“低空经济”崛起,它的技术发展趋势、市场前景到底如何?

2025-07-08 14:01:16 科技

【导语】2025年6月6日,中山大学航空航天学院教授卢镇波在一场聚焦“低空启航 太空互联”的演讲中,深入探讨了“低空经济”的发展现状与未来。随着2024年全国两会首次将“低空经济”写入政府工作报告,这一领域正逐渐凸显其在国家经济发展中的重要地位。卢镇波教授从自然界的飞行生物启迪、飞行的力学原理讲起,进而介绍了低空飞行器的诞生及其在低空经济中的关键作用。他指出,低空经济作为以低空无人机和有人机为依托的综合性产业链,未来有望带动众多相关产业的蓬勃发展,并在城市短途出行、应急救援及国防事业中发挥重要作用。

2025 年 6 月 6 日,中山大学航空航天学院教授卢镇波在 2025 说广东场“低空启航 太空互联”带来演讲《低空经济与低空飞行器》,分享关于“低空经济”的发展现状与未来。

2024 年全国两会,“低空经济”首次被写进了 2024 政府工作报告,凸显了低空经济在国家经济发展中的重要地位。那么,到底什么是低空经济?与低空经济密切相关的“低空飞行器”又是什么?中山大学航空航天学院教授卢镇波的演讲《低空经济与低空飞行器》,也许能给你参考。以下是卢镇波的演讲节选:

如何实现飞行?来自大自然的启迪

在介绍低空飞行器之前,我们不妨先从“人类的飞行梦”说起。人类很早就有“飞”的渴望,也做了很多尝试。但究竟怎么才能实现飞翔呢?自然界的飞行生物给了人类很多启迪。第一类是昆虫。以蜻蜓为例,它们通过快速扑动翅膀,实现了高效、机动、灵活的飞行,机动性甚至超过了许多鸟类。但要完全模仿蜻蜓的扑动飞行,对人类来说难度极大。不过,我们可以借鉴它的原理来制造人造飞行器。其次是种类繁多的鸟类,如鸽子、鹰、蜂鸟、海鸥、信天翁。它们的飞行速度极快,飞行效率高,续航能力强。尽管现代飞机并非通过扑动翅膀来飞行,但鸟类翅膀的形状和结构为飞机的设计提供了重要的参考依据,最终帮助人类实现了在空中飞翔的梦想。
第三种是蝙蝠。别看它身躯圆胖,但凭借两只翅膀,能够进行高效的飞行,且翅膀的灵活性在所有飞行生物中堪称最强。
最后,是地球上曾经出现过的体型最大的飞行生物——翼龙。它们主要依靠滑翔飞行,展开巨大的翅膀,在空中滑翔。人类受到这种滑翔能力的启发,设计出了滑翔机。甚至在一些科幻片中,人们从一栋高楼滑翔到另一栋高楼的场景,也与这种滑翔能力有关。
以上就是自然界中的四类飞行生物,它们各具特色,为人类实现飞翔梦想提供了宝贵的借鉴和启示。

飞行背后的力学原理 库塔——茹科-夫斯基定理

想要理解飞行的奥秘,还离不开一个重要的科学原理——“库塔—茹柯夫斯基定理”。

无论是鸟类还是飞机,它们之所以能够实现飞行,关键在于必须存在环量。环量这个概念可能稍显复杂,简单来说,它是指流体沿着一个围绕机翼(或飞翼)的闭合路径时的整体旋转(或循环)强度。正是由于环量的存在,飞行才得以实现。

飞行开始时,必须满足库塔条件,即上下表面的气流必须平滑汇集在翅膀后缘,然后离开。在气流离开时,会产生一个难以被观察到的启动涡,当启动涡产生后,由于环量守恒定理,在机翼周围会产生一个附着涡。正是这个附着涡的存在,使得机翼表面存在环量,进而产生向上的力,也就是升力。这个升力与飞行速度、流动速度以及环量成正比,正是有了这个升力,飞机才能够飞起来,这便是现有所有飞机的飞行原理。

飞行的原理。图片来源于卢镇波PPT

不过,许多昆虫的飞行并不遵循此定理,它们依赖的是第二种高升力机制:通过快速拍打、甩开翅膀,在上方产生非常强的非定常升力,这种非定常升力能够支撑比第一种升力更大重量的飞行。像我们讨厌的蚊子,就是采用这种机制来实现高效飞行。我们在研制扑翼飞行器时,也可以借鉴这种机制,实现非常高效的飞行。
此外,大部分昆虫还有另外一个特点,昆虫拍打时翅膀上能形成不脱落的附着涡,这些不脱落涡的相互耦合作用可显著提升涡升力。有了这种第二升力机制,“一头会飞的猪”在理论上是可以实现的。目前,许多科学家正在探索这种机制,以期最终让人类能够实现飞行梦想。

低空飞行器的诞生与低空经济的未来

从对自然飞行的模仿和升力原理的探索出发,人类踏上了飞行器研发的漫长征程:

飞行器的发展历程。图片来源于卢镇波PPT

进入 2000 年,随着电子技术和自主控制技术的不断发展,无人驾驶飞行器逐渐进入了人们的视野。

2020 年前后,人们逐渐意识到无人机技术还能应用于一个极具潜力的领域——城市间的交通。比如,现在由于地面交通拥挤,从广州到深圳需要花费 2 个小时。如果采用载人飞行器,就能大幅缩减这一时间。然而,传统的直升机成本过高。未来低空飞行器的设计,有望填补这一领域的空白,实现载人、载货以及多场景的融(róng)合(hé)应(yīng)用(yòng),进(jìn)而(ér)催(cuī)生(shēng)未来的低空经济形态。
目前,低空飞行器主要分为四类:

一是大家熟悉的直升机,它依靠旋翼提供升力和推进力,是一种垂直起降航空器(qì)。

二(èr)是(shì)无(wú)人(rén)机(jī),通(tōng)过(guò)遥(yáo)控(kòng)或(huò)自(zì)主飞(fēi)行(xíng)来(lái)实(shí)现(xiàn)飞(fēi)行(xíng),应(yīng)用(yòng)范(fàn)围(wéi)非(fēi)常(cháng)广(guǎng)泛(fàn)。

三(sān)是(shì)电(diàn)力(lì)驱(qū)动(dòng)、垂(chuí)直(zhí)起(qǐ)降(jiàng),结(jié)合(hé)了(le)直(zhí)升(shēng)机(jī)多(duō)旋(xuán)翼(yì)的(de)灵(líng)活(huó)性(xìng)与固定翼的效率优势的电动垂直起降飞行器(eVTOL)。

四是未来可能发展的扑翼飞行器。

在(zài)众(zhòng)多(duō)低(dī)空(kōng)飞(fēi)行(xíng)器(qì)中(zhōng),电(diàn)动(dòng)垂(chuí)直(zhí)起(qǐ)降(jiàng)(eVTOL)飞(fēi)行(xíng)器(qì)因(yīn)其(qí)高(gāo)度(dù)契(qì)合城市需求的特性,被认为是城市短途出行的未来。它的优势包括噪声低、成本低、更环保、易于维护,且配套设施简单便捷。目前,政府也正积极推动其发展。

图片来源于卢镇波PPT

介绍完低空飞行器的一系列发展以及对应的最新技术,我们再回过头来看低空经济是什么。

低空经济可以拆解为两个关键词,一是低空技术,二是经济活动,因为只有实现经济增长才能促进低空发展。因此,我们将“低空经济”定义为以低空无人机和有人机为依托,以技术为基础,在经济层面以载人、运货及特殊作业为主要目标,涵盖飞行、制造、维护和服务等环节的综合性产业链。

具体而言,它囊括了低空飞行器的制造、低空飞行运营、低空保障服务以及综合配套服务等板块。这一产业辐射范围广泛,产业链条绵长,且具有极强的成长潜力,未来有望带动众多相关产业的持续蓬勃发展。

低空经济在国内外的发展主要有以下几个阶段:

国外在 2006 年以前有一些早期的探索,2006 年至 2020 年进入规范发展阶段(duàn),这(zhè)一(yī)阶段国外发展速度较快,并有相关应用。2021 年至今,国外处于普及推广相关应用的阶段。

国内自 2021 年开始发力,当年低空经济就被写入国家规划。到去年年底,国家发改委正式成立低空经济发展司,规范程度及引领程度都快于国外。目前,国内一系列立法、试行和研制工作都在稳步推进。未来,中国低空经济有望与国际并跑,甚至实现超越。

国内外的低空经济发展历(lì)程(chéng)。图(tú)片(piàn)来源于卢镇波PPT

在应用层面,低空经济覆盖了通用航空、载人载货等广泛领域,具体场景包括城市空中出租车、短途运输、机场接驳班车以及(jí)城(chéng)际(jì)交(jiāo)通(比如广深、深珠航线)。未来,低空经济不仅能极大推动经济发展,还能提供像应急救援这样的重要公共服务,并且在国防事业中具有军民两用价值。

需要注意的是,低空经济有一些(xiē)特(tè)殊(shū)的(de)地(de)方,因为产业和政府对航空器的要求极为严格,低空经济飞行器需获得三证:TC(型号合格证)、PC(生产许可证)和 AC(单机适航证),以及最后的 OC(运营许可证),这些证件旨在确保飞行器能够安全地服务于经济。此外,低空经济还有空域要求,目前,低空经济主要针对的是 300 米以下的空域。

据市场预测,到 2040 年,全球低空经济的市场规模有望达到万亿美元。关于中国的低空经济发展进程,过去五年,相关企业已持续对 eVTOL 进行研发、测试和验证。未来五年,将开展有人载客型 eVTOL 的商业化工作。2030 年之后,有望实现无人驾驶和 eVTOL 飞行。

策划制作

演讲人丨卢镇波 中山大学航空航天学院教授

责编丨杨雅萍 金禹奋

审校丨徐来、林林