低空经济背景下大型货运无人机发展的一点思考

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2024年12月26-28日，第九届中国航空创新创业大赛系列活动在浙江丽水成功举办。本届大赛由中国航空学会、浙江省经济和信息化厅、浙江省丽水市人民政府、中国航空工业集团有限公司、中国航空发动机集团有限公司、中国商用飞机有限公司、中国南方航空集团有限公司、中国国际金融股份有限公司、国新证券股份有限公司、先进技术成果长三角转化中心、深空探测实验室联合主办。来自航空工业、航发、商飞等航空航天产业链上下游的参赛项目和数百家投资机构代表参加了此次活动。第二届中国空天科技企业家年会特别邀请了沈阳飞机设计研究所总体专业副总师、研究员詹光参加，在大会上做了关于《低空经济背景下大型货运无人机发展的一点思考》的演讲。以下内容根据演讲录音整理发表。


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。



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。





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。





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。



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。



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。





展望未来，我国山区占国土面积2/3，从综合投入上很合适发展空运，但从现有的航空货运比例来看，航空货运业仅占全国运输量的0.01%，市场空间足够巨大。我觉得我们应该学习特斯拉公开专利吸引更多企业和资源进入电动车领域的做法，各企业要技术共享、共建生态、协同降本，因为我们货运无人机的竞争对手完全不是彼此，而是在公路运输那里争取份额。我相信在低空政策的加持下，“好风凭借力，送我上青云”，低空无人机未来可期。谢谢大家！

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