本文轉(zhuǎn)自：光明日報

　　標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、體系化——

　　如何突破低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的技術(shù)瓶頸

　　作者：郭萬林 孫建紅

　　《光明日報》（ 2024年11月21日 16版）

　　【科學(xué)隨筆】

　　打“飛的”，搭乘大灣區(qū)低空特快專線，到珠海看航展的首批四名乘客，11月11日從深圳起飛抵達(dá)珠海。與兩個多小時的高速公路相比，直升機(jī)只需30分鐘左右便可直達(dá)。今年的珠海航展還首次專辟“無人陣地”，在國之重器扎堆的航展現(xiàn)場，這些看似不起眼的低空“小塊頭”頻頻搶鏡，成為一道獨(dú)特的風(fēng)景。

　　低空經(jīng)濟(jì)是以各種低空飛行器（含有人駕駛和無人駕駛航空器）為平臺，以各類低空飛行與交通運(yùn)輸活動為牽引，輻射帶動相關(guān)領(lǐng)域融合發(fā)展的綜合性經(jīng)濟(jì)形態(tài)。作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈條長，涵蓋航空器研發(fā)與制造、低空飛行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與運(yùn)營、飛行服務(wù)與保障等產(chǎn)業(yè)，對構(gòu)建現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系具有重要作用。

　　隨著對低空經(jīng)濟(jì)的日益重視，持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新成為推動產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的關(guān)鍵。但目前來看，不同技術(shù)體系之間的兼容性、協(xié)同性等問題日漸顯現(xiàn)，可能導(dǎo)致技術(shù)整合難度加大，從而影響系統(tǒng)的整體性能和穩(wěn)定性。

　　一方面，低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)門檻、研發(fā)投入都比較高，盡管具有廣闊的發(fā)展前景，但仍存在高風(fēng)險和不確定性。各地在相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中缺乏統(tǒng)一的總體規(guī)劃，導(dǎo)致建設(shè)方向不明確、投入風(fēng)險增加。同時，各地建立的系統(tǒng)之間兼容性和互通性差，難以形成有效的互聯(lián)互通和資源共享。

　　另一方面，由于低空飛行器的使用場景多樣，多種構(gòu)型的低空飛行器應(yīng)運(yùn)而生，但各類型飛行器零部件無法相互替換，需要專門為各類飛行器的零部件建立不同的生產(chǎn)線。與此同時，隨著低空飛行器裝備建設(shè)多樣化需求的增加，多品種并行、交叉重復(fù)現(xiàn)象時有發(fā)生，給技術(shù)狀態(tài)控制、生產(chǎn)均衡性和質(zhì)量過程控制帶來眾多問題。

　　此外，低空新型飛行器對適航審定能力也提出了巨大挑戰(zhàn)。智能化、飛控—動力一體化設(shè)計技術(shù)、無人駕駛技術(shù)等全新技術(shù)的出現(xiàn)，需要系統(tǒng)開展相應(yīng)的適航審定技術(shù)研究，積累經(jīng)驗(yàn)，完善適航標(biāo)準(zhǔn)和審定技術(shù)?，F(xiàn)有適航審定理念、審定隊(duì)伍能力和效率，已無法滿足無人機(jī)和傳統(tǒng)通航制造商需求及旺盛的低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展勢頭。

　　筆者認(rèn)為，低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中面臨的技術(shù)瓶頸，或可通過低空經(jīng)濟(jì)各要素的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和體系化策略得到突破。標(biāo)準(zhǔn)化為整個行業(yè)設(shè)定了統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，能夠降低研發(fā)與生產(chǎn)成本，增強(qiáng)產(chǎn)品的互操作性和市場競爭力。模塊化能促進(jìn)技術(shù)的靈活應(yīng)用與快速迭代，使相關(guān)企業(yè)更高效地分配資源，集中攻克關(guān)鍵技術(shù)難題，便于后續(xù)維護(hù)和升級。體系化可推動產(chǎn)業(yè)鏈上下游的緊密合作與協(xié)同創(chuàng)新，形成良性的技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)。具體來說：

　　一是標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)?，F(xiàn)有的航空適航標(biāo)準(zhǔn)大多針對傳統(tǒng)固定翼飛機(jī)和直升機(jī)，以eVTOL為代表的新型低空航空器，具有獨(dú)特的設(shè)計和性能特點(diǎn)，需要制定新的適航認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。如民航局擁有對滑翔、旋翼、氣球、無人機(jī)、小飛機(jī)、直升機(jī)等實(shí)用類、特技類以及通勤類航空器的適航要求和標(biāo)準(zhǔn)，但這些主要還是從公共安全以及適航管理出發(fā)，而現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)化主要來源于不同的工業(yè)體系，缺乏面向低空經(jīng)濟(jì)運(yùn)行考量的標(biāo)準(zhǔn)化體系。

　　在適航認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)方面，應(yīng)設(shè)立低空和城市空域內(nèi)飛行的專門安全標(biāo)準(zhǔn)；統(tǒng)一飛行器安全評估、失效模式分析等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；規(guī)定低空飛行器的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)、安全保護(hù)和電力系統(tǒng)冗余要求。電池與電力推進(jìn)系統(tǒng)是低空航空器的重要組成部分，應(yīng)制定關(guān)于高能電池的安全標(biāo)準(zhǔn)，特別是在高功率充放電時的管理，還應(yīng)推動電池回收體系的標(biāo)準(zhǔn)，保障可持續(xù)發(fā)展；確定統(tǒng)一的電池組規(guī)格，以簡化供應(yīng)鏈并降低成本。

　　在通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)方面，應(yīng)設(shè)立保障航空器在飛行過程中能夠進(jìn)行有效通信、精確導(dǎo)航和可靠監(jiān)視的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如規(guī)定通信設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)航設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)視設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)和操作要求等。

　　通航機(jī)場和起降平臺標(biāo)準(zhǔn)方面，除通用航空機(jī)場設(shè)施和設(shè)備設(shè)計、建設(shè)、管理及運(yùn)營制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)外，還應(yīng)規(guī)范低空飛行器起降平臺尺寸、安全性、流量控制和通信標(biāo)準(zhǔn)，充電樁和充電接口的標(biāo)準(zhǔn)化，起降平臺的建設(shè)位置、空間規(guī)劃及與現(xiàn)有交通樞紐的集成標(biāo)準(zhǔn)等。此外，維修維護(hù)也應(yīng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化——如果異類異構(gòu)低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品和裝備在功能、性能、質(zhì)量等方面差異較大，會使運(yùn)維成本升高，不利于低空經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展。

　　安全與風(fēng)險管理標(biāo)準(zhǔn)方面，不同于適航標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)建立確保低空經(jīng)濟(jì)飛行活動公共安全的標(biāo)準(zhǔn)，以預(yù)防和應(yīng)對可能的安全威脅和風(fēng)險，包括風(fēng)險識別與評估、風(fēng)險控制與管理、安全管理體系、事故報告與調(diào)查、監(jiān)控與審核等方面。同時，應(yīng)系統(tǒng)制定針對各類飛行器可能面對的非合作目標(biāo)、非合作對抗的主動、被動安全防范標(biāo)準(zhǔn)。

　　二是模塊化建設(shè)。模塊化設(shè)計有助于降低制造成本、加速技術(shù)迭代，并提高維護(hù)的規(guī)范性和升級的靈活性，構(gòu)建低空飛行器裝備的模塊技術(shù)體系。

　　在部件開發(fā)上，可以設(shè)計不同功率和類型的模塊化電動機(jī)，以適應(yīng)不同型號和用途的飛行器；允許低空飛行器根據(jù)任務(wù)需求靈活更換電池包，采用標(biāo)準(zhǔn)化的電池盒設(shè)計；開發(fā)可更換或升級的飛行器模塊，包括機(jī)翼、尾翼、螺旋槳等。

　　在應(yīng)用系統(tǒng)上，針對電力巡檢、農(nóng)業(yè)植保、公安巡查、醫(yī)療救助、應(yīng)急救援等不同領(lǐng)域，提升系統(tǒng)的互換性，做到功能模塊化拓展。

　　今年上半年，民航局登記無人機(jī)已經(jīng)達(dá)到185.7萬架，大部分為25公斤以下級的非適航要求飛行器。如果能優(yōu)先在氣動、結(jié)構(gòu)、動力裝置、機(jī)電設(shè)備與任務(wù)平臺等方面形成適航/非適航要求的模塊化標(biāo)準(zhǔn)件，就能進(jìn)一步降低產(chǎn)業(yè)技術(shù)門檻，更好更快拓展產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場景。

　　三是體系化建設(shè)。體系化建設(shè)可圍繞從技術(shù)研發(fā)到市場運(yùn)營、從交通管理到基礎(chǔ)設(shè)施等多個維度，構(gòu)建完整的生態(tài)系統(tǒng)。

　　其中，要做到空中交通管理系統(tǒng)（ATM）與無人機(jī)交通管理系統(tǒng)（UTM）的整合。制定低空交通管理的規(guī)則和規(guī)范，確保低空飛行器能與無人機(jī)和傳統(tǒng)航空器共存以及融合飛行。在此基礎(chǔ)上，推動自動化和數(shù)字化的空中交通管理系統(tǒng)，利用人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)提升交通流量預(yù)測和調(diào)度。未來，當(dāng)?shù)涂诊w行器密集時，為避免不必要的飛行沖突，需建立動態(tài)飛行路徑規(guī)劃系統(tǒng)。

　　運(yùn)營生態(tài)體系建設(shè)也是重要方面。運(yùn)營商應(yīng)與政府合作，確保起降平臺、充電設(shè)施的合理布局，并與現(xiàn)有的公共交通網(wǎng)絡(luò)相整合。推動低空飛行器租賃和共享服務(wù)的發(fā)展，為城市居民提供更為便捷的出行方式。此外，一體化的維修和保養(yǎng)服務(wù)體系，必不可少，以確保飛行器能安全、及時地進(jìn)行維護(hù)和檢修。

　　同樣，統(tǒng)一國際低空飛行器適航標(biāo)準(zhǔn)勢在必行?？梢酝ㄟ^共享安全、認(rèn)證、交通管理等方面的經(jīng)驗(yàn)，推動技術(shù)互認(rèn)和市場互通；同時，加強(qiáng)與各國航空監(jiān)管機(jī)構(gòu)合作，簡化低空飛行器的跨境認(rèn)證流程。

　?。ㄗ髡撸汗f林、孫建紅，分別系中國科學(xué)院院士、南京航空航天大學(xué)教授；南京航空航天大學(xué)教授）