《低空飞行研究报告》

摘要:低空飞行的高度范围及分类低空飞行通常指航空器在 100 - 1000 米高度范围内的飞行,根据不同地区特点和实际需要可延伸至 4000 米空域。其包括军事低空飞行和民用低空飞行作业。例如,军事低空飞行以低空躲避雷达、低空侦察、低空伞降、军事打击和通信中继为主;


一、低空飞行概述

(一)低空飞行的定义

低空飞行的高度范围及分类低空飞行通常指航空器在 100 - 1000 米高度范围内的飞行,根据不同地区特点和实际需要可延伸至 4000 米空域。其包括军事低空飞行和民用低空飞行作业。例如,军事低空飞行以低空躲避雷达、低空侦察、低空伞降、军事打击和通信中继为主;民用低空飞行作业通常是指通用航空作业,主要可分为工业、农林牧、教育培训和其他类型。此外,还有超低空飞行,距海平面或地面 100m 以下的飞行就叫超低空飞行。低空飞行的特点飞行高度低,观察范围小,难以看到较远的目标,需要使用航线附近的地标确定飞机位置,周围无明显地标时需要提升高度以获得地标信息。飞机与地面相对速度大,识别地标困难,飞机机动量受限制,地面雷达不易发现。耗油量大,续航时间相对较短,航程小,飞行人员精力消耗大,容易疲劳。同时,低空飞行时,飞机的无线电设备会受到不同程度的影响。目视判断高度困难,因没有参照物或缺少参照物,如果飞行时间长,飞行员对时间的概念发生变化,表现为反应慢、动作迟缓且时滞现象严重。低空飞行的影响因素大风、能见度、降水等因素对低空飞行有较大影响。风向与风速对通航飞机起飞及飞行有较大的影响,一般来说,飞机因侧风作用会增加起、降困难,飞机有滑行出跑道或倾斜的危险,飞机所能承受的侧风临界值约为 9 - 12 米 / 秒。能见度是影响飞机起降和目视飞行的重要气象要素,而低空旅游时高度决定飞行员大多采用目视飞行,所以能见度是影响低空飞行的重要因素之一,飞机允许起飞着陆的最低气象条件是能见度 1500 - 2000 米以上。降水对飞行的影响主要表现在降水对飞机座舱玻璃上造成的水流或黏附的雪花,会使飞行人员观测到的能见度降低,飞行速度越大,这种影响越严重;雨中的过冷雨滴会造成飞机表面积冰,以致使飞行员操作困难。

二、低空飞行的发展前景

(一)低空经济的崛起

低空经济的概念及范围

低空经济是以民用有人驾驶和无人驾驶航空器为主,以载人、载货及其他作业等多场景低空飞行活动为牵引,辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。其涵盖航空器研发、制造、运营和服务以及低空飞行技术在多个领域的应用。具体包括低空基础设施建设、低空飞行器制造、低空运营服务、低空飞行保障等环节。低空飞行器制造包括材料及元器件和关键系统及零部件,是低空经济发展的物质基础。低空运营服务包括运营场景和飞行服务,是低空经济发展的关键一环。低空飞行保障则是为低空飞行活动提供必要的支持和保证,是低空经济健康发展的重要保障。

低空经济的规模及增长趋势

2023 年我国低空经济规模达到 5059.5 亿元,同比增速高达 33.8%。预计到 2024 年中国市场规模将达到 6702.5 亿元。2030 年有望达 2 万亿元。中国 eVTOL 市场规模也在快速增长,2023 年中国 eVTOL 市场规模达到 9.8 亿元,同比增长 77.3%,主要集中在中南、华东、华北等地区。中商产业研究院分析师预测,2024 年中国 eVTOL 市场规模将增至 17.2 亿元,到 2030 年有望达千亿级别。据《低空经济发展趋势报告》预测,到 2030 年四五座的 eVTOL 有望保持在两三百万价格区间,将可能有 10 万架 eVTOL 进入家庭或成为空中的士。

政策对低空经济的支持

国家层面,《国家综合立体交通网规划纲要(2021—2050 年)》首次将 “低空经济” 概念写入国家规划;《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》从民用无人驾驶航空器及其操控员管理、空域和飞行活动管理、监督管理和应急处置以及法律责任等方面进行了全面规范;《通用航空装备创新应用实施方案 (2024 - 2030 年)》提出了到 2027 年和 2030 年两个阶段的主要发展目标,并从增强产业技术创新能力、提升产业链供应链竞争力以及深化重点领域示范应用等方面提出了具体任务;《中华人民共和国空域管理条例》旨在加强和规范空域资源管理;《绿色航空制造业发展纲要 (2023~2035 年)》强调坚持多技术路线并举,为低空经济中的航空制造业发展提供了明确方向。近年来的政府工作报告和中央经济工作会议也多次提及低空经济,强调其作为战略性新兴产业的重要性。

地方层面,各地政府也根据当地实际情况制定了相应的政策规划以推动低空经济的发展。北京市在关于印发《2024 年市政府工作报告重点任务清单》的通知中,明确提出促进低空经济战略性新兴产业发展,推进无人驾驶航空示范区建设等要求。其中北京市延庆区人民政府发布了《关于促进中关村延庆园无人机产业创新发展行动方案(2024 - 2026 年)》。广东省出台了《广东省推动低空经济高质量发展行动方案 (2024—2026 年)》,深圳市实施了全国首部关于低空经济的地方专项法规《深圳经济特区低空经济产业促进条例》。江苏省多地市如苏州、南京等出台了低空经济高质量发展实施方案或行动计划。安徽省发布了《安徽省加快培育发展低空经济实施方案 (2024—2027 年) 及若干措施》,合肥市还建设了全国首个面向政务服务的 “一网统飞” 系统。山东省、湖南省、四川省、江西省、浙江省、重庆市、福建省、海南省等也都出台了相关政策或在工作报告中提及了低空经济的发展,并通过基建、应用场景拓展、产业链培育和项目投资补助等多种方式助力低空经济快速发展。

例如,四川天府新区出台《四川天府新区直管区关于促进低空经济产业发展的若干政策》,对开展制造、销售、维修、服务和培训等业务的低空经济企业新增固定资产投资给予补贴,对低空飞行器整机研制领域获得中国民航局颁发的型号合格证、生产许可证、适航证的低空经济企业给予奖励。深圳市联合印发《深圳市支持低空经济高质量发展的若干措施》,围绕引培低空经济链上企业、鼓励技术创新、扩大低空飞行应用场景、完善产业配套环境四个方面提出 20 项具体支持措施。

三、低空飞行的应用领域

(一)工业领域应用

无人机在工业巡线中的作用

工业领域中,无人机在工业巡线方面发挥着至关重要的作用。利用无人机搭载人工智能识别算法进行园区定时巡检,巡检半径可达 15 公里。这一应用极大地提高了巡检工作效率,降低了人力成本和工作风险。

与传统的人工巡检方式相比,无人机巡检具有诸多优势。首先,无人机可以快速到达巡检区域,不受地形和交通条件的限制。无论是山区、河流还是复杂的城市环境,无人机都能轻松应对。其次,搭载人工智能识别算法的无人机能够准确识别线路故障和隐患,提高巡检的准确性和可靠性。例如,在电力巡检中,无人机可以检测到电线的破损、绝缘子的损坏等问题,及时发现潜在的安全隐患。此外,无人机巡检还可以减少对环境的影响,避免了人工巡检可能造成的植被破坏和土地侵蚀。

随着技术的不断进步,无人机在工业巡线中的应用前景广阔。未来,无人机将更加智能化、高效化,能够实现自主巡检和故障诊断。同时,与大数据、云计算等技术的结合,将进一步提高巡检数据的分析和处理能力,为工业生产提供更加可靠的保障。

(二)农业领域应用

农业航空的重要性

农业航空作为通用航空的重要组成部分,在农业现代化中发挥着不可替代的作用。农业航空是指使用民用航空器从事农业、林业、牧业、渔业生产及抢险救灾的作业飞行,大多为低空飞行。

在农业生产中,农业航空具有诸多优势。首先,农业航空可以快速、高效地完成大面积的作业任务。例如,使用飞机进行农药喷洒、播种和施肥等作业,可以在短时间内覆盖大片农田,提高作业效率。其次,农业航空可以提高作业质量。飞机在低空飞行时,可以更加均匀地喷洒农药和肥料,避免了人工操作可能出现的漏喷和重喷现象。此外,农业航空还可以减少对农作物的损伤。与传统的地面机械作业相比,飞机在作业过程中对农作物的碾压和破坏较小。

近年来,随着精准农业航空技术的发展,农业航空的应用范围不断扩大。精准农业航空是指通过空中遥感来指导无人机或者有人驾驶的飞机施药,通过后台数据和图像分析达到施药效率提升和药效认证,让农民朋友在了解农作物的长势、病虫的分布情况下精准施药。这一技术的应用,不仅提高了农业生产的效率和质量,还减少了农药和肥料的使用量,降低了农业生产成本,保护了生态环境。

(三)医疗领域应用

低空飞行在医疗物资配送中的优势

低空飞行在医疗物资配送方面具有显著优势。围绕医院构建医疗共同体,覆盖周边乡镇,实现医疗物资无接触的快速转运。

在医疗领域,时间就是生命。低空飞行可以快速将医疗物资送达目的地,为患者争取宝贵的治疗时间。例如,在紧急情况下,无人机可以将血液、应急药品、手术工具等医疗物资快速运送到医院,提高医疗救援的效率。此外,低空飞行还可以避免交通拥堵,确保医疗物资的及时送达。在一些地形复杂的地区,地面交通不便,低空飞行可以翻山越岭,为偏远地区的患者提供医疗物资保障。

同时,低空飞行还可以实现医疗物资的无接触配送,降低了交叉感染的风险。在疫情防控期间,无人机配送医疗物资发挥了重要作用。未来,随着技术的不断进步,低空飞行在医疗领域的应用将更加广泛,为医疗服务的提升提供有力支持。

(四)外卖配送领域应用

无人机外卖的可行性及覆盖范围

无人机外卖具有较高的可行性和广阔的覆盖范围。建立无人机外卖起降点,覆盖范围可达 6 公里,可以进行远距离实时配送。

随着人们生活节奏的加快和消费需求的不断升级,外卖行业迅速发展。无人机外卖的出现,为外卖行业带来了新的发展机遇。首先,无人机外卖可以提高配送效率。在交通拥堵的情况下,无人机可以快速穿越城市上空,将外卖送达消费者手中。其次,无人机外卖可以扩大配送范围。对于一些偏远地区或者交通不便的区域,无人机可以轻松到达,满足消费者的需求。此外,无人机外卖还可以降低配送成本。与传统的外卖配送方式相比,无人机外卖不需要人力配送,减少了人力成本和交通成本。

目前,无人机外卖仍处于试点阶段,但已经取得了一定的成效。在上海、四川等地,无人机外卖已经开始试点运营,受到了消费者的广泛关注和好评。未来,随着技术的不断成熟和政策的支持,无人机外卖有望成为外卖行业的重要组成部分,为人们的生活带来更多的便利。

四、低空飞行的安全问题

(一)“黑飞” 带来的安全隐患

“黑飞” 的定义及危害

“黑飞” 是指一些没有取得私人飞行驾照或者飞机没有取得合法身份的飞行。这种没有飞行计划的 “黑飞” 存在极大安全隐患,主要表现在以下几个方面:

威胁军事安全:低空飞行的航空器种类日益增多,其中无人机具有小、快、灵的特点,传统手段难以发现。还有一些简易航空器如动力伞、热气球等,自主导航和通信能力弱,容易偏离预定航线和空域。一旦闯入重要目标上空,可能危及目标安全,甚至造成严重影响。潜在暴恐威胁:无人飞行器本身具有一定载荷,稍加改装就可以成为攻击性武器。若监管不力,会对国家空防安全、重要目标安全、保密安全等构成直接或潜在威胁。侵害地面安全:无人机飞行容易受复杂电磁环境干扰影响,极有可能失控坠落,造成安全事故,甚至严重影响公共安全。扰乱航空秩序:民用无人机大多由非金属材料制成,尺寸小、高度低、速度慢,民航飞机发现、避让难度大,对民航航线存在较大干扰。

典型案例不胜枚举,如 2017 年 5 月,重庆江北机场遭遇无人机干扰近 4 小时,致使 140 余个航班不能正常起降,造成上万旅客延误滞留;2017 年 8 月,四川九寨沟发生地震后,非法无人机活动严重干扰空军救灾航路。无人机的 “黑飞” 现象,已经严重威胁到公共安全、飞行安全甚至是空防安全,没有飞行计划的 “黑飞” 所引发的安全隐患很大。

(二)保障低空安全的措施

多方协作建立联防联控机制

地方公安、民航等部门负责对各类 “低慢小” 目标进行地面监管。地方政府应加强宣传教育,做好源头管控,建立数据库,记录无人机种类、用途、厂家和买家信息。在关键时段、重要防护目标周边,采取禁飞、限制销售和原地封存等管控措施,形成各方协作、齐抓共管的局面。

健全监管法律体系

结合国情健全无人机监管法律体系,确立基本制度及关键性问题法律框架,对无人机生产、销售、使用、监控进行规范。明确行业标准、责任主体、工作机制等强制技术措施,确保无人机管理各个环节都有法可依。目前我国针对无人机管理的相关规定多是临时性或某一案件后紧急修改或签发,缺乏长远全面、统一协调的法律法规。应加快起草编写无人机管理规章,与《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》实施基本保持同步。

个人遵守飞行规定

飞行爱好者及从业人员考取相关资格证书,在飞行前向相关部门申请报备。通用航空任务(航空摄影和遥感物探)飞行实施前,要按照国家飞行管制规定,向所在地区飞行管制部门提交飞行计划申请,由任务所在地航管相关部门批准飞行范围,得到批准后再按计划实施飞行活动,自觉远离 “黑飞”。

五、低空飞行的案例分析

(一)中信海直的业务发展与低空飞行潜力挖掘

中信海直的业务板块及业绩表现

中信海直作为通用航空运营服务企业,业务涵盖海上石油、应急救援、通航维修、海上风电及陆上通航五大板块。2024 年第三季度,公司呈现出增收不增利的情况。尽管面临一定的挑战,但公司在各个业务领域持续发力,不断拓展市场份额,为未来的发展奠定了坚实的基础。

公司对低空飞行需求的看法及战略布局

中信海直认为私人低空飞行的需求潜力正在被挖掘。随着人们生活水平的提高和对便捷出行方式的追求,私人低空飞行市场有望迎来快速发展。公司积极了解和分析这个应用场景的需求,与国内外客户开展电池方面合作与供应,共同推进动力电池在低空飞行领域的发展。通过与国内外企业的合作,中信海直将不断提升自身在低空飞行领域的技术实力和市场竞争力,为客户提供更加安全、高效、环保的低空飞行服务。

(二)各地低空飞行应用场景案例

河北交投集团航投集团的三类应用场景

在石家庄市栾城区,河北交投集团航投集团发布了医疗物资配送、无人机城市巡检、外卖配送等三类低空飞行应用场景。这三类场景由河北航投集团所属河北航投低空产业公司和中国移动石家庄公司共同打造,通过打造无人机、自动机柜和自动化运行调度管理系统,向市场提供完备的空中服务。

首先,在医疗物资配送方面,围绕栾城人民医院与周边乡镇医院,共同构建医疗共同体,覆盖周边 7 个乡镇,实现医疗物资无接触的快速转运。这一应用场景展示了低空飞行在医疗领域的巨大优势,能够为患者争取宝贵的治疗时间,特别是在紧急情况下,确保医疗物资的及时送达。

其次,在无人机智慧巡检项目中,利用无人机搭载人工智能识别算法进行园区定时巡检,巡检半径达 15 公里。这不仅提高了巡检工作效率,降低了人力成本和工作风险,还能准确识别线路故障和隐患,提高巡检的准确性和可靠性。

最后,在外卖配送场景中,建立了 3 处无人机外卖起降点,覆盖范围 6 公里,可以进行远距离实时配送。无人机外卖的出现,为外卖行业带来了新的发展机遇,提高了配送效率,扩大了配送范围,降低了配送成本。

杨浦金山联合发布的低空经济应用场景

杨浦金山联合发布了无人机应急救援、跨海岛物流运输、环保空气质量检测、无人机编队表演等 10 个低空经济应用场景。此次联合发布充分发挥了产业协同、资源互补的优势,促进了上海低空经济的发展。

一方面,杨浦区作为上海打造未来空间产业集群七个试点区域之一,数字经济产业基础较好,科教资源丰富,城市应用场景多样。另一方面,金山区作为首批无人驾驶航空示范区,试飞、试营、试航基础扎实,产业承载空间充足。

例如,无人机编队表演作为此次发布的应用场景之一,为企业带来了更广阔的市场前景。千机科技自 2017 年起开启无人机编队光影秀业务,历经多年发展,已完成数次迭代。通过与其他数字平台合作,推出二维码形式编队让观众 “对空即扫即下单”,推动流量变现。此次应用场景发布后,企业将进一步提升飞行器的搭载能力,丰富无人机编队表演类型,同时升级电池续航能力,更好服务多场景应用。

此外,多个应用场景也为嘉沃光电等企业提供了更大的 “用武之地”。企业以宽光谱成像为基础,可以实现夜晚、雨天等低能见度场景下的感知分析,并通过实时自校正技术提高成像效果,为检测、监测类应用场景服务。

杨浦区在中心城区率先发布支持低空经济发展十条举措,目前区内集聚了美团、千寻位置、复亚智能、华平股份、亿航智能等一批细分领域代表企业,并积极支持美团等数字经济头部企业拓展低空经济应用场景,推动低空物流配送小众试点变成大众体验。目前,杨浦区相继开通了中心城区首条覆盖商圈、公园无人机配送航线、全市首条跨越高架的无人机配送航线等。近期,全市首条高校校园无人机航线有望在复旦大学落地,将进一步推动低空经济创新孵化和产学研合作,不断丰富低空经济创新发展生态。

六、结论与展望

(一)低空飞行的发展现状总结

低空经济的快速发展态势低空经济已成为经济增长的新引擎,规模不断扩大,应用领域日益广泛。近年来,我国低空经济呈现出蓬勃发展的态势。随着政策的支持和技术的进步,低空经济的规模持续增长,涵盖了工业、农业、医疗、外卖配送等多个领域。在工业领域,无人机巡线提高了巡检效率,降低了成本和风险;在农业领域,农业航空为农业现代化提供了有力支持;在医疗领域,低空飞行实现了医疗物资的快速转运;在外卖配送领域,无人机外卖提高了配送效率,扩大了覆盖范围。安全问题的重要性及应对措施的成效 “黑飞” 源头难以遏制,但通过多方协作、健全法律体系等措施,保障了低空飞行的安全。尽管 “黑飞” 现象给低空飞行带来了严重的安全隐患,威胁军事安全、存在潜在暴恐威胁、侵害地面安全、扰乱航空秩序,但通过地方公安、民航等部门的协作,建立联防联控机制,加强宣传教育,做好源头管控,健全监管法律体系,以及个人遵守飞行规定等措施,有效地保障了低空飞行的安全。

(二)低空飞行的未来发展趋势

技术创新推动低空飞行的发展智能化、轻量化、智能通信等技术的发展将提升无人机等航空器的性能,推动低空经济的发展。随着科技的不断进步,低空飞行技术将不断创新。智能化技术将使无人机更加自主、智能,能够实现自主巡检、故障诊断和自主配送等功能;轻量化技术将降低无人机的重量,提高其续航能力和载荷能力;智能通信技术将提高无人机的通信效率和稳定性,确保其在复杂环境下的安全飞行。这些技术的发展将推动低空经济的快速发展,为人们的生活带来更多的便利。低空飞行对经济社会的影响成为推动经济社会发展的重要力量,改变人们的生活方式,如物流配送、旅游、出行等方面带来更多便利。低空飞行将成为推动经济社会发展的重要力量。在物流配送方面,无人机将实现更高效、更精准的配送,缩短配送时间,降低成本;在旅游方面,低空旅游将为游客提供全新的视角和体验,促进旅游业的发展;在出行方面,低空飞行将为人们提供更加便捷、快速的出行方式,缓解地面交通拥堵。低空飞行的发展将改变人们的生活方式,提高生活质量。

来源:平凡的记录事物

相关推荐