低空經濟：火熱背後的技術隱憂
採寫：本報記者 金 鳳
策劃：趙英淑 滕繼濮
7月7日，上午10時，當“潤興集118”貨輪行駛到距離南京“長江匯興隆洲水上綠色綜合服務區”約1公里時，一架速度為15米/秒的無人機向貨輪精準空投西瓜、烤鴨、冰鎮飲料等約26公斤的“外賣”。
“太方便了！”船員張一帆興奮地説，“以前補給生活物資，要麼得停靠在錨地，要麼得上岸，費時費力。現在不停航，在App上下個單，就能輕鬆收外賣。”
長江上空“郵路”通達，勾勒出低空經濟發展新圖景。自2024年首次被寫入政府工作報告，低空經濟現已在物流配送、文旅出行、應急救援等領域催生出一系列新業態、新場景、新需求。據中國民航局預測，2025年我國低空經濟市場規模將達1.5萬億元。
然而，低空經濟蓬勃發展的同時，技術瓶頸亟待突破。近日，多位專家接受科技日報記者採訪時表示，欲夯實產業根基，必須在低空裝備、低空信息基礎設施、低空安全等領域攻克關鍵核心技術，構建全鏈條技術體系。
動力電池的“不可達三角”
動力電池堪稱低空航空器的核心部件，是保證其長距離、安全、穩定飛行的關鍵。
工業和信息化部等四部門印發的《通用航空裝備創新應用實施方案（2024—2030年）》（以下簡稱《方案》）提出，將推動400瓦時/千克（Wh/kg）級航空鋰電池產品投入量產，實現500Wh/kg級航空鋰電池產品應用驗證。
政策導向引領行業發展。寧德時代、欣旺達、億航智能等多家電池廠商和eVTOL整機廠商先後入局航空動力電池領域。
“目前，動力電池仍是制約低空航空器性能的瓶頸。”中國航空工業集團有限公司首席技術專家吳希明告訴記者，現今電池水平決定了電動低空航空器“重兩三噸、載四五人”的體量上限。
“電池的能量密度、功率密度和安全性很難平衡，存在一個‘不可達三角’。”南京航空航天大學博士生導師丁兵介紹，當前航空動力電池技術面臨三大挑戰。
首先，航空器垂直起飛所需動力大，要求電池的能量密度高於400Wh/kg。而能量密度越高，電極越不穩定，與電解液之間的反應就越劇烈，從而導致安全性降低。這是一個很難調和的矛盾。
其次，高能量密度和高功率密度兩者此消彼長，難以兼得。丁兵解釋，如強調長續航，電池的能量密度就要高，但這樣會犧牲功率密度；如需提升航空器的快速爬升與機動能力，就需要電池有着更高的功率密度，這又會犧牲能量密度。
第三，當能量密度和功率密度增加，電池需更高的安全保障，要在機身添加冷卻系統，但這又會增加航空器的重量，進而用更大的能量密度來彌補。
丁兵認為，破解這些難題，應從電池材料、熱管理、航空器結構等領域多線並進，缺一不可。
《方案》提出，“無人化、電動化、智能化”將是未來新型通用航空裝備的技術特徵。
“要錨定這個方向，加快研製更高性能的航空動力電池，更可靠、高效的航空電能管控系統等，同時要釐清低空經濟主流的應用場景，有針對性地設計航空器的構型、大小、能量管控系統等。”吳希明説。
除了加快研製更高性能的航天動力電池外，在各地有關航空器關鍵核心技術佈局中，整機制造以及高功率密度航空電機、高效電控系統、主控芯片、傳感器、任務載荷設備等核心部件和關鍵配套技術，也都被按下攻關“快進鍵”。
通信的“多技術混跑”
6月17日，重慶夜空被一場華麗的無人機表演點亮。
時而出現層疊舒展的巨型山茶花，時而顯露鱗次櫛比的摩天樓羣……重慶的山水之美、人文之韻、科技之光閃耀天際。
在這場表演中，深圳大漠大智控技術有限公司的11787架無人機，以“最多無人機組成的空中圖案”創下吉尼斯世界紀錄。
這場震撼表演背後，隱藏着巨大的技術門檻。
“實現低時延、高帶寬、大容量的無線通信，是極限挑戰之一。”該公司董事長劉漢斌告訴記者，上萬架無人機在空中編隊，網絡極易“堵車”。因此，需要擴展WiFi局域網的可用信道資源，以增加信道容量，但現有的WiFi技術一度難以滿足這一場景的通信需求。為確保表演順利進行，他們進行了多次測試。
在近日舉行的2025中國數字低空大會上，多位專家指出，目前我國低空通信網絡正處於“多技術混跑”階段，WiFi、衞星、5G等方案各顯神通，卻也各有短板。
中興通訊通感產品總經理趙志勇告訴記者，WiFi點對點的信號易受遮擋，通信距離有限；衞星通信則成本高、帶寬小、時延大，信號在城市內也可能被阻隔；而5G基站的天線是“低頭族”，信號主要覆蓋地面，無人機在低空只能“蹭”到微弱信號，導致通信卡頓、視頻回傳模糊。
那麼，如何確保無人機通信“看得見、呼得着”，進而實現“管得住”？
“首選是5G-A。”中國電信集團首席科學家畢奇告訴記者，“從技術原理上説，5G與5G-A基本可滿足600米以下低空的通信需求。向低空大量覆蓋通信信號，得讓基站天線‘抬頭’。”
畢奇表示，這需要調整地面網絡部分基站的天線傾角及部分發射波束，或採用大張角天線陣列，兼顧低空和地面的通信需求。
“第二條技術路線是建設低空通信專網。比如在無人機遙測、警用等領域，可使用1.4G赫茲頻段專網。”畢奇認為，第三條路線是結合低軌衞星部署天地一體化通信，以覆蓋目前基站無法覆蓋的區域。
中興通訊則有另一種選擇——通過基站的波束管理，用感知來輔助通信。所謂“感知”，就是對基站接收的回波信號進行檢測，從而獲取目標的距離、角度和速度等信息。
“我們正在研發波束自適應調整設備，希望以此來平衡地面和空中通信的資源分配。”趙志勇介紹，當設備感知到有無人機經過，會根據其位置選擇合適波束髮送信息，實現地面與空中資源的最優分配。
產業發展，標準先行。記者注意到，在工業和信息化部發布的《2025年工業和信息化標準工作要點》中，已提出加快構建新型信息基礎設施標準體系，推進5G-A、低空信息基礎設施等標準的研究。
想實現低空空域的安全高效利用，“看得見、呼得着、管得住”是硬門檻，感知、導航、監視必須齊頭並進。
“目前低空監視的最大瓶頸，是還沒有單一技術能感知並高精度監測所有空域的航空器。”粵港澳大灣區數字經濟研究院低空經濟分院院長李世鵬介紹。
怎麼辦？“多模態融合感知技術是解決方案之一。”趙志勇認為，可通過5G-A通感一體基站進行連片組網、利用TDOA技術探測和定位低空航空器頻譜、用雷達在較高空域探測淨空場景等技術，並結合無人機主動播報的遠程識別信息，實現多模態融合感知。
人工智能技術也被寄予厚望。李世鵬告訴記者，他們正在通過仿真預測，預警飛行活動中可能遭遇的航道佔用、氣象變化等情況，並嘗試訓練AI模型，讓其根據不同環境、不同需求，提高航空器的感知、判斷能力。
安全技術風險加大
複合翼飛行汽車、eVTOL、多旋翼無人機、共軸反槳無人機……抬頭望向我國的低空，各式飛行器“迎風起舞”。
截至今年3月，我國註冊無人機數量達387萬架，日均低空飛行架次突破50萬。
低空飛行密度的加大，新的應用場景的不斷湧現，讓飛行安全問題日益顯現。無人機“黑飛”“炸機”、無人機闖入看守所直播、無人機影響候鳥遷徙等亂象頻頻見諸報端。
“低空經濟發展的核心關鍵詞是安全。”李世鵬直言，“我們要思考如何通過技術手段、標準規範和政策，統籌守護低空經濟安全。”
“航空器約六成安全事故發生在起降階段。其中，電磁干擾是頭號危險，會導致導航、通信鏈路中斷，致使航空器失位甚至墜機。排除電磁干擾至關重要。”南京航空航天大學副校長兼低空經濟創新發展研究院院長吳啓暉説。
近日，吳啓暉帶領團隊研製的無人機測向儀，在南京市民用無人駕駛航空試驗區投入使用。兩架無人機搭載該儀器同步起飛，可以根據電磁波強度、方位等信息鎖定干擾源，再由地面精準排障。
低空交通環境的複雜性，不僅在於功能各異的航空器，也在於飛行環境的千變萬化。看不見的氣象，如同暗礁，隨時可能威脅飛行安全。
鵬城實驗室副研究員陳軻表示，傳統氣象觀探測和預報空間覆蓋尺度較大，對於低空飛行活動常用的微小尺度空間的探測和預報精度還不夠。他認為，需要對低空氣象進行精細建模，為飛行器繪製一張“天氣地圖”。
中國電子科技集團第十五研究所空管專家伊佳有着20多年的工作經驗，他向記者表示，明確低空飛行間隔標準刻不容緩。
“各地可以先開展空域普查，以10立方米作為一個空間單元，梳理空域屬性、管理要求、障礙物、氣象開放條件等低空空域管理和運行的相關要素信息，再將這些數據關聯到每一個空間單元，並與低空飛行運行監管系統進行融合。”伊佳説。
我國也在推動低空安全合規發展與低空經濟“起飛”同頻共振。2024年1月1日，我國無人駕駛航空器領域的首部專門行政法規《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》施行；同年6月1日，我國首部針對民用無人機的強制性國家標準《民用無人駕駛航空器系統安全要求》實施；今年7月18日，國家發展改革委召開推動低空經濟安全健康發展專題會議，為低空經濟的穩步發展明確方向。
面對低空經濟安全風險的不斷演變，只有加大對航空技術、信息技術等關鍵技術的研發投入，才能將低空安全風險的不確定性轉化為低空產業發展的確定性。
從無人機空投西瓜，到未來空中出租車“馳騁”低空，低空經濟真正“飛入尋常百姓家”，還需以安全可控為目標，助力低空飛行器“看得見、呼得着、管得住”，這片萬億級藍海才能行穩致遠，迎來可持續發展的廣闊晴空。