內(nèi)容提要:低空飛行器作為低空經(jīng)濟(jì)的核心載體,在市場(chǎng)化生產(chǎn)運(yùn)營和應(yīng)用中面臨技術(shù)瓶頸、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、經(jīng)濟(jì)成本等多重挑戰(zhàn),其未來發(fā)展需要在技術(shù)創(chuàng)新、監(jiān)管體系、經(jīng)濟(jì)合理性和市場(chǎng)接受度等方面協(xié)同推進(jìn)。
關(guān)鍵詞:低空經(jīng)濟(jì);低空飛行器;交通物流
低空飛行器是低空經(jīng)濟(jì)的核心載體
在低空經(jīng)濟(jì)相關(guān)政策密集發(fā)布,各地空域有望陸續(xù)放開的背景下,低空經(jīng)濟(jì)將成為交通運(yùn)輸領(lǐng)域的重要發(fā)展方向,根植于人們的基本出行需求與物流需求,以嚴(yán)肅性、外溢性和互補(bǔ)性為特征,是人工智能、高端裝備制造、新材料、新能源、新一代信息技術(shù)甚至商業(yè)航天等前沿科技實(shí)際應(yīng)用的重要領(lǐng)域,受政策端、供給側(cè)和需求側(cè)共同驅(qū)動(dòng)。
發(fā)展低空經(jīng)濟(jì),是以低空飛行器和低空空域?yàn)殛P(guān)鍵生產(chǎn)要素,結(jié)合社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的需求,在對(duì)傳統(tǒng)飛行器工業(yè)的改造提升中發(fā)展出新興產(chǎn)業(yè),并逐步形成適應(yīng)新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)的市場(chǎng)框架。如低空飛行器正在不斷向農(nóng)業(yè)、工業(yè)、物流等行業(yè)和消費(fèi)領(lǐng)域滲透,在此過程中人們對(duì)低空飛行的觀念和消費(fèi)模式也在不斷變化。
鑒于此,低空飛行器作為低空經(jīng)濟(jì)的核心產(chǎn)業(yè),不僅是一項(xiàng)跨學(xué)科、跨行業(yè)、跨地域的復(fù)雜系統(tǒng)工程,更是決定低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量的關(guān)鍵因素。發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵在于低空飛行器技術(shù)的提升以及其在各行業(yè)中的應(yīng)用拓展。
低空飛行器概述
綜合現(xiàn)有研究資料,低空飛行器是指在G類空域中運(yùn)行的飛行器,分為有人和無人駕駛,包括直升機(jī)、滑翔機(jī)、無人機(jī)、eVTOL(電動(dòng)垂直起降飛行器),以及未來創(chuàng)新發(fā)展更多的種類。本研究認(rèn)為,無人機(jī)、直升機(jī)和eVTOL將是低空飛行器的重要組成部分。
無人機(jī)指用無線電操控的小型飛行器,其規(guī)模的快速增長(zhǎng)正在倒逼低空經(jīng)濟(jì)機(jī)制體制加快形成。2020年全行業(yè)注冊(cè)無人機(jī)52.36萬架,2023年即達(dá)126.7萬架,僅僅3年,注冊(cè)規(guī)模擴(kuò)大了1.4倍,發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于民用航空。
早在2017年,中國科學(xué)院首先提出發(fā)展無人機(jī)低空公共航路倡議。2019年,中國民用航空局將低空航路納入《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例(征求意見稿)》,確認(rèn)了國內(nèi)發(fā)展無人機(jī)低空航路的趨勢(shì)。而美國NASA于2015年完成無人駕駛飛機(jī)系統(tǒng)交通管理設(shè)計(jì)(UTS)、同年通過了無人機(jī)在農(nóng)業(yè)、消防和基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用,并于2018年進(jìn)行了在城市區(qū)域應(yīng)用的測(cè)試。
在我國,民用直升機(jī)的存量規(guī)模相對(duì)較小,據(jù)《通用航空市場(chǎng)預(yù)測(cè)年報(bào)(2021-2040)》,截至2020年末,我國民用直升機(jī)保有量為923架,羅賓遜、空客直升機(jī)和貝爾三家制造商占據(jù)了我國民用直升機(jī)市場(chǎng)78%的市場(chǎng)份額,上述三家公司在中國的直升機(jī)機(jī)隊(duì)規(guī)模分別為340架、220架和158架。而國產(chǎn)民用直升機(jī)市占率不足5%,以輕型和超輕型直升機(jī)為主。根據(jù)中航工業(yè)集團(tuán)《民用直升機(jī)中國市場(chǎng)預(yù)測(cè)年報(bào)(2023-2032)》預(yù)測(cè),到2032年,我國民用直升機(jī)機(jī)隊(duì)規(guī)模將超過2000架。
eVTOL指以電力作為飛行動(dòng)力來源且具備垂直起降功能的飛行器,目前仍處于創(chuàng)新階段,技術(shù)路線尚未形成共識(shí)。電動(dòng)直升機(jī)是eVTOL的一種形式,核心技術(shù)包括電池、電機(jī)電控、復(fù)合材料、推進(jìn)系統(tǒng)以及飛控系統(tǒng)。NASA于2009年提出這一概念,空客、波音分別于2018和2019年完成首次飛行,但波音于2020年終止該項(xiàng)目;新興航空制造商美國Joby和德國Volocopter于2023年在紐約完成飛行演示。近年來,我國eVTOL行業(yè)發(fā)展迅速,億航-216于2021年于北京完成飛行演示。值得注意的是,以上飛行演示均是在短時(shí)間、小區(qū)域、低速度的情況下完成。
低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展依賴于低空飛行器技術(shù)成熟度和飛行安全性的持續(xù)提升、逐步形成市場(chǎng)化配置,進(jìn)而降低單位成本,從而引發(fā)各利益相關(guān)方之間的自增強(qiáng)循環(huán)效應(yīng),推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈各參與主體形成平衡的報(bào)酬結(jié)構(gòu)。因此,安全性與技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性以及時(shí)效性、便捷性與舒適性等對(duì)于低空經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要。
低空飛行器的安全性與技術(shù)可行性分析
所有低空經(jīng)濟(jì)的利益相關(guān)方都期望,發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)不僅能夠獲得效益,而且能夠保持飛行的高度安全,并且不會(huì)危害國家秘密、商業(yè)秘密和個(gè)人隱私。因此,在更多障礙物、特定天氣和風(fēng)況、視線受限、無線電通信能力下降以及更少安全著陸點(diǎn)的城市區(qū)域,政府監(jiān)管部門和運(yùn)營商對(duì)低空作業(yè)的開支提出了更高要求:一是永不迷失,指在導(dǎo)航衛(wèi)星與各類增強(qiáng)導(dǎo)航系統(tǒng)支持下,低空飛行器能實(shí)時(shí)獲取自身高精度位置信息;二是永不失聯(lián),指在無線網(wǎng)和衛(wèi)星等通信技術(shù)支持下,低空飛行器時(shí)刻處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài);三是有效管控,要求低空飛行器在政府規(guī)定的空域和飛行管制要求下合規(guī)飛行,并能實(shí)時(shí)接收管制部門指令;四是安全運(yùn)行,指對(duì)低空飛行器運(yùn)行的確定性和安全性要求,包括低空飛行器自身、作業(yè)環(huán)境、飛行器之間的運(yùn)行安全(廖小罕,2023)。
從公共航路網(wǎng)來看,2021年12月,中國科學(xué)院牽頭制定的“面向無人機(jī)運(yùn)行的低空空域結(jié)構(gòu)化框架標(biāo)準(zhǔn)”正式出版, 該標(biāo)準(zhǔn)定義了一種以低空公共航路為核心,旨在促進(jìn)無人機(jī)交通管理安全和有效發(fā)展的無人機(jī)低空空域結(jié)構(gòu),包括網(wǎng)格技術(shù)、遙感數(shù)據(jù)、通信與聯(lián)網(wǎng)、航路規(guī)劃、運(yùn)行和管理等內(nèi)容。
從遙感數(shù)據(jù)來看,清晰明確的地理環(huán)境是低空無人機(jī)安全運(yùn)行的前提。衛(wèi)星遙感受到重返周期和空間分辨率的限制,很難滿足高動(dòng)態(tài)精細(xì)地理信息獲取的要求。隨著傳感器技術(shù)在汽車智能駕駛上的不斷發(fā)展,機(jī)動(dòng)靈活的低空飛行器可通過搭載多類型傳感器,逐漸成為動(dòng)態(tài)獲取高清遙感影像的有效手段,并且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障。
從氣象數(shù)據(jù)來看,高精度氣象預(yù)報(bào)的核心在于保障高空間分辨率和高預(yù)報(bào)頻次,尤其考慮到城市低空環(huán)境的復(fù)雜性以及低空飛行器規(guī)模化導(dǎo)致的氣流相互干擾,基于航路的氣象預(yù)報(bào)需要達(dá)到米級(jí)和小時(shí)級(jí),短距離航路甚至需要達(dá)到分鐘級(jí)。當(dāng)前研究表明,氣象與人工智能已深度融合,谷歌GraphCast可以在1分鐘內(nèi),精準(zhǔn)預(yù)測(cè)全球10天的天氣情況,但具體空間精度尚未公布,此外,其團(tuán)隊(duì)將GraphCast與華為盤古氣象模型進(jìn)行了對(duì)比,發(fā)現(xiàn)GraphCast模型在252個(gè)場(chǎng)景中有99.2%都優(yōu)于盤古氣象。
從通信與監(jiān)視來看,當(dāng)前地面移動(dòng)通信基礎(chǔ)設(shè)施布局無法有效覆蓋300米高度以上的無人機(jī)通信需求,易出現(xiàn)信號(hào)中斷等問題。構(gòu)建基于低空公共航路的高速率、高帶寬、低延時(shí)的專用通信環(huán)境將是一種提升低空通信能力的手段。通感一體可能是未來連接并監(jiān)視低空飛行器的重要技術(shù)之一,其原理是結(jié)合高頻波束與多天線原理,使基站實(shí)現(xiàn)雷達(dá)功能,識(shí)別車輛和低空飛行物的位置、速度與方向等;相比雷達(dá),通感一體基站在覆蓋范圍、距離分辨率、測(cè)角精度等方面的優(yōu)勢(shì)明顯。
從導(dǎo)航信息來看,北斗、GPS等導(dǎo)航系統(tǒng)在復(fù)雜城市環(huán)境中存在位置誤差較大、高密度環(huán)境過飽和等問題。建議通過使用基于圖像的導(dǎo)航系統(tǒng)、協(xié)作導(dǎo)航或信號(hào),以及額外的地面基礎(chǔ)設(shè)施輔助,實(shí)現(xiàn)更高的定位精度。例如,導(dǎo)航系統(tǒng)和蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的組合可將誤差降低至厘米級(jí),已在車載導(dǎo)航上實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用。針對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)短時(shí)間內(nèi)誤差限寬問題,結(jié)合具備短時(shí)間內(nèi)高精度位置優(yōu)勢(shì)的慣導(dǎo)系統(tǒng),可以提高精度、可靠性和數(shù)據(jù)的更新效率,更好地服務(wù)于無人機(jī)導(dǎo)航定位需求。
從低空飛行器自身技術(shù)來看,目前我國無人機(jī)飛控、導(dǎo)航、動(dòng)力、通信鏈路等四大核心系統(tǒng)已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平,并且在個(gè)人無人機(jī)和無人機(jī)運(yùn)營商等方面有了豐富實(shí)踐。對(duì)于eVTOL而言,不需要復(fù)雜的傳動(dòng)裝置和發(fā)動(dòng)機(jī),并且飛控、導(dǎo)航、通信等技術(shù)已在其他飛行器和汽車上得到廣泛應(yīng)用,并可實(shí)現(xiàn)不斷迭代,但是動(dòng)力系統(tǒng)仍是瓶頸。eVTOL不僅在設(shè)計(jì)層面需要實(shí)現(xiàn)更高的飛行氣動(dòng)效率,還需要高能量密度的電池來減輕自重,以提供更長(zhǎng)的續(xù)航和更高的載重。根據(jù)NASA研究,動(dòng)力電池能量密度達(dá)到400Wh/kg,才能夠用于實(shí)用的電動(dòng)飛行器。目前成熟的動(dòng)力電池系統(tǒng)能量密度為250Wh/kg, 此外,全球在鋰電池(固態(tài)/半固態(tài))和燃料電池的選擇上尚未形成共識(shí)。因此,高能量密度、高功率密度、高快充性能的電池落地時(shí)間是低空飛行器商用化的里程碑。
綜合來看,低空飛行器的概念由傳統(tǒng)通航擴(kuò)展到無人機(jī)和eVTOL,其安全運(yùn)行對(duì)技術(shù)提出了更高要求和更多挑戰(zhàn)。首先,低空飛行器在低空的安全、高效運(yùn)行,需要充分用好衛(wèi)星導(dǎo)航特別是北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)、衛(wèi)星和地面移動(dòng)通信等公共基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù),這一階段低空飛行器整體呈“低負(fù)載、低頻次、短距離、小區(qū)域”等特點(diǎn)。其次,在低空飛行器規(guī)?;虡I(yè)運(yùn)行時(shí)代,需要進(jìn)一步開發(fā)利用高精度導(dǎo)航、新一代信息技術(shù)等重要基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)能力,規(guī)劃和建設(shè)好面向低空無人機(jī)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的低空公共航路網(wǎng)、云監(jiān)管、低空監(jiān)視、航路氣象預(yù)報(bào)等專用基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建設(shè),特別是超前規(guī)劃多層級(jí)與地面基礎(chǔ)設(shè)施有機(jī)銜接的無人機(jī)低空公共航路網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施。最后,從航空業(yè)產(chǎn)品研發(fā)周期來說,以空客目前最新機(jī)型A350為例,從2004年批準(zhǔn)研發(fā),到2013年實(shí)現(xiàn)首飛,再到2015年進(jìn)入服役,歷時(shí)10余年。新型低空飛行器在各項(xiàng)子系統(tǒng)技術(shù)成熟的情況下,從研發(fā)到批產(chǎn)也將經(jīng)歷較長(zhǎng)的周期,換言之,目前大部分行業(yè)報(bào)告對(duì)eVTOL的發(fā)展預(yù)測(cè)可能過于樂觀。
低空飛行器的經(jīng)濟(jì)合理性分析
過去20年,低空飛行器尤其是無人機(jī)在戰(zhàn)爭(zhēng)中的應(yīng)用受到廣泛關(guān)注。但若將低空飛行器視為一種新的交通運(yùn)輸工具,需要與飛機(jī)、汽車和高鐵等進(jìn)行經(jīng)濟(jì)合理性對(duì)比,檢驗(yàn)其是否能作為一種新的補(bǔ)充甚至替代。下文將從貨物運(yùn)輸和客運(yùn)運(yùn)輸兩方面進(jìn)行考察。
貨物運(yùn)輸
受益于飛行速度和廣闊的運(yùn)行空間,無人機(jī)配送有潛力滿足消費(fèi)者更多要求,可能成為供應(yīng)鏈的重要組成部分。從無人機(jī)物流體系來看,一是城市末端物流,提供城市內(nèi)10km以內(nèi)短距物流服務(wù),主要使用小型多旋翼無人機(jī)執(zhí)行快遞投遞等任務(wù),城市內(nèi)需要新建空管、無人機(jī)起降點(diǎn)等設(shè)施。二是支線物流,以100-1000km中長(zhǎng)距離為主,使用固定翼等中大型無人機(jī),航線時(shí)長(zhǎng)約數(shù)小時(shí),可大量復(fù)用現(xiàn)有民航機(jī)場(chǎng)、空管等基礎(chǔ)設(shè)施。三是干線物流,以1000km以上距離為主,主要使用大載重、長(zhǎng)航時(shí)的大型固定翼無人機(jī),以渦扇、渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力,可復(fù)用現(xiàn)有民航基礎(chǔ)設(shè)施。
從全球范圍看,2022年用無人機(jī)進(jìn)行末端配送的包裹數(shù)量達(dá)到近87.5萬次,比上年增加80%以上(Cornell,2023)。從地理區(qū)域來看,2023年上半年亞太地區(qū)占全球無人機(jī)配送的43%,非洲份額為32%,北美15%,歐洲僅為9%。我國的京東于2015年開始探索,逐步建立了干線、支線、終端三個(gè)層次的無人機(jī)物流配送和通航物流體系。美團(tuán)2017年啟動(dòng)無人機(jī)項(xiàng)目,現(xiàn)已累計(jì)完成用戶訂單超18.4萬單。順豐正在打造載重0.15-3噸級(jí)中大型無人機(jī)生態(tài),實(shí)現(xiàn)與順豐航空物流網(wǎng)絡(luò)干支對(duì)接,構(gòu)建“干線大型有人運(yùn)輸機(jī)+支線大型無人機(jī)+末端小型無人機(jī)”的三段式航空運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。
從成本結(jié)構(gòu)看。根據(jù)多數(shù)國家的法規(guī),無人機(jī)每次配送中每人只能操作和監(jiān)控一架無人機(jī)。單次包裹5公里的無人機(jī)配送直接運(yùn)營成本約13.50美元(人工成本占比95%),若將每人操作的無人機(jī)數(shù)量增至20架,成本降至1.80美元;相對(duì)應(yīng)的用車與人完成末端配送需要約10美元。UPS認(rèn)為,無人機(jī)送貨的成本主要包括前期無人機(jī)硬件和研發(fā)投入、后期維修費(fèi)用、電池的更換以及操控?zé)o人機(jī)的人工成本(平均10架無人機(jī)配1個(gè)人),在完全理想情況下,5000到10000臺(tái)無人機(jī)投入運(yùn)行,配送一個(gè)包裹的成本為1美元。中通研究院認(rèn)為,使用無人機(jī)送貨的成本包括無人機(jī)設(shè)備、電池、能源使用等成本;單個(gè)包裹運(yùn)輸成本約為1.15元,在不考慮操控員、維修等成本的情況下,遠(yuǎn)低于外賣員3元的起步成本。 從上述數(shù)據(jù)來看,無人機(jī)配送在成本分析上顯得非常具有競(jìng)爭(zhēng)力。但是麥肯錫和UPS的報(bào)告并未公布計(jì)算模型,無法驗(yàn)證其合理性。從中通研究院報(bào)告的測(cè)算過程來看,其假設(shè)環(huán)境非常樂觀。據(jù)亞馬遜內(nèi)部人員透露,2022年無人機(jī)每次配送成本至少需要484美元,目標(biāo)是在2025年降至63美元。
客運(yùn)運(yùn)輸
目前,利用新技術(shù)解決日益嚴(yán)重的城市道路擁堵問題已備受工業(yè)界和資本市場(chǎng)的關(guān)注,超過150家企業(yè)正在參與研發(fā)城市空中交通車輛。eVTOL被廣泛認(rèn)為有望成為構(gòu)建立體交通的核心載體,在各種技術(shù)瓶頸得到解決的情況下,由于其較直升機(jī)具有運(yùn)營成本低、安全性高、噪聲低、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢(shì),目標(biāo)市場(chǎng)不僅僅是貨物運(yùn)輸,還包括城市空中出行,如商務(wù)旅行、旅游觀光、通勤和緊急服務(wù)。
然而,eVTOL的商業(yè)化進(jìn)程仍存在很多困難。一是需要滿足嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管要求,歐洲航空安全局要求eVTOL的安全水平必須與商業(yè)航空公司相當(dāng),即災(zāi)難性故障的概率為十億分之一,而且還需要能夠在緊急情況下進(jìn)行控制性的緊急著陸。二是eVTOL基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)如垂直起降場(chǎng),也是商業(yè)化的關(guān)鍵,這些設(shè)施也會(huì)產(chǎn)生運(yùn)營成本。三是eVTOL基礎(chǔ)設(shè)施的位置將決定其市場(chǎng)轉(zhuǎn)化水平,乘客離起飛或降落點(diǎn)越近,eVTOL的使用就越有效。四是能源成本,由于eVTOL尚未實(shí)現(xiàn)真正運(yùn)行,以直升機(jī)為例,4座Robinson R22直升機(jī)以時(shí)速167公里飛行,每小時(shí)耗油7-8加侖;而純油四座汽車以時(shí)速100公里行駛,每小時(shí)耗油1-3加侖,能源成本優(yōu)勢(shì)較弱。五是需要降低eVTOL的運(yùn)營成本。根據(jù)麥肯錫數(shù)據(jù), 直升機(jī)目前每座位公里的運(yùn)營成本是30-36.4元,eVTOL需要降至2.3-11.3元每座位公里,才能與地面交通競(jìng)爭(zhēng)。在我國,eVTOL在運(yùn)營成本上的控制將更受挑戰(zhàn),我國高鐵每公里價(jià)格約0.5元,北京出租車座位公里價(jià)格約0.65元。
整體來看,結(jié)合技術(shù)成熟度和安全性考量,低空飛行器前期以提供高價(jià)值服務(wù)為主,隨著經(jīng)濟(jì)合理性的改善,將逐步向更廣泛的人群拓展;商業(yè)化應(yīng)用場(chǎng)景將視經(jīng)濟(jì)合理性程度逐步從貨物運(yùn)輸向客運(yùn)運(yùn)輸滲透。首先,通過無人機(jī)實(shí)現(xiàn)末端配送已成為現(xiàn)實(shí),在保證安全運(yùn)行的情況下,可能會(huì)在醫(yī)用產(chǎn)品等成本不敏感領(lǐng)域得到廣泛使用,在應(yīng)急救援和基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)等其他交通方式覆蓋面較弱的環(huán)境也有市場(chǎng)。其次,降低低空飛行器運(yùn)營成本的核心是降低人員使用,擴(kuò)大運(yùn)營規(guī)模,提高運(yùn)輸周轉(zhuǎn)率,提升有效載荷,延長(zhǎng)無人機(jī)運(yùn)營壽命。再次,交通變革的宗旨是為大多數(shù)人的出行提供便利。因此,低空飛行器在載人方面的大規(guī)模使用,與公鐵交通對(duì)比還有待成熟,尤其是在交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施可及性、普惠性極強(qiáng)的中國。最后,從基礎(chǔ)設(shè)施投資角度來看,目前政府有足夠時(shí)間思考預(yù)期和調(diào)整成本:在高鐵、高速公路、地鐵不斷折舊,人口密度可能走低,低空飛行器技術(shù)成熟度不斷提升的未來,統(tǒng)籌考慮新建和維護(hù)傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施與低空飛行器基礎(chǔ)設(shè)施的成本。從目前來看,新建一個(gè)通航機(jī)場(chǎng)約10億元,以200公里點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)輸為例,兩個(gè)機(jī)場(chǎng)合計(jì)20億元,若在平原微丘地區(qū)新建四車道高速公路則至少需要200億元。這可能也是美國、加拿大等地廣人稀的國家通用航空非常發(fā)達(dá)的原因。
低空飛行器的時(shí)效性、便捷性和舒適性分析
從時(shí)效性來看,盡管低空飛行器在未來具備較高的速度和較為廣闊的物理運(yùn)營空間,但其時(shí)效性受天氣影響極大而變得更不可控。低空飛行器主要在對(duì)流層運(yùn)行,較在平流層運(yùn)行的傳統(tǒng)飛機(jī)而言,所面對(duì)的氣動(dòng)和氣象環(huán)境更為復(fù)雜。對(duì)流層空氣密度是平流層的3倍,在惡劣天氣下,意味著更大的阻力和更強(qiáng)的擾動(dòng),對(duì)低空飛行器的穩(wěn)定性和安全性有很高的要求。從便捷性來看,無論是貨物運(yùn)輸還是客運(yùn)運(yùn)輸,能否實(shí)現(xiàn)或一定程度上實(shí)現(xiàn)端到端的連接進(jìn)而節(jié)省足夠時(shí)間是關(guān)鍵,這取決于低空飛行器物理基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃,此外,低空旋翼飛行器本身的氣動(dòng)噪聲難以避免,對(duì)城市居民的影響較大,這也是實(shí)現(xiàn)端到端連接所需面臨的挑戰(zhàn)。從舒適性來看,eVTOL一定程度上是電動(dòng)汽車和飛行器的延伸和融合,成熟的車規(guī)級(jí)和航空級(jí)零部件能夠保障乘客對(duì)舒適度的要求。但值得注意的是,為滿足舒適性,各類消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品在低空飛行器上的拓展,增加了低空飛行器自身干重,這對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)增加了更多挑戰(zhàn)。
綜上所述,低空飛行器在時(shí)效性、便捷性和舒適性方面仍面臨諸多挑戰(zhàn),其發(fā)展需要技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃與市場(chǎng)需求的協(xié)同推進(jìn),以實(shí)現(xiàn)真正的市場(chǎng)化應(yīng)用。
低空經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展需協(xié)同推進(jìn)
本文主要構(gòu)建了涵蓋安全性和技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性以及時(shí)效性、便捷性和舒適性等維度的低空飛行器發(fā)展趨勢(shì)分析框架。
從安全性與技術(shù)可行性的角度看,低空飛行器的規(guī)模化應(yīng)用面臨著復(fù)雜的城市空域環(huán)境和嚴(yán)格的監(jiān)管要求。要確保飛行器在高密度城市建筑中安全運(yùn)行,必須在導(dǎo)航、通信、遙感以及氣象預(yù)測(cè)等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域取得技術(shù)突破。同時(shí),低空飛行器的運(yùn)營需要依賴高度精確的導(dǎo)航系統(tǒng)、實(shí)時(shí)的通信網(wǎng)絡(luò)以及高效的監(jiān)管與控制體系,以確保在復(fù)雜的城市環(huán)境中實(shí)現(xiàn)安全、可控且高效的運(yùn)行。
從經(jīng)濟(jì)合理性角度看,在技術(shù)成熟的基礎(chǔ)上,發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)很大程度上依賴于規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。低空飛行器自身的成本、運(yùn)營效率、與傳統(tǒng)交通運(yùn)輸方式的經(jīng)濟(jì)對(duì)比、基礎(chǔ)設(shè)施條件以及政策環(huán)境,是決定其合理性的重要因素。
在時(shí)效性、便捷性和舒適性方面,盡管低空飛行器在空間利用上展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì),能夠提升物流和出行效率,但低空飛行器仍面臨氣象條件影響、噪聲污染、基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃等現(xiàn)實(shí)問題。
綜上所述,作為低空經(jīng)濟(jì)的重要支撐,低空飛行器的技術(shù)進(jìn)步與應(yīng)用擴(kuò)展將在推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。目前,無人機(jī)、直升機(jī)和eVTOL作為低空飛行器的重要組成部分,正在以“小步快走”的節(jié)奏向各行業(yè)滲透,逐步填補(bǔ)高價(jià)值場(chǎng)景空白。然而,當(dāng)前低空飛行器的發(fā)展仍然面臨技術(shù)成熟度、安全性保障、經(jīng)濟(jì)合理性以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等多方面的挑戰(zhàn)。未來低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要在技術(shù)創(chuàng)新、監(jiān)管體系建設(shè)、經(jīng)濟(jì)合理性和市場(chǎng)接受度等方面協(xié)同推進(jìn),持續(xù)向傳統(tǒng)行業(yè)滲透,真正實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
(編輯 宋斌斌)