chuàng)新性配置路徑
空域資源,如同地面交通所需的土地,構(gòu)成了低空經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)要素。出于戰(zhàn)略安全考慮,中國(guó)的空管一直處于軍管民用的狀態(tài),導(dǎo)致通用航空等業(yè)態(tài)滯后于美西方國(guó)家。“空域管得住才能放得開(kāi)”已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)對(duì)于空域安全監(jiān)管的一個(gè)普遍共識(shí),其核心在于完善適配低空飛行的“通信、導(dǎo)航、監(jiān)視、氣象”服務(wù)系統(tǒng)。同時(shí),由于低空空域沒(méi)有任何物理附著物,其開(kāi)發(fā)與管理高度依賴(lài)于數(shù)字化工具,使得低空經(jīng)濟(jì)具有了天然的數(shù)字經(jīng)濟(jì)基因。為了實(shí)現(xiàn)低空經(jīng)濟(jì)的“想飛就飛”愿景,必須精心規(guī)劃并統(tǒng)籌空域資源、技術(shù)支撐、數(shù)據(jù)管理等要素基礎(chǔ)制度建設(shè)。
(一)激活空域要素向經(jīng)濟(jì)資源轉(zhuǎn)化
空域是國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源,對(duì)國(guó)家的發(fā)展具有重要意義。由于地形因素,低空空域的氣象條件相較于高空空域更為復(fù)雜,通信、導(dǎo)航和監(jiān)視的覆蓋難度也相應(yīng)增加,這使得各國(guó)的空域管理在低空空域方面存在顯著差異。根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦航空管理局相關(guān)數(shù)據(jù),美國(guó)的空域使用率遠(yuǎn)高于中國(guó),根據(jù)國(guó)土面積計(jì)算,我國(guó)的低空空域利用率約為美國(guó)的3.8%。根據(jù)《中國(guó)2023年民航行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》及公開(kāi)數(shù)據(jù)推算,美國(guó)在通航機(jī)場(chǎng)、通用飛機(jī)、通用航空飛行員方面的數(shù)量分別是中國(guó)的45倍、77倍和95倍。《國(guó)務(wù)院、中央軍委關(guān)于深化我國(guó)低空空域管理改革的意見(jiàn)》(國(guó)發(fā)〔2010〕25號(hào))出臺(tái)后,我國(guó)已組織三輪低空空域改革試點(diǎn),試點(diǎn)成果推動(dòng)2023年以來(lái)《無(wú)人駕駛航空器飛行管理暫行條例》《中華人民共和國(guó)空域管理?xiàng)l例(征求意見(jiàn)稿)》《國(guó)家空域基礎(chǔ)分類(lèi)方法》等法律法規(guī)相繼出臺(tái)。然而,我國(guó)的低空空域仍有較大的開(kāi)放空間,例如民航航路內(nèi)的低空空域?qū)νㄓ煤娇盏拈_(kāi)放應(yīng)當(dāng)被提上議事日程。據(jù)統(tǒng)計(jì),在胡煥庸線(xiàn)以東地區(qū),民航航路航線(xiàn)約占全部空域的近50%。民航航路寬度為20公里,是從地面到無(wú)限高,而民航運(yùn)輸飛機(jī)主要是在進(jìn)離場(chǎng)飛行階段使用低空空域。在確保民航運(yùn)輸航空飛行安全的前提下,可以充分利用低空通信、導(dǎo)航、監(jiān)視技術(shù),最大限度實(shí)現(xiàn)低空空域資源共享。
(二)利用技術(shù)要素支撐空域改革落地
《國(guó)務(wù)院、中央軍委關(guān)于深化我國(guó)低空空域管理改革的意見(jiàn)》(國(guó)發(fā)〔2010〕25號(hào))出臺(tái)后,在國(guó)家層面組織的三輪低空空域改革試點(diǎn)過(guò)程中,暴露出我國(guó)低空飛行服務(wù)保障技術(shù)能力無(wú)法滿(mǎn)足低空空域有效開(kāi)發(fā)利用需要的問(wèn)題。因此,低空新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成為空域開(kāi)放的前提條件,通過(guò)“管得住”來(lái)支撐“放得開(kāi)”。但是,低空經(jīng)濟(jì)背景下的新基建將會(huì)面臨四大挑戰(zhàn):一是飛行器飛行高度下探導(dǎo)致的頻譜資源管理難;二是飛行器飛行密度增加導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)資源配置難;三是低空?qǐng)鼍盀槎喾N飛行需求耦合導(dǎo)致空域資源監(jiān)管難;四是低空飛行的分布式形態(tài)對(duì)于空域容量帶來(lái)影響。面對(duì)上述多重挑戰(zhàn),必須建立完善的新型空管系統(tǒng)作為底層技術(shù)保障。通過(guò)協(xié)同天氣預(yù)測(cè)技術(shù)、空中交通流管理技術(shù)、動(dòng)態(tài)空域管理技術(shù)、低空智聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等智慧空管技術(shù),解決高密度、大流量、異質(zhì)化的低空飛行場(chǎng)景的管理難題,才能在下一輪國(guó)家低空空域改革中獲得更大的主動(dòng)權(quán)。
(三)開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)要素助力城市治理變革
隨著城市化進(jìn)程的加速,城市治理正面臨諸多挑戰(zhàn),數(shù)據(jù)要素已成為城市治理過(guò)程中不可或缺的關(guān)鍵力量。《“數(shù)據(jù)要素×”三年行動(dòng)計(jì)劃(2024—2026年)》(國(guó)數(shù)政策〔2023〕11號(hào))中“數(shù)據(jù)要素×城市治理”部分提出,“利用城市時(shí)空基礎(chǔ)、資源調(diào)查、規(guī)劃管控、工程建設(shè)項(xiàng)目、物聯(lián)網(wǎng)感知等數(shù)據(jù),助力城市規(guī)劃、建設(shè)、管理、服務(wù)等策略精細(xì)化、智能化”。無(wú)人機(jī)等低空飛行器憑借其卓越的機(jī)動(dòng)性和時(shí)效性,能夠在短時(shí)間內(nèi)覆蓋廣闊區(qū)域,不受空間和地形的限制,其采集的數(shù)據(jù)能夠與城市云腦及其他智慧城市系統(tǒng)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的融合與分析,從而為城市管理和規(guī)劃提供科學(xué)的決策支持。2024年6月,全國(guó)首個(gè)低空經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)產(chǎn)品在深圳數(shù)據(jù)交易所上市,邁出了數(shù)據(jù)要素與低空經(jīng)濟(jì)深度融合的第一步。賦能城市管理的同時(shí),還將會(huì)衍生出基于飛行數(shù)據(jù)的無(wú)人機(jī)保險(xiǎn)服務(wù)、基于物流數(shù)據(jù)的供應(yīng)鏈金融服務(wù)等新業(yè)態(tài)、新模式。
三、低空經(jīng)濟(jì)的“產(chǎn)業(yè)”深度轉(zhuǎn)型升級(jí)路徑
低空經(jīng)濟(jì),作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)和新能源汽車(chē)之后的又一關(guān)鍵戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),已被國(guó)家賦予打造全新萬(wàn)億級(jí)支柱產(chǎn)業(yè)的重大使命。基于電動(dòng)化、數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化及人工智能技術(shù)的廣泛融合應(yīng)用,低空經(jīng)濟(jì)正展現(xiàn)出蓬勃的發(fā)展態(tài)勢(shì),不僅顯著提升了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的運(yùn)行效率,更為眾多領(lǐng)域創(chuàng)造了前所未有的應(yīng)用場(chǎng)景。作為一種新興的綜合性經(jīng)濟(jì)形態(tài),低空經(jīng)濟(jì)正迅速成為推動(dòng)農(nóng)業(yè)、工業(yè)、服務(wù)業(yè)等各行各業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要驅(qū)動(dòng)力。
(一)低空經(jīng)濟(jì)賦能農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)
低空技術(shù)在種植業(yè)、林草業(yè)和水產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用正革新傳統(tǒng)的第一產(chǎn)業(yè),大幅提升了生產(chǎn)效率和資源管理水平。在種植業(yè)方面,無(wú)人機(jī)高效執(zhí)行巡查、病蟲(chóng)害監(jiān)控、精確施肥和播種任務(wù),顯著提高了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平。同時(shí),它們也在農(nóng)產(chǎn)品物流領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,確保新鮮農(nóng)產(chǎn)品從田間到市場(chǎng)的快速運(yùn)輸。在林草業(yè)方面,無(wú)人機(jī)應(yīng)用于森林巡查、火災(zāi)偵測(cè)、空中播撒樹(shù)種等。在牧區(qū),無(wú)人機(jī)應(yīng)用于草原健康狀況和牲畜分布監(jiān)測(cè),提高了牧業(yè)管理效率。在水產(chǎn)業(yè)方面,低空技術(shù)為海洋監(jiān)測(cè)、漁場(chǎng)管理和災(zāi)害預(yù)警帶來(lái)了革命性的變化。無(wú)人機(jī)等低空飛行器提供了精確的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),幫助漁民優(yōu)化捕撈策略,同時(shí)為海洋資源的可持續(xù)利用和保護(hù)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。
(二)低空經(jīng)濟(jì)賦能工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)
在能源基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域,無(wú)人機(jī)的應(yīng)用正革新傳統(tǒng)的巡檢方式。它們能夠高效地對(duì)輸電線(xiàn)路和石油管道進(jìn)行定期檢查,從而顯著降低了人力成本和安全風(fēng)險(xiǎn)。在可再生能源領(lǐng)域,無(wú)人機(jī)成為檢查風(fēng)電葉片、光伏電站以及核電站安全狀態(tài)的重要工具,確保了這些設(shè)施的高效運(yùn)行和可靠性。在采礦業(yè)中,無(wú)人機(jī)的作用同樣不可或缺。它們不僅能夠輔助礦藏勘探,還能對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確分析,以及對(duì)環(huán)境影響進(jìn)行全面評(píng)估,為礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。在建筑業(yè)方面,無(wú)人機(jī)已經(jīng)成為建筑工地上的一項(xiàng)重要技術(shù)。它們能夠快速、精確地進(jìn)行地形測(cè)量,監(jiān)控工程進(jìn)度,以及執(zhí)行安全檢查,大大提高了建筑行業(yè)的作業(yè)效率和安全性。無(wú)人機(jī)在能源基礎(chǔ)設(shè)施、可再生能源、采礦業(yè)和建筑業(yè)的應(yīng)用,不僅提高了作業(yè)效率和安全性,還為這些行業(yè)的現(xiàn)代化和智能化發(fā)展提供了新的動(dòng)力。
(三)低空經(jīng)濟(jì)賦能服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)
低空經(jīng)濟(jì)正以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),深刻地重塑著服務(wù)業(yè)的格局,其應(yīng)用涵蓋商貿(mào)物流、交通運(yùn)輸、文旅觀光及公共政務(wù)等多個(gè)維度。在商貿(mào)物流領(lǐng)域,無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,特別是針對(duì)短途、小體積商品的配送,如外賣(mài)餐飲、緊急藥品及小型電子產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)了從“下單”到“送達(dá)”的極速體驗(yàn)。在地理?xiàng)l件復(fù)雜或交通不便的島嶼、山區(qū),無(wú)人機(jī)扮演“空中橋梁”的角色,跨越山海阻隔,實(shí)現(xiàn)跨境貨物的快速運(yùn)輸。在交通運(yùn)輸服務(wù)領(lǐng)域,無(wú)人機(jī)能夠?qū)崟r(shí)捕捉交通流量信息,快速響應(yīng)事故現(xiàn)場(chǎng),有效疏導(dǎo)交通擁堵。同時(shí),空中出租車(chē)和共享飛行服務(wù)等載人飛行的探索,正逐步成為未來(lái)城市出行的新選擇。文旅觀光服務(wù)方面,無(wú)人機(jī)能夠?yàn)橛慰吞峁┏两娇罩杏^光體驗(yàn)。在公共服務(wù)方面,無(wú)人機(jī)被廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療救護(hù)、災(zāi)害預(yù)警及公共安全等場(chǎng)景,實(shí)現(xiàn)了智能監(jiān)管與快速響應(yīng)。