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低空无人飞行器的发展合规与商业应用浅析

第一节 低空飞行器的历史发展概述

低空经济领域内飞行器的发展可追溯至人类对飞行的早期探索。1783年法国蒙特哥菲尔兄弟成功实现热气球载人飞行,标志着人类首次征服低空,虽未直接形成经济模式,却为后世技术埋下伏笔[1]。20世纪中叶,通用航空的兴起真正开启了低空资源利用的历程——塞斯纳172[2]等轻型飞机广泛用于农业喷洒、航拍摄影,低空空域的经济价值由此显现。

在中国,低空经济的发展同样取得了显著成就。从2010年“低空经济”概念的正式提出[3],到近年来一系列低空经济管理规定和建设方案的陆续出台,中国的低空经济产业经历了从概念探索到快速发展的阶段。特别是在无人机领域,中国的产业链已经较为成熟,大疆精灵Phantom[4]、“御”Mavic[5]系列等多旋翼无人机在全球市场占据重要地位。同时,中国的eVTOL市场也在迅速发展,亿航智能EH216-S全球首获TC/PC/AC三证,且在2025年3月28日,中国民航局向亿航智能旗下全资子公司广东亿航通用航空有限公司(下文简称“亿航通航”)及其在合肥的合资运营公司合肥合翼航空有限公司(下文简称“合翼航空”)同时颁发了载人类民用无人驾驶航空器运营合格证OC(operation license certificate),即可正式投入商业化运营,未来有望在低空经济领域发挥重要作用。

第二节 低空飞行器的分类

随着人工智能的纵深发展,低空经济领域内的飞行器以无人驾驶为未来发展主流。因此,本文主要探讨无人驾驶飞行器的分类,而根据不同的分类标准又可以对无人飞行器作出不同角度的划分,以更好地方便研究和监管。

(一)一般分类标准:在中国,无人驾驶航空器依据最大起飞重量和性能指标进行分类管理[6],以确保飞行安全与规范。具体分类标准如下:

1.微型无人驾驶航空器:空机重量小于0.25千克,最大飞行真高不超过50米,最大平飞速度不超过40千米/小时,无线电发射设备符合微功率短距离技术要求,全程可以随时人工介入操控的无人驾驶航空器。主要适用于个人娱乐和简单航拍。

2.轻型无人驾驶航空器:空机重量不超过4千克且最大起飞重量不超过7千克,最大平飞速度不超过100千米/小时,具备符合空域管理要求的空域保持能力和可靠被监视能力,全程可以随时人工介入操控的无人驾驶航空器,但不包括微型无人驾驶航空器。主要适用于小型商业航拍和农业监测等领域。

3.小型无人驾驶航空器:空机重量不超过15千克且最大起飞重量不超过25千克,具备符合空域管理要求的空域保持能力和可靠被监视能力,全程可以随时人工介入操控的无人驾驶航空器,但不包括微型、轻型无人驾驶航空器。广泛应用于环境监测、电力巡检等领域。

4.中型无人驾驶航空器,最大起飞重量不超过150千克的无人驾驶航空器,但不包括微型、轻型、小型无人驾驶航空器。适用于物流运输、应急救援等任务。

5.大型无人驾驶航空器:最大起飞重量超过150千克的无人驾驶航空器。应用于大型物流、科学考察等民用领域。

6.农用无人驾驶航空器:最大飞行真高不超过30米,最大平飞速度不超过50千米/小时,最大飞行半径不超过2000米,具备空域保持能力和可靠被监视能力,专门用于植保、播种、投饵等农林牧渔作业,全程可以随时人工介入操控的无人驾驶航空器。

(二)特别分类标准:除了前述行业一般分类标准,根据民用无人驾驶航空器的用途及危害严重性等级及审批要求,可分为运输类、正常类、限用类[7]:

1.正常类民用无人驾驶航空器系统,是指除运输类民用无人驾驶航空器系统外,最大审定起飞重量为25公斤及以上,可用于载人飞行、进行融合飞行或者在人口密集区域上方飞行的无人驾驶航空器系统。

2.运输类民用无人驾驶航空器系统,是指最大审定起飞重量为5700公斤(固定翼)或者3180公斤(旋翼类)以上,或者载客19人以上,可用于载人飞行、进行融合飞行或者在人口密集区域上方飞行的无人驾驶航空器系统。

说明[8]:正常类、运输类民用无人驾驶航空器系统通过取得型号合格证及其更改和补充型号合格证获得设计批准,通过取得生产许可证获得生产批准,通过取得无人驾驶航空器标准适航证获得适航批准。

其中,用于载人飞行、进行融合飞行或在人口密集区域上方飞行的中型和大型民用无人驾驶航空器系统,属于《民用无人驾驶航空器系统适航审定分级分类和系统安全性分析指南》(AC-21-40)中危害严重性Ⅰ级的或载客 19 人以上的,按运输类民用无人驾驶航空器系统进行型号合格审定;

另,属于《民用无人驾驶航空器系统适航审定分级分类和系统安全性分析指南》(AC-21-40)中危害严重性Ⅱ-Ⅳ级的,按正常类民用无人驾驶航空器系统进行型号合格审定。

3.限用类民用无人驾驶航空器系统,是指最大审定起飞重量为25公斤及以上,不用于载人飞行、不进入融合空域飞行且不在地面人员稠密区域飞行的无人驾驶航空器系统。

说明:限用类民用无人驾驶航空器通过取得型号合格证及其更改和补充型号合格证获得设计批准,通过取得生产许可证获得生产批准,通过取得民用无人驾驶航空器特殊适航证获得适航批准。(中型农用无人机按照限制类进行审批)

不用于载人飞行、不进行融合飞行且不在人口密集区域上方飞行的中型和大型民用无人驾驶航空器系统,可按限用类民用无人驾驶航空器系统进行型号合格审定,通过取得型号合格证及其更改和补充型号合格证获得设计批准,通过取得生产许可证获得生产批准,通过取得民用无人驾驶航空器特殊适航证获得适航批准。

(三)其他分类标准:除了以上分类标准外,行业中基于无人驾驶航空器的机翼类型与起降方式,亦可将其分为以下三类:

1.多旋翼无人机(Multi-rotor UAV):通过多个旋翼提供升力与姿态控制,具备垂直起降、悬停能力,操作简单。主要应用于航拍摄影、农业植保、电力巡检及试点性物流配送(如顺丰山区无人机送货试验)。代表机型包括如大疆“御”Mavic 3、大疆农业无人机MG-1P、飞鸿-98大型物流无人机[9]、物流测试机型Zipline Zip

2.固定翼无人机(Fixed-wing UAV):采用固定机翼,依赖空气动力学升力,需滑跑或弹射起飞,具备长航时(常规机型1~5小时,太阳能无人机可达数月)、高速飞行能力。主要应用于大范围测绘(如纵横CW-30)[10]、环境监测、国内反恐维稳、边境巡逻,以及搭载通信设备的灾害应急。代表机型为纵横股份CW系列、“彩虹-4”等等。

3.垂直起降固定翼无人机(VTOL Fixed-wing UAV):结合多旋翼垂直起降与固定翼高效巡航,通过旋翼或倾转机构实现模式切换。典型应用包括油气管道巡检、海岛物资运输(如腾盾“双尾蝎”)、边境监控等。代表机型为峰飞航空V2000CG、峰飞航空V1500M、亿航智能VT-30。

第三节 低空飞行器的审批及商用

随着低空经济被纳入国家战略性新兴产业体系,飞行器适航认证已成为行业发展的核心监管议题。根据《民用无人驾驶航空器系统适航审定管理程序(2022)》(AP-21-AA-2022-71),该法规明确适用于中型(25kg<最大起飞重量≤150kg)及大型(150kg<最大起飞重量)民用无人驾驶航空器系统的设计批准、生产批准和适航审定活动。由型号合格证(TC:Type Certificate)、生产许可证(PC:Production Certificate)、单机适航证(AC:Airworthiness Certificate)构成的“三证”体系[11],既是航空器安全运行的技术基准,也是商业运营的法定准入要件。从设计研发到批量生产,从原型验证到商业运营,三证管理贯穿航空器全生命周期,构成企业参与低空经济市场竞争的必要准入条件。

(一)设计合规:TC构建技术准入壁垒

型号合格证是由适航当局根据适航规章颁发的,用以证明民用航空产品的设计符合相应适航规章的证件。它表明航空产品和零部件的设计符合适航标准和要求,是飞机设计符合性的批准。没有型号合格证,就无法证明航空器设计的适航性,也无法获得生产许可证和单机适航证。型号合格证的审查过程复杂,通常耗时3到5年,涉及大量的试验和飞行测试。

(二)量产合规:PC建立质量保证体系

生产许可证是适航当局对飞机制造符合性的批准,涵盖从原材料控制、供应商管理到生产环节的划分及控制、生产质量管控,再到飞机出厂测试、售后维修维护等,确保每架飞机的制造都符合型号合格证的要求。生产许可证是对航空制造企业的生产组织及控制、质量管理与综合管理水平的核验。

(三)单机适航:AC保障运行安全底线

单机适航证是适航当局对每架飞机制造符合性的批准,表明每架飞机都符合经批准的设计,并已经通过了必要的测试和检查,适合飞行。标准适航证是单机适航证的一种类型,用于已经由适航部门确认其符合经批准的设计并处于安全可用状态的航空器产品。

(四)低空经济+5G-A的创新融合发展

5G-A(5G-Advanced),是基于5G网络在功能上和覆盖上的演进和增强,是支撑互联网产业3D化、云化、万物互联智能化、通信感知一体化、智能制造柔性化等产业数字化升级的关键信息化技术。5G-A与5G并行工作、5G-A负责支持部分有较高要求的应用场景。5G-A在网络速度、延迟、连接数等方面实现显著提升,同时引入了通感一体、无源物联、内生智能等全新的革命性技术,能更好地匹配人联、物联、车联、高端制造、感知等场景。[12]

5G-A和5G相比,能够在容量、速率、时延、定位、可靠性等方面实现大幅提升,带来更快更优质的通信体验,并有望实现低成本千亿物联。专家表示,目前,我国运营商已经在国内31个省份部署了5G-A测试网络,预计可支撑5000万用户,同时也在欧洲、拉美、中东等多个地区得到了验证。

5G-A的商用对于各大运营商来说,可谓是一次大变革。眼下,各大运营商都在紧锣密鼓布局5G-A业务。其中,中国移动表示,在2025年度将投资近百亿元,进一步扩大5G-A中的无线网络AI应用等规模部署,实现超过40万基站的智能化改造。中国电信在2025年度将推动5G-A在多个行业和场景的应用落地,联合产业链进行创新试点。中国联通计划2025年在39个重点城市主城区及300余城市重点场景启动5G-A,并应用到物联网、车联网、工业互联网等重点场景。[13]

专家表示,随着5G-A和AR技术的发展,未来的空间计算平台和技术培育平台将更加成熟,也将为脑机接口等前沿技术提供更强大的支持。此外,5G-A在低空经济、自动驾驶等前沿领域都有广泛的应用前景。

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