為推動通用航空制造業(yè)發(fā)展，促進(jìn)通用航空裝備創(chuàng)新應(yīng)用，近日，工業(yè)和信息化部、科學(xué)技術(shù)部、財(cái)政部以及民航局等四部門聯(lián)合印發(fā)了《通用航空裝備創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)施方案（2024-2030年）》（以下簡稱《方案》）。《方案》明確，到2027年，我國通用航空裝備供給能力、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力顯著提升，現(xiàn)代化通用航空基礎(chǔ)支撐體系基本建立，高效融合產(chǎn)業(yè)生態(tài)初步形成，通用航空公共服務(wù)裝備體系基本完善。到2030年，以高端化、智能化、綠色化為特征的通用航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展新模式基本建立。如何讓通用航空裝備全面融入人民生產(chǎn)生活各領(lǐng)域，進(jìn)而成為低空經(jīng)濟(jì)增長的強(qiáng)勁引擎？在萬億元級的市場潛力面前，通用航空裝備應(yīng)如何順勢而為，把握這一歷史性的發(fā)展契機(jī)？
隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，新型通用航空器、無人機(jī)等裝備的性能得到了大幅提升，通用航空在更多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。例如，無人機(jī)正在農(nóng)林植保、航拍、物流配送等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。同時(shí)，通用航空裝備也在應(yīng)急救援、城市管理等方面展現(xiàn)出巨大潛力。那么，我國通用航空裝備創(chuàng)新應(yīng)用現(xiàn)狀如何？又面臨著哪些挑戰(zhàn)？
孫衛(wèi)國
如今，通用航空器已經(jīng)在許多場景得到應(yīng)用，在民生、交通運(yùn)輸、消費(fèi)服務(wù)、社會生產(chǎn)等領(lǐng)域嶄露頭角，并在消防救援、低空旅游、航空運(yùn)動、農(nóng)林植保、巡檢巡線等場景廣泛應(yīng)用。
近年來，隨著我國農(nóng)林植保、電力巡檢等傳統(tǒng)通航作業(yè)保持穩(wěn)步增長，空中游覽、航空運(yùn)動、醫(yī)療救護(hù)等新業(yè)態(tài)加速發(fā)展。在無人機(jī)應(yīng)用于個(gè)人消費(fèi)、地理測繪、影視航拍等領(lǐng)域的基礎(chǔ)上，應(yīng)急救援、通信中繼、氣象探測等應(yīng)用場景不斷拓展，無人機(jī)物流已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化應(yīng)用。
在通用航空新裝備不斷涌現(xiàn)的同時(shí)，通用航空應(yīng)用場景不斷拓展，通用航空裝備創(chuàng)新應(yīng)用正面臨新挑戰(zhàn)。
在新型航空器適航認(rèn)證方面，無人機(jī)和eVTOL（電動垂直起降飛行器）等新型航空器在物流和城市空中交通等新場景應(yīng)用沒有可借鑒的成熟樣本。需要不斷適應(yīng)新形勢新要求，進(jìn)一步加強(qiáng)無人機(jī)適航審定體系和能力建設(shè)，健全完善無人機(jī)相關(guān)技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，探索創(chuàng)新無人機(jī)適航審定模式，以更好地滿足無人機(jī)研發(fā)設(shè)計(jì)制造的適航審查需求。
通航作業(yè)與民航商業(yè)運(yùn)輸飛機(jī)的監(jiān)管存在差異。隨著通航應(yīng)用規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，通航的運(yùn)行安全監(jiān)管理念、方法、技術(shù)等都需要同步創(chuàng)新。最為重要的是，需要推動落實(shí)各方安全責(zé)任，確保運(yùn)輸航空與通用航空低空飛行活動安全協(xié)調(diào)發(fā)展。
曹賀
近年來，我國通用航空裝備技術(shù)和應(yīng)用創(chuàng)新持續(xù)加快，產(chǎn)品體系化、多元化發(fā)展態(tài)勢初顯。
在傳統(tǒng)通航領(lǐng)域，我國已有近100家通航整機(jī)制造企業(yè)，國內(nèi)自主研制的通用航空器取證產(chǎn)品超過20款，具備了研制生產(chǎn)多種型號直升機(jī)、輕型運(yùn)動飛機(jī)、多用途飛機(jī)、特種飛機(jī)的能力，航空應(yīng)急救援裝備體系初步建立。在無人機(jī)領(lǐng)域，我國較大規(guī)模的民用無人機(jī)生產(chǎn)企業(yè)已超過300家，消費(fèi)級和工業(yè)級無人機(jī)產(chǎn)品已分別占據(jù)全球70%和68%的市場份額。其中，航空物流配送和城市空中交通整機(jī)制造企業(yè)超過20家，開發(fā)出近30款產(chǎn)品，自2019年以來融資規(guī)模達(dá)到50億元。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，2023年，我國通用航空制造業(yè)產(chǎn)值約320億元（其中無人機(jī)300億元），運(yùn)營及服務(wù)收入1370億元（其中無人機(jī)1170億元）。
制約我國通航產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素有空域、機(jī)場等客觀條件，但根本原因是尚未建成適合我國國情的大規(guī)模通航應(yīng)用場景。國外比較成熟的私人飛行、短途運(yùn)輸、航空培訓(xùn)等典型通航應(yīng)用場景，短期內(nèi)在我國形成較大規(guī)模的難度較大。國務(wù)院辦公廳于2016年印發(fā)的《關(guān)于促進(jìn)通用航空業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出的到2020年實(shí)現(xiàn)500個(gè)通用機(jī)場、5000架通用航空器、年飛行量200萬小時(shí)的目標(biāo)，至今仍未實(shí)現(xiàn)，通用航空業(yè)與我國龐大的經(jīng)濟(jì)體量并不相稱。
胡金碩
與粵港澳大灣區(qū)超過1000架次/天的中小型末端無人機(jī)物流市場相比，大型支線無人機(jī)物流賽道由于飛行頻率受空域限制、有效飛行量不高等，在運(yùn)行方面并不“擁擠”。
在噸級以上無人機(jī)領(lǐng)域，已經(jīng)集聚了一批專業(yè)化企業(yè)。四川天域HY-100、航天飛鵬FH-98、中航通飛Y5U、航空工業(yè)西飛民機(jī)HH-100、微至航空Macro1.5、峰飛科技V2000CG等機(jī)型已在新疆、內(nèi)蒙古、陜西、甘肅、上海等地的無人區(qū)、人口稀少的荒漠地帶和海島場景開展大型支線無人機(jī)物流運(yùn)營試點(diǎn)、研發(fā)試飛測試和概念演示飛行。
在全國范圍內(nèi)，已取得型號合格證的支線物流無人機(jī)申請人就占據(jù)了全部已取證廠家的3/5。除峰飛科技V2000CG具有典型的eVTOL特征外，其他機(jī)型主要為“固定翼+活塞發(fā)動機(jī)”構(gòu)型，對支線場景的適配度更高。各主機(jī)研制廠商憑借其研發(fā)測試梯隊(duì)、技術(shù)積累迭代和供應(yīng)商配套能力，已在場景實(shí)踐、適航取證等方面彰顯實(shí)力。
但固定翼構(gòu)型的支線物流無人機(jī)需要借助跑道型通用機(jī)場完成起降，航線開辟在很大程度上受已有通用機(jī)場布局約束，較難形成支線網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。在純電動構(gòu)型的電池能量密度尚無進(jìn)一步升級的前提下，動力形式的調(diào)整和優(yōu)化對支線物流“大載重、長航程”的運(yùn)營目標(biāo)提出了技術(shù)挑戰(zhàn)。兼顧電推進(jìn)系統(tǒng)的靈活性和傳統(tǒng)動力系統(tǒng)的大航程，實(shí)現(xiàn)支線物流無人機(jī)的“垂起化”，將帶來技術(shù)革新和場景延伸。
《通用航空裝備創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)施方案（2024-2030年）》提出，通用航空裝備發(fā)展要滿足工農(nóng)作業(yè)需求的低空生產(chǎn)作業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全高效運(yùn)行，全面融入人民生產(chǎn)生活各領(lǐng)域。高端化、智能化、綠色化作為通用航空裝備創(chuàng)新應(yīng)用的重要發(fā)展方向，將有助于提升我國通用航空產(chǎn)業(yè)的國際競爭力，滿足工農(nóng)作業(yè)和其他領(lǐng)域的多樣化需求，推動經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。通用航空裝備的高端化、智能化、綠色化具體體現(xiàn)在哪些方面呢？
孫衛(wèi)國
我認(rèn)為“高端化”主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是技術(shù)含量高，表現(xiàn)為知識、技術(shù)密集，體現(xiàn)多學(xué)科和多領(lǐng)域高精尖技術(shù)的繼承；二是處于價(jià)值鏈高端，具有高附加值的特征；三是在產(chǎn)業(yè)鏈上占據(jù)核心地位，其發(fā)展水平?jīng)Q定產(chǎn)業(yè)鏈的整體競爭力。先進(jìn)的工具引領(lǐng)生產(chǎn)生活方式變革，促進(jìn)社會現(xiàn)代化發(fā)展，離不開高新技術(shù)引領(lǐng)。
“智能化”意味著知識技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、傳感技術(shù)等智能學(xué)科的高度集成化，能夠搜集與理解環(huán)境信息和自身信息，并進(jìn)行分析判斷和自身行為規(guī)劃。航空智能化的核心是使飛行器具備自主感知、自主決策、自主執(zhí)行、自主進(jìn)化能力。自主感知使飛行器通過各類傳感器與數(shù)據(jù)融合完成復(fù)雜環(huán)境和目標(biāo)的分類、識別；自主決策可充分發(fā)揮人工智能在信息處理速度和處理量方面的優(yōu)勢，在各種復(fù)雜場景中快速作出利益最大化的決策；自主執(zhí)行能使機(jī)器自主進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃，并在執(zhí)行過程中實(shí)時(shí)調(diào)整；基于自主遺傳進(jìn)化算法，自主進(jìn)化可使智能飛行器具有生命體特征，通過不斷學(xué)習(xí)提升認(rèn)知決策水平，以應(yīng)對全新環(huán)境。應(yīng)該說，智能化將大幅提高飛行器在不同環(huán)境中的感知、決策、執(zhí)行、學(xué)習(xí)能力，將為未來航空打開更大的想象空間。
“綠色化”就是節(jié)能環(huán)保、新能源、再制造與高效、清潔、集約、循環(huán)的綠色低碳發(fā)展的結(jié)合，如eVTOL、氫燃料飛機(jī)等。可持續(xù)航空燃料的應(yīng)用被認(rèn)為是最具潛力的技術(shù)，對助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)以及保障能源安全具有不可替代的作用，可實(shí)現(xiàn)航空動力系統(tǒng)的重大變革。未來，民用航空動力系統(tǒng)如使用可持續(xù)燃料作為渦輪發(fā)動機(jī)燃料或直接使用燃料電池為飛機(jī)提供動力，將大幅減少航空業(yè)碳排放。
曹賀
未來一個(gè)時(shí)期，以高端化、智能化、綠色化為技術(shù)特征的新型通用航空裝備將逐步實(shí)現(xiàn)場景大規(guī)模應(yīng)用，建立通用航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展新模式。
就綠色化而言，通用航空裝備主要包括采用電機(jī)驅(qū)動的具備垂直起降能力的飛行器，其中電機(jī)由電動力驅(qū)動，電動力包含電池、燃料電池等不同能源形式。智能化主要是通過高級自動控制功能設(shè)計(jì)、深度學(xué)習(xí)等方法，實(shí)現(xiàn)一鍵自主起降、智能避障等，提高電動垂直起降飛行器自動駕駛和智能化水平。分布式電推進(jìn)技術(shù)使得電動垂直起降飛行器的構(gòu)型突破了傳統(tǒng)架構(gòu)限制，具有廣闊的設(shè)計(jì)空間，使之前許多不可能、不可行的飛行器構(gòu)型成為可能，多旋翼、矢量推力、復(fù)合翼等新構(gòu)型蓬勃發(fā)展。
我認(rèn)為，通用航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新模式主要體現(xiàn)在兩點(diǎn)：一方面，裝備數(shù)量將迎來可觀的增長。截至2023年底，我國注冊登記的無人機(jī)達(dá)到126.7萬架。“短途運(yùn)輸+電動垂直起降”客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)、“干—支—末”的無人機(jī)配送網(wǎng)絡(luò)以及滿足各種工農(nóng)作業(yè)需求的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)建立后，我國無人機(jī)將在數(shù)量級上迎來提升。另一方面，運(yùn)行質(zhì)量將有效提升。以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為基本特征的低空智聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建，將支撐起百萬乃至千萬量級的無人機(jī)安全高效運(yùn)行。
胡金碩
對于大型支線物流無人機(jī)，因其較大的起飛重量、飛行動能和航程，在保障飛行安全方面尤其依賴先進(jìn)的技術(shù)手段，通過持續(xù)優(yōu)化無人化改裝/系統(tǒng)設(shè)計(jì)解決方案，集中體現(xiàn)高端化、智能化技術(shù)路徑。
在飛行控制方面，主要是余度管理與容錯控制、飛行任務(wù)管理、鏈路失效管理、無動力著陸管理、飛行邊界管理等。在動力裝置方面，重點(diǎn)面向發(fā)動機(jī)模態(tài)調(diào)度、能源管理、自動油門、變距控制等。在故障診斷與恢復(fù)方面，對機(jī)載電氣設(shè)備的智能監(jiān)管較為常見，主要包括電氣負(fù)載狀態(tài)及設(shè)備參數(shù)采集、周期BIT管理、故障信號源切換，以及地面站對飛行態(tài)勢的監(jiān)控、異常飛行狀態(tài)處置、地面控制權(quán)限移交、鏈路切換等。
分布式電推進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于大型支線物流無人機(jī)，可以減少對化石燃料的依賴，符合推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和的航空貨運(yùn)發(fā)展趨勢。但從飛行器全生命周期來看，適用分布式電推進(jìn)技術(shù)的電能是否完全來源于光、風(fēng)等清潔能源，仍需要長期探索其綠色環(huán)保屬性。此外，運(yùn)用電機(jī)降噪技術(shù)可顯著降低燃油發(fā)動機(jī)噪聲水平，并通過進(jìn)離場噪聲控制，逐步減少飛行器對周邊居住、作業(yè)環(huán)境的影響。
《通用航空裝備創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)施方案（2024-2030年）》明確提出了2027年與2030年兩個(gè)關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)的發(fā)展目標(biāo)，對于推動通用航空產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展具有重要意義。未來，通用航空裝備領(lǐng)域應(yīng)如何在核心技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、政策與市場對接以及國際合作與交流等方面下功夫，共同推動通用航空產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展和強(qiáng)鏈補(bǔ)鏈進(jìn)程？
孫衛(wèi)國
積極布局智能化、數(shù)字化、綠色化航空技術(shù)，提升技術(shù)創(chuàng)新能力，要加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)裝備產(chǎn)品的研發(fā)攻關(guān)。推動數(shù)字技術(shù)與產(chǎn)業(yè)深度融合，催生更多新技術(shù)、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)、新模式。集聚創(chuàng)新資源，強(qiáng)化產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新體系建設(shè)，加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)、重大科技成果轉(zhuǎn)化和自主創(chuàng)新產(chǎn)品迭代應(yīng)用，提升新技術(shù)、新產(chǎn)品、新服務(wù)供給質(zhì)量和水平。
促進(jìn)創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈深度融合，支持龍頭企業(yè)向產(chǎn)業(yè)鏈上游進(jìn)軍，提升產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的安全水平和競爭力。優(yōu)先瞄準(zhǔn)當(dāng)前產(chǎn)業(yè)鏈的薄弱環(huán)節(jié)，通過供需牽引打通創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈之間的堵點(diǎn)，圍繞創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈精準(zhǔn)配置資金和人才要素，加快構(gòu)建“科技—產(chǎn)業(yè)—人才”的良性循環(huán)生態(tài)圈。
打造梯次接續(xù)的企業(yè)矩陣。強(qiáng)化鏈主企業(yè)的引領(lǐng)作用，支持前沿探索、前瞻布局，統(tǒng)籌整合產(chǎn)業(yè)鏈資源，引導(dǎo)關(guān)聯(lián)企業(yè)向重點(diǎn)區(qū)域集聚，加快形成產(chǎn)業(yè)體系和產(chǎn)業(yè)鏈條。構(gòu)建大中小企業(yè)創(chuàng)新協(xié)同、產(chǎn)能共享、供應(yīng)鏈互通的產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)。提升中小企業(yè)專業(yè)化能力，培育一批專精特新“小巨人”企業(yè)。整合市場資源，強(qiáng)化要素保障，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模化、集群化、專業(yè)化發(fā)展。
曹賀
通用航空裝備實(shí)現(xiàn)規(guī)模化是現(xiàn)階段的主要任務(wù)。因此，應(yīng)以應(yīng)用場景創(chuàng)新和大規(guī)模示范應(yīng)用為牽引，加快通用航空技術(shù)和裝備迭代升級。
我認(rèn)為，應(yīng)通過四個(gè)層面推動通用航空產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展和強(qiáng)鏈補(bǔ)鏈進(jìn)程。首先，通過航空應(yīng)急救援、航空物流配送、城市空中交通、新型通用航空消費(fèi)等示范應(yīng)用，提升通用航空裝備的經(jīng)濟(jì)性、可靠性，實(shí)現(xiàn)裝備好用耐用，客戶愛用。其次，鼓勵龍頭企業(yè)整合資源，強(qiáng)化對產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈和創(chuàng)新鏈的引領(lǐng)和組織協(xié)同，不斷增強(qiáng)企業(yè)競爭力，提升產(chǎn)業(yè)鏈韌性和安全水平。再次，支持電池、電機(jī)等優(yōu)勢企業(yè)加大研發(fā)投入力度，提升產(chǎn)品性能，培育一批知名品牌產(chǎn)品。最后，引導(dǎo)通用航空裝備相關(guān)企業(yè)提升競爭力，打造一批專精特新“小巨人”和制造業(yè)單項(xiàng)冠軍企業(yè)。
胡金碩
航空支線物流的貨運(yùn)體量大，應(yīng)用場景相對簡單，運(yùn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)偏小，無人機(jī)平臺技術(shù)路徑與傳統(tǒng)航空研發(fā)配套、適航審定體系關(guān)聯(lián)緊密。面向大載重、長航程平臺特點(diǎn)的專業(yè)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)在主機(jī)研制、質(zhì)量控制、運(yùn)營成本、人員保障、國產(chǎn)化率等多個(gè)環(huán)節(jié)持續(xù)提升綜合競爭力，實(shí)現(xiàn)長效增值。
大型無人機(jī)支線物流應(yīng)在低風(fēng)險(xiǎn)場景中實(shí)現(xiàn)常態(tài)化運(yùn)營保障，對相關(guān)制造單位予以政策、資金支持。隨著更多民營研制單位在總體設(shè)計(jì)、成本控制、運(yùn)營服務(wù)等方面體現(xiàn)出更多優(yōu)勢，在維持正常的安全、市場機(jī)制的前提下，應(yīng)加快國有體系設(shè)備配套的市場化趨勢，在制造端加快向低空大市場全面延伸，持續(xù)助力戰(zhàn)略設(shè)備國產(chǎn)化率提升。
當(dāng)前通過大型無人機(jī)開展支線物流，仍然依賴跑道型通用機(jī)場等大型基礎(chǔ)設(shè)施，呈現(xiàn)一種基于航線運(yùn)力的集中布局，這種結(jié)構(gòu)對下游的放射性、覆蓋面相對不足。因此，可采用“分布式電推進(jìn)+混合動力”技術(shù)架構(gòu)，使支線物流無人機(jī)從較高的起降適應(yīng)性向垂起特性過渡，構(gòu)建基于市場需求的起降點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，降低基礎(chǔ)設(shè)施的使用、維護(hù)和人力成本，形成高頻次、大體量、分布式和規(guī)模化的運(yùn)輸格局。