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低空经济专题┃程泊霖:翅膀上的中国:大中型无人机发展展望

2024-01-16 14:40:15来源:程泊霖  粤港澳大湾区低空经济研究院 作者:深无协 点击次数:1646次字号:|
蓬勃发展的大中型无人机产业和跨越式发展展望

要点提示:

1、无人机是高科技集成化装备、高度社会化装备、战略性装备,决定了未来国际上很多重要领域博弈的成败。

2、无人机是全球新一轮科技革命和产业革命的热点,是智能化时代重要的载体和突破口;是现代战争精确隐蔽打击的锐利武器,甚至成为决定战争胜负的关键因素;无人机产业发展水平和质量关乎国家的综合国力、军队的战斗力和人民群众的生活质量的提高以及需求的满足。

3、中国无人机产业经过多年的发展正在走出低收益的初创期,现在到了高收益的成长期。2023我国无人机行业公司年度融资总额超过100亿元。

4、研发无人机既适应智能化的社会发展,更能应对老龄化的社会挑战,且国家政策支持力度加大,发展无人机成为风向标。

5、无人机发展面临的难题:一是认识需要深化;二是建立无人机系统理论;三是突破关键技术;四是研发重要飞行平台;五是突破高水平无人机管控平台及反无人机;六是加强系统建设;七是虑碳达峰的要求。

6、无人机作为第三次产业革命的焦点,中国要从“车轮上的中国”到“翅膀上的中国”转变。研制第二代无人机正成为未来发展趋势,特别是军用无人机将从第一代以反恐为主的无人机向第二代以大国博弈高强度对抗的无人化作战的无人机转变,民用无人机正在发展大容量运输无人机和 eVTOL 。


现将内容分享如下:


一、大中型无人机产业现状


       大家对航空产业接触比较多的是民航飞机及各种军用有人驾驶飞机,无人驾驶飞机近年来已经进入人们的生活及国民经济许多领域。我国第一架无人机是北京航空航天大学1958年研制的军用靶机,2000年后研制大中型长鹰系列长航时无人机。经过几十年的发展,现在无人机已经发展出多系列多品种,应用军用、民用的现代化产品等几十个领域。军用无人机的种类和作用在近十几年国际政治局势变化中被世界关注,可以说:无人机决定了未来国际上很多重要领域博弈的成败。


(图源网络)


       那么,无人机是什么?


       一是高科技集成化装备,它以航空航天技术为基础,包括了高度的工业化、智能化、信息化、网络化、集成化的特点,涵盖了16个一级学科,30多个二级学科。无人机系统技术是各学科创新和应用的前沿。


       二是高度社会化装备,覆盖我国一、二、三产诸多产业的全过程管理,涉及到生产监督、质量监管、飞行管理、安全管理、行业应用管理、产品外销管理等多个环节和部门。


       三是战略性装备,世界各国把无人机系统作为战略资源和战略工具,尤其是美国对无人机相关技术管控比作战飞机还严,大中型无人机是各国无人机发展的重中之重,也是我国高端制造领域的重点中的重点。2018年《时代》周刊刊发了以“无人机时代”为主题的封面报道。无人机这一重大技术很可能正在走过其发展的历史拐点,即从愿景阶段走向大规模实用阶段,成为大众日常生活的一部分。虽然我们现在有很多困难,但是我们可以很自豪地说:天空变得更加忙碌的一天是不可避免地将要到来。现在是信息时代,信息时代的高级阶段是智能化时代,无人机就是智能化的一种重要终端,它得到了广泛的应用,得到了广大用户的认可。我们有几个结论:(1)无人机是全球新一轮科技革命和产业革命的热点。(2)无人机是智能化时代重要的载体和突破口。(3)无人机是现代战争精确隐蔽打击的锐利武器,正在改变现代战争的进程,甚至成为决定战争胜负的关键因素。(4)无人机产业发展水平和质量关乎国家的综合国力、军队的战斗力和人民群众的生活质量的提高以及需求的满足。无人机作为战略新兴产业正在崛起,大中型无人机是战略重器。


       今天要重点讨论大中型运输无人机。无人机第一阶段是解决提供信息流的需要,是取得信息的平台或重要手段。我们搞航天,发射卫星,卫星其中一个作用就是通过遥测遥感取得所需的信息,而用各种无人机组合也能够实现,发射卫星花费大量资金,它每天绕地球一圈只是拍一次。而超长航时无人机,正在研制的有飞行100多个小时超长航时无人机,大展弦比的无人机可以不间断地100小时监控,取得实时信息。甚至有十几天飞行能力的太阳能无人机,是我们取得的信息的重要平台,掌控适时的信息流。第二阶段是物流无人机运输,以实现物资的高效投送。物流无人机运输可以配合航空运输体系,大型物流无人机未来大有作为。第三阶段是解决人员流动问题。现在研发的eVTOL,目的是解决大中型城市及城市间交通拥堵问题,为大家出行提供极大的便利。目前,工业级无人机已经为解决信息流提供了很好的工具和平台;现在是研制大中型物流无人机,解决物资运输的一个非常重要阶段,现在是大力发展大中型物流无人机阶段。中国无人机产业经过多年的发展正在走出高风险、低收益的初创期,现在到了高风险、高收益的成长期。从1958年到前十多年主要是研发军用无人机,近20多年转民用,转民用后正在走出高风险、低收益的初创期。


       有几个标志:一是新产品纷纷上市,各类航展中有各种各样的无人机,有消费级的,有工业级的,工业级有多旋翼、固定翼、复合翼等等,呈现百花齐放、发展迅速的局面。二是中央军委和国务院6月28日出台了《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》,对25公斤以上的无人机进行适航认证管理,也就是说合格的才能走向市场,推动产业的重组,规范化管理,高质量发展。三是产业链正在形成。四是行业增长迅速,部分企业脱颖而出。有十多家上市公司已经涉及了无人机的业务。


       有十多家上市公司已经涉及了无人机的业务。举几个例子:


       案例1:大家接触比较多的可能就是我们身边的无人机,如大疆的消费级无人机,无人机发展前沿之一的是太阳能无人机。我国太阳能无人机的研发和世界发达国家几乎是同步的,目前,我国的太阳能无人机在达到2万米高空的同时,滞空时间已经达到11天,未来争取超过一个月,也就是在天空中用太阳能,无人机能够飞一个月,它受日常天气的影响较小。未来广泛用于智慧城市、森林防火防虫、应急救援等领域。


       案例2:高超声速的无人机,它可以达到4万米甚至8万米,还可以达到超高速,我们的有人机一般是2马赫,2马赫以上一般的驾驶员可能就受不了,但是无人机可以达到4马赫甚至8马赫,这在国民经济和国防中有很高的使用价值。同时它们具有高机动性能,超长时,有的正在研发的作业的无人机在空中可以待100多个小时,信息提取的能力超强,可以72小时连续定点侦察,具有很大价值。美国在俄乌战争中使用超长航时无人机进行侦察,效果突出。


       案例3:临近空间的飞艇,我国目前做得最好的可以在高空中待3个月,用于特种侦察,效果好,是可以替代卫星的平台之一。这种飞艇是有动力的,是可控的。


       案例4:运输无人机,我国顺丰公司、中航通飞公司、天域公司等开展了运输无人机的开发,运5有人机改成无人机取得实质性进展,天域公司在新疆进行物流的运输探索,效果明显,取得多方极大关注。


       案例5:重载无人直升机用于特种物流运输,包括应急救援、山区物流的运输,效果非常好。我国政府重视航空产业的发展,提出要实现“航空强国”的目标,促进通航和无人机产业的快速发展。不少地方政府出台了发展航空产业特别是发展无人机产业的目标、政策、措施,支持无人机企业的发展。


       我国政府重视航空产业的发展,提出要实现“航空强国”的目标,促进通航和无人机产业的快速发展。不少地方政府出台了发展航空产业特别是发展无人机产业的目标、政策、措施,支持无人机企业的发展。在2020年中国航空运输协会通航分会研讨无人机“十四五”规划建议的时候,我们提了一个观点,就是“十四五”最重要的一个特点,各类无人机需求是“十三五”的十倍,巨大的需求将拉动无人机产业快速发展。大家看到:无人机行业的发展,各种应用成熟,需求大幅度增加,特别是俄乌战争一下引爆了需求,我们这个预测实际已经实现。现在大家看到申请适航认证的企业也大幅增加。


       目前大中型无人运输机主要的研制企业有:


       支线无人运输机(载荷在1000公斤以上,行程在1000公里)的研制企业有十来家,天域公司、航天九院、中航通飞改装运5,哈飞改装运12,腾盾研发运输机,支持1亿资金。白鲸航线、大连九成公司、丰鸟公司等等在研究支线无人运输机。现在也有正在研发干线无人机的企业。


       大中型无人直升机主要研制企业有北京驼航科技、中航智、中航602研究所、南京60所,大中型无人直升机起飞重量超过500公斤,有效载荷在150公斤以上。


       国内的eVTOL主要研制企业大约有40多家,包括沃飞长空,御风未来、上海峰飞、沃兰特、时的,目前主要的方向是先做物流运输,但目前驻空时间短,且完全以电力为主要能源,受充电时间的影响等问题仍比较明显。

       

       我们为什么要搞无人机?核心问题一是适应智能化,你可以不接触这些东西,但是智能化社会已经到来,别人有更低成本和更有效率、更安全的生产工具,那我们也必须要用。二是应对中国少子化、老龄化的社会挑战,三是目前国家政策支持力度加大。


二、面临的难题


       一是认识需要深化。中国的交通必须要做立体交通,仅仅基于平面交通很难保持18亿亩的耕地红线。立体交通成本可控,比平面交通效率更高。且我国提出交通强国要实现两个“123”。即人流方面,城市内1个小时要到达,城市圈城市群2个小时通勤要实现,全国主要城市3个小时到达。物流方面,国内要一天送达,周边国家两天送达,全世界其他国家要三天送达。两个“123”如果没有航空运输是无法实现的。所以,我们说中国改革开放40年,由行走的中国,变成车轮上的中国,效率得到大幅度提高,而且可以很自豪的说中国进入了全世界第二大经济体。但是我们要继续发展,未来一定要从车轮上的中国变成翅膀上的中国,实现交通强国、航空强国的目标。


       无人机的发展一定要“从无人机本身的思路出发”,要研究无人机的新理论、无人作业的新理念和方案以指导无人机的研发及应用,只有这样我们的无人机才能够比有人机更有效率,成本更低。


       二是建立无人机系统理论。中大型高端无人机具有“四超”特性,超高空、超高速、超机动、超长航时,要实现“四超”那么现在有人机的很多技术都需要突破,如发动机、材料、结构、通信技术、网络安全等。


       三是突破关键技术。解决共性技术难题。无人机现有的动力目前还可以,但是未来是困难的,无人机动力的设计在现有程度上要大幅度提高,并且用新能源、太阳能甚至核能以及混合动力来解决无人机的动力问题。


       四是研发重要的飞行平台。包括临近空间的无人机、高空高速隐身重载无人机、大容量无人运输机、重载无人直升机,还有重载复合翼无人机。大载重垂起固定翼无人机几乎改变地缘政治格局,如果我们没有,我们就会被动。


       五是突破高水平无人机管控平台及反无人机。解决无人机飞行管控问题,解决无人机反制技术,如果出现违反法律规定的,我们要能够反制。


       六是要加强系统建设。这个过程当中既要强调平台,又要重信息支持系统,更要考虑保障,要同步规划信息链、指挥链、服务链、保障链的建设。


       七是要考虑碳达峰的要求。


三、无人机产业的定位及发展展望


       无人机作为第三次产业革命的焦点,中国要从“车轮上的中国”到“翅膀上的中国”转变,运输总量的30%要用航空运输来实现。在民用无人机方面现在物流运输作为重中之重,作为首要发展的方面,在应急救援方面,航空应急救援首先要用无人机来实现。有专家预计,到2040年,中国航空产业产值销售额,包括制造与服务,要达到10万亿人民币,我们2019年大数是2万亿,也就是说经过20年我们要增长5倍,就是航空产业要增长5倍。其中无人机业务要达到4-6万亿,我们现在的无人机目前是1000多亿,也就是说在这个基础上至少要增加30倍,才能够实现这个目标。同样,我们前面讲的第一代无人机已经部署完毕,现在在部署第二代无人机,第二代无人机以大中型为主,干支线融入民航运输系统,城市短途快捷立体交通无人作业,同时这个无人机要具有抗干扰能力。可以这么讲,五年前我们提出无人机抗干扰问题非常严重,美国的全球鹰被诱骗进伊朗,结果被打下来了,是当年国际政治的大热点事件。现在,大中型无人机必须要有抗干扰能力,要有自主飞行的能力,也就是我们所说的要从L3级到L5级自主飞行来实现无人机的运营能力。如果没有抗干扰能力,无人机的运行就有很大的风险。最近国际民航联合组织也提出民航飞机要有导航抗干扰能力。对于大型运输无人机来讲,目前在物流方面既要解决干线大型无人机和支线大型无人机以及最后一公里的问题,也要理清这几方面的分工。


四、总结


       无人系统是以无人机平台为根本,以深度专业化的信息处理为基础的,体系化设计、系统化建设的“无人机+”。2023年《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》发布,以无人机为主体的低空经济被列为战略新兴产业,由中国工程院院刊《 Engineering 》评选的"2023全球十大工程成就"名单中有无人驾驶航空器,我国无人机行业公司年度融资总额预计超过去年同期,达到100亿元等等行业重大新闻都体现出我国无人机行业的发展正在走向全新发展阶段。


       无人机特别是军用无人机将从第一代以反恐为主的无人机向第二代以大国博弈高强度对抗的无人化作战的无人机转变,民用无人机中的大中型无人机和eVTOL研发也取得重大进展,倾转旋翼无人机正在被公众聚焦。这些发展大趋势,正为世界各国所关注,也极大影响甚至是决定无人机行业未来发展方向。国内许多省市都看到了这一发展大趋势,大力支持无人机这个战略性新兴产业!



程泊霖简介:



       中国航空运输协会无人机工作委员会副主任、中国信息协会通航分会副会长,西藏自治区通航产业专家组成员。粤港澳大湾区低空经济研究院理事兼专家组成员。深圳市龙华区、中山市无人机产业专家组成员。重庆市无人系统产业技术创新战略联盟学术专委会副主任委员,高级经济师,北航经管学院硕士研究生导师。


       曾多次主持大中型无人机创新论坛及航空应急救援研讨会,航空工业(无人机)中长期发展课题报告负责人。“2019中国民用无人机发展报告”副主编,中国通航双创大赛和北京航空航天大学双创大赛评委。曾任中国工业经济联合会常务理事、中国青年企业家协会理事。历任央企三九集团总经济师,三九医药等两家上市公司董事,凌云集团等多家公司顾问等。出版管理学专著两本,在《光明日报》、《工人日报》、《解放军报》、《金融时报》整版及《企业管理》等杂志发表多篇长篇论文,有多篇论文获全国人才优秀论文ニ等奖及省以上奖励。


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