低空经济背景下大型货运无人机发展的一点思考 - 无人机论坛

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今天，我很荣幸有机会与大家探讨一下大型货运无人机的发展问题，就在上个月，中共中央、国务院办公厅印发《有效降低全社会物流成本行动方案》提出“鼓励发展与平台经济、低空经济、无人驾驶相结合的物流新模式”，所以我分享一个我们重点关注的主题：大型无人机如何融入到新一代低成本物流体系中？要阐明这个问题，首先要从航空货运的特点出发。

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航空货运有其优势和劣势。优势在于快速、灵活，对乡村、山地、海岛等适应性强。一直以来，陆运、铁路、水运对基建要求较高，以高速公路为例，每公里修建成本约三千万至四千万。尤其是遇到大雪、滑坡等自然灾害时，传统物流影响严重甚至中断。无人机物流的优势在于可以避开这些问题，只需一个机场即可运作。劣势在于成本，当前空运的吨公里运输成本是陆运成本的3至4倍。

航空物流要想发展起来，第一是要充分发挥时效性的优势，有些货运快不起来也是大成本，据统计，我国果蔬在采摘、运输、存储等物流环节由于运输慢，损失率达25-30%，物流成本占总成本60%，农户的贱卖与消费者的贵买同时出现。第二是要发挥比较优势，我国山地较多，地形高低差异大，对于盘山道、跨海运输绕行距离过长等，飞机运输送达综合成本反而会优于陆运。

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在我国低空经济大背景下，随着民用航空制造业快速发展，机场、空管、信息网络等基础设施的加速完善，大型货运无人机通过“快+低成本化”获得物流的比较优势。

那么，第一个问题，如何让物流更快？首先，需要改变运营模式，从分拣枢纽运输变为点对点直达。直达运输的实现，其一是需要低空飞行，不去挤占民用客机的空域，避免在机场排队浪费时间；其二是需要适应更多低规格的机场，尤其是短窄的跑道，如通航机场、甚至一块平地；其三是需要摆脱无人机对差分站和起降站的依赖，进而规避机场改造的成本。

其次，我们需要更快地装卸货物。据数据分析显示，装卸货时间与飞行时间的比例是2.5:1，因此提高装卸效率这个大头至关重要。类比海运的发展，我们应发展陆空联运的集装箱，实现一箱到底的运输，简化或减免安检程序，省去分拣、打板时间，实现快装快卸。研究发现，现有的航空集装箱体积太小，而陆运集装箱载重太大，我们真正需要的是大个头、小载重的可陆空联运集装箱。

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对于第二个问题，如何降低成本？首先，只有实现规模化发展，才能有效降低成本，这种规模化不能只是几十架、几百架的市场需求，我们需要在低空经济政策的背景下创造大市场需求，才能真正实现整个产业的快速发展。以马斯克space-X为例，他最大的创新不是可重复火箭发射这个技术，而是创造了星链和火星移民等全新的大市场，原来的航天发射只依赖政府采购，每年发射总量很有限，没有大的发射量，成本是很难持续降低的。

如何创造大市场需求？这里拿预制菜做个启发，现在很多学校食堂和商场都是预制菜。大家诟病预制菜的关键问题是健康，因为从制作完成至送到餐桌的时间太长，无可避免要添加防腐剂和锁水剂等。但如果实现了预制菜的快速运输，是否就能有效解决这一问题。2023年2月，中央一号文件提到培育发展预制菜产业，设想可以建设透明式自动化的中央厨房，五星大厨美食研究院提供多样菜品配方，从原材料、制作到运输全程可监控可溯源，货运无人机点对点直达辐射周边，上千种备选菜品可有效改善食堂口味长期固定的运营困境，调查表明食堂不好吃主要是因为不换厨师不换菜品。我一直觉得国外的饮食很差，远比不上中国的八大菜系，未来中国的美食如能像肯德基、麦当劳等品牌实现标准化，预制菜很容易顺着一带一路占领全世界。

技术降本也是降低采购成本的另一个重要手段。电动汽车产业的成功打造了可复制的商业模式，通过“三电”的技术创新引领产业创新，进而有效降低了成本。不同于传统民航飞机，货运无人机应该在海拔三千米左右的低空运行，有效规避了低温和低气压环境，这样可大量采用车规产品、手机通信器件，从而大幅降低成本，传统无人机和汽车、手机的成本对比悬殊，差距高达数百倍。从培育低空无人机供应链的角度，我建议成立无人机低成本总体技术实验室，发布需求，做技术验证，建立合适的新标准，重塑低空无人机的产业链。

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在采购成本之外，另一项不容忽视的成本是运营成本。无人货机的运营可以省去传统民航飞机的机组费用，采用小机场减少机场和地服费用，低空飞行采用耗油很低的螺旋桨类动力，飞机采用免维护和自保障设计，进一步降低燃油费和维修保障费。无人货机的测控，主要依托民用运营商网络构建，综合利用现有的4G/5G /5G-A/6G基础设施和未来发展的低轨卫星；建立北斗星基增强、铁搭融合地基增强和视觉导航等多方式融合的定位与授时，同时建立智能化运行调度中心集中监控空域内所有无人机，提供低空空域资源分配、运行管控调度和系统运行监视等服务，极大压缩运营成本。

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在努力控制和降低成本的同时，我们不可避免地会面临安全方面的顾虑，需要在降低成本与安全可靠之间进行权衡。安全是航空人的生命，安全也是最大的成本。进一步引申到一个问题：大型货运无人机到底是按照飞机标准还是汽车标准呢？我认为在满足以下几点要求之后，大型货运无人机按照汽车标准才更具备商业价值。

第一是与其他类飞行器航路隔离飞行，并配装ADS-B和电子围栏，不在人口密集区飞行。

第二是要重视低速性能，能像滑翔机一样飘到地面，避免产生次生伤害。

第三是要用航空煤油等重油，失控前要空中放油，锂电池要防碰撞。

第四是民用网络的可靠性和安全性要上手段，防止黑客和劫持。

第五是要适应各种环境，包括风雨雪、雷电、冰雹、撞鸟、沙尘、盐雾等。

第六是安全失效概率控制到与大货车事故率相当，从民航飞机的10-7控制到10-5左右。

综上所述，我们能大致描绘出大型货运无人机的一些特点，即在保证本质安全的前提下，通过改变运营模式和发展陆空联运发挥时效优势，通过规模化和技术降本降低采购成本，通过借用民用通信导航网络和免维护自保障设计等降低运营成本，我们得到了一个区别于常规大型无人机的大体积货舱、低空飞行、小机场适应性好、运营成本低、使用便捷的无人货机新形态。

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