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文档简介

低空经济基础知识

低空经济的基本概念

UAV

和eVTOL

低空经济的产业链

低空经济的未来发展目录CONTENTS

PART

低空经济的基本概念■低空经济的基本概念口低空经济的定义-

官方定义:指以民用有人驾驶和无人驾驶航空器为主,以载人、载货及其它作业等多场景低空飞行活动为牵

引,辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。-

通俗定义:以低空无人机和有人机为基础,以运人、运货、特殊作业为目的,涵盖飞行、制造、维护(保

障)、服务等领域的综合产业链。为低空飞行活动提供航空器等产品和服务。航空器、零部件、原材料、机载设备、其它。低空经济的核心产业,对整个低空经济发展发挥牵引和带动作用。

生产作业类、公共服务类、个人消费类。为低空飞行和空域安全提供保障服务的相关产业。基础设施建设运营、低空空域管控系统、无人机飞行信息、无人机反制。支撑和辅助低空经济发展的各种服务性产业。航空会展、广告、咨询、科教、中介、租赁等。■低空经济的基本概念口低空经济的“四大领域”综合服务低空保障低空飞行低空制造···

·····■低空经济的基本概念口低空经济的特点1

辐射面广

覆盖领域全面,服务区域广阔2

产业链条长

产业链上下游涉及企业类别较多

低空经济3

成长性强

处于早期阶段,有巨大成长空间4

带动性强

能够带动相关产业的全面发展阶段年代重要事件应用探索阶段~2006年18世纪末:热气球技术在法国巴黎试验成功,是最早的低空经济活动;1980年:日本洋光公司(Yoichi

Inoue)在农业领域率先使用遥控直升机进行农业作业;2006年:英国石油公司(BP)使用无人机对海上油田平台进行监测,是无人机在工业领域的首次实际应用;规范化发展阶段2006年~2020年2016年:NASA与FAA合作推进美国UTM(无人机交通管理系统)建设。同年,FAA发布第107号法规,规定

了商业用途的小型无人机运营规则。欧洲单一天空空中交通管理研究(SESAR)项目提出发展U-Space。2018年:欧盟修订《第2018/1139号法规》,将欧盟管理权限扩展至所有的无人机。美国总统签署了低空

飞行安全法,旨在改善和简化无人机在低空飞行的授权过程。2019年:欧洲航空安全局发布了两部无人机通用条例,进一步规范欧洲无人机的标准和运行要求。2020年:FAA发布了远程标识(Remote

ID)法规,要求大多数无人机在飞行时能够广播身份和位置信息。普及应用阶段2021年~现在包括英国、美国在内的多国试行空中出租车。亚多家企业开始使用无人机进行货物配送。■低空经济的基本概念口低空经济的发展阶段资料来源:前瞻产业研究院口国内低空经济的重要事件-2021年2月,中共中央、国务院印发《国家综合立体交通网规划纲要》,提出“发展交通运输平台经济、

枢纽经济、通道经济、低空经济。”首次将“低空经济”概念写入国家规划。-2023年,深圳率先就低空经济产业立法,为低空经济的协同、管控、标准、监管等一系列的问题指明方向,在助推深圳低空经济高质量发展的同时,也为某省市推进低空空域管理改革探索经验。-2023年5月,国务院、中央军委颁布《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》,并将于2024年1月1日起正式实施,标志着我国无人机产业将进入“有法可依”的规范化发展新阶段。-2024年2月27日,全球首条eVTOL跨海跨城空中航线迎来首飞。峰飞航空科技研发的eVTOL“盛世龙”从深圳蛇口邮轮母港顺利飞至珠海九洲港码头,将单程2.5小时到3小时的地面车程缩短至20分钟。-2024年4月7日,中国民用航空局在广州为亿航智能EH216-S无人驾驶载人航空器系统颁发生产。

加上去年取得的型号合格证、标准适航证,EH216-S

成为全球首个获得适航“三大通行证”的载人无人

驾驶eVTOL航空器。

低空经济的基本概念民用航空器飞行活动民用运输航空通用航空低空飞行活动国家航空器飞行活动军用航空活动警用航空活动海关航空活动

低空经济的基本概念口低空经济与通用航空的关系■低空经济的基本概念口低空经济的作用提供公共服务为公共服务提供了新的手段可以有力支撑政府的治理能力推动经济发展低空经济产业潜力巨大,发展势头强劲

对区域经济有极强带动作用支持国防事业建设平战两用的基础设施,储备人才

有利于加强国防交通运输能力■低空经济的基本概念口低空经济的发展要素一相关技术是否成熟一基础设施是否完善一政策法规是否允许口相关法律法规支持法律法规1.国务院、中央军委发布《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》2.中国民用航空局《国家空域基础分类方法》3.工业和信息化部《民用无人驾驶航空器生产管理若干规定》国家标准、管理规则、规划1.国家标准:《民用无人驾驶航空器系统安全要求》2.管理规则:《民用无人驾驶航空器运行安全管理规则》3.重点规划:工业和信息化部、科学技术部、财政部、中国民用航空局《绿色航空制造业发展纲要(2023-2035年)》4.重点规划:工业和信息化部、科学技术部、财政部、中国民用航空局《通用航空装备创新应用实施方案(2024-2030年)》

低空经济的基本概念简称证

名意义难度TC型号合格证(Type

Certificate)由中国民航局颁发给申请人(通常是飞机制造商)的证件。用以证明民用航空产品符合相应适航规章和环境保护要求而颁发的证件。最难PC生产(Production

Certificate)由中国民航局颁发给申请人的证件,用于表明认可其已建立了一整套的用于航空器生产的质量系统,能够确保其生产的每一架航空器及其零部件均能符合经批准的设计,并处于安全可用状态。很难AC单机适航证(Airworthiness

Certificate)由中国民航局颁发给申请人的证件,用于表示这驾飞机符合经批准的设计,且处于安全可用状态。包括标准适航证(没有载客和飞行条件限制)和特殊适航证(不得从事商业载客运行,且应当在限制条件下飞行,如航测、巡查、空中广告等批准的用途)。较难

低空经济的基本概念口政策法规:飞行器“三证”空域种类划设地域及范围管制空域A通常为标准气压高度6000米(含)至标准气压高度20000米(含)B划设在民用运输机场上空C划设在建有塔台的通用航空机场上空,通常为半径5千米、跑道道面一机场标高600米

(含)的单环结构D标准气压高度高于20000米;A、B、C、G类空域以外,可根据运行需求和安全要求

选择划设为D类空域;EA、B、C、G类空域以外,可根据运行需求和安全要求选择划设为E类空域非管制空域G①B、C类空域以外真高300米以下空域(W类空域除外);②平均海平面高度低于6000米、对民航公共运输飞行无影响的空域;WG类空域内真高120米以下的部分空域口政策法规:管制空域与非管制空域2023年12月21日,民航局发布《国家空域基础分类方法》,对我国空域划设和管理使用进行规范,依据航空器飞

行规则和性能要求、空域环境、空管服务内容等要素,将空域划分以下7类:

低空经济的基本概念口国外的低空经济相关概念·

国外的一些相关概念:UAM:Urban

Air

Mobilit某省市空中交通AAM:Advanced

Air

Mobility,先进空中交通IAM:

地区空中交通RAM:农村空中交通SAM:

郊区空中交通某省市交通

(UAM)被认为是重要应用领域,其三大使用场景分某省市出租车(15-50km)

机场班车(15-50km)和城际交通(50-250km)。

低空经济的基本概念■无人机和eVTOL口低空飞行器的分类一直升机

(helicopter)-UAV

(Unmanned

Aerial

Vehicle,无人机)-eVTOL(ElectricVerticalTake-offandLanding,电动垂直起降飞行器)直升机

UAV

eVTOL·

载人飞行器(直升机/eVTOL)·

行业级无人机:快递物流,线路巡检等·

行业级无人机:物流配某省市管理等·

消费级无人机为主飞行速度~70m/s30-40m/s10-15m/s10-15m/s15-20m/s1000-6000米300-1000米120-300米120米以下载重~3000kg~200kg10-20kg<10kgn/a续航~600km~30km~15km~10km15-30km■无人机和eVTOL口低空飞行器的飞行高度低空经济口无人机的定义一无人驾驶飞行器(UnmannedAerialVehicle)的简称。-定义:没有驾驶人员、可携带任务载荷、可重复使用、以无线电遥控或者自身程序控制为主的新型航空器。

一特点:体积小、造价低、使用方便,应用场景多。■无人机和eVTOL军用级工业级消费级无人机■无人机和eVTOL口无人机的分类固定翼

旋翼

扑翼伞翼

无人飞艇分类质量范围微型无人机≤7

kg轻型无人机7-116

kg小型无人机116-5700

kg大型无人机>5700

kg分类质量范围低速无人机0.3

Ma亚音速无人机0.3~0.7

Ma跨音速无人机0.7~1.2

Ma超音速无人机1.2~5Ma超超音速无人机5Ma分类活动半径超近程无人机<15

km近程无人机15-50

km短程无人机50-200

km中程无人机200-800

km远程无人机>800

km分类任务高度超低空无人机<100

m低空无人机100-1000

m中空无人机1000-7000

m高空无人机7000-18000

m超高空无人机>18000

m■无人机和eVTOL口无人机的分类按高度按重量按距离按速度口无人机的架构机架

旋翼电机飞控系统挂载系统■无人机和eVTOL系统组件功能要求飞控系统高可靠性、稳定性、微型化、轻量化、智能化、高效率通信系统实时联网传输、低时延、大带宽、超视距、图传、数传、远程控制导航系统路径规划、自主导航、高精度定位、集群飞行安全飞行管理系统认证、实时安全加密任务载荷系统机载设备的小型化、轻量化、多样化机载计算机系统本地数据分析、环境感知、智能识别、二次应用开发■无人机和eVTOL口无人机的系统组件系统组件功能要求飞行平台系统是无人机的主体,整合动力装置、飞控系统、导航系统等部件后,携带载荷执行飞行任务任务载荷系统决定了无人机的用途,通常包含搜索设备、测绘设备、行业专用设备等多种类型地面系统是无人机系统的指挥中心,控制飞行过程与航迹、飞行平台的起降以及通信链路的工作综合保障系统对各个分系统进行维护保障、人员调配等,为飞行任务提供必要的支撑■无人机和eVTOL口无人机系统的构成■无人机和eVTOL□

5G网联无人机无人机通信方式:·手机、遥控器直接与无人机进行点对点通信;·

控制端通过5G基站与无人机进行通信(覆盖距离更远、通信更安全稳定)。□

5G网联无人机5G

无人机5G基

站无人机管理

支撑云平台Internet

无人机和eVTOL运营商

核心网络光纤宽带5G

基站■无人机和eVTOL口

eVTOL-eVTOL通常念成“”,全称是electricVerticalTake-offandLanding,即电动垂直起降飞行器。

简单来说,eVTOL就是电动化的、不需要跑道的、可垂直起降的飞机。-eVTOL是低空经济的重点发展方向,也是产业关注的焦点。■无人机和eVTOL□

eVTOL与飞行汽车飞行汽车的产品路径大致分为两类:一第1类,采用陆空一体设计,“能跑也能飞”;一第2类,电动垂直起降飞行器,简称eVTOL,

“只能飞”。陆空一体设计□

eVTOL的优势-

低噪声:eVTOL

起降运行时的噪音约为65dB,

比传统直升机(82dB)

更低。低空飞行对地面影响更小。-

更环保:采用电动力,相比于燃油驱动的飞行器而言,更加环保,减少污染。-

:传统直升机结构复杂、维修要求高;eVTOL

的维护要求相对较低。-

低成本:采用电动驱动,和传统飞机的内燃机或涡轮发动机推动相比,采购和运维成本更低。-

高效便捷:和汽车、轮船等出行方式相比,出行时间更短;和民航飞机相比,航前航后费时更短,形式

更灵活;和直升飞机相比,配套基础设施更简单。

无人机和eVTOL□

eVTOL的分类一

多旋翼型·采用多个固定螺旋桨实现起降和巡航动作,没有机翼或有短机翼,巡航时依靠推进器提供升力。·优点:安全性高,技术风险和研制难度较低,拥有定点悬停能力,结构简单,制造成本和维护成本相对较低。

·缺点:噪音水平相对较高,能耗高,载重能力有限,不适合长途运输或重载物品运输。一复合翼构型·采用两套动力系统,有机翼,有独立的推进器分别提供升力和帮助巡航,巡航时依靠机翼而非推进器提供升力。·优点:研制风险和制造成本较低,航程较长,时速较高,适合中长途运输。·缺点:垂直升力系统和巡航系统分开,产生重量冗余,额外阻力。-倾旋翼(矢量推力型)·

飞行器有机翼,有任一矢量推进器既提供升力也帮助巡航,实现矢量推力的方式包括但不限于倾转翼、倾转旋翼、倾转涵道。

·优点:重量较轻,推力较大,速度和航程有优势,灵活性高,能够在狭小空间起降,水平飞行时效率较高,适合长距离飞行。

·缺点:技术复杂度高,设计和制造难度大,倾转和推力矢量调整的复杂性可能增加安全风险。

无人机和eVTOL多旋翼型复合翼构型倾旋翼(矢量推力型)示意图载重1-3位乘客2-5位乘客2-7位乘客最大时速80-150km/h150-200

km/h180-250

km/h最大航程20-50

km150-250

km200-300km

无人机和eVTOL□

eVTOL的分类□

eVTOL的推进方式一全电动推进方式:完全依靠电机提供动力,使用可充电电池、电机和螺旋桨组成系统。由于锂电池能量密度的限制,目前仅适用于轻型飞行器,如单座或双座飞机。一混合推进方式:将喷气引擎与电机结合,分为并联混合动力和串联混合动力两种方式。相比全电驱动,混合推进方式能提供更大的推力,适用于更大型飞行器。

无人机和eVTOL全尺寸验证机测试飞行模式姿态测试悬停测试■无人机和eVTOL本场试飞转场试飞载人/载货试飞

模拟场景测试概念设计外型设计

动力设计

电路设计缩比验证机测试

试制原型机试飞□eVTOL的研发过程地面试验

悬空试验

起降试验口低空飞行器的技术挑战一态势感知与空中避障技术:城市地形复杂,建筑物众多、气象条件多变、电磁环境恶劣、鸟群飞行较多。为了确保飞行安全,需要提升飞行器在空间复杂环境下的障碍物探测能力、路径预测能力、碰撞风险分析能力、多源信息融合能力、避障策略选择能力、航线重新规划能力。一智能驾驶技术:借助视觉、红外、激光雷达和毫米波雷达等新型传感器,采取极简操控方式,通过融合多种传感器增强飞机的环境感知能力,综合运用AI人工智能等新兴技术,对已感知的环境进行智能决策分析,实现飞行器的自主飞行能力。一航路规划设计:基于风险规避、四维航迹、城区风险地图、融合人员密度等因素,创造多层级叠加的空中高速公路,建立多维某省市环境模型,甚至数字孪生交通场景,动态规划飞行路线。一新能源电池技术:针对电池技术进行创新,提升电池的能量密度、功率密度,实现快速充电、长循环寿命和高安全性等。

无人机和eVTOL■低空经济的产业链口低空经济的产业链物流行业其它行业航空消费个人出行资料参考:招商证券网络设施数据设施监管设施无人机起降场地防灾救灾地面保障服务公共安全交通治理空中保障服务原材料传感器摄像机服务保障设施检测检验服务农林牧渔行业应用能源电力延伸服务低空飞行运营医疗保障设施公共服务适航审定飞行器维修目视助航设施抗干扰系统通航机场设施、设备飞行器载荷安全保卫设施云台飞控系统动力系统医疗救治航空器飞行场地飞行器关键系统及零部件元器件低空新型设施基础消防及应急救援设施空中交通管制设施飞行器基础部分飞行器整机制造新能源基础设施低空飞行保障飞行器制造保障与运营应用场景基础设施设施维护飞行培训国土资源网络设施通信导航/定位感知识别飞行监控新能源基础设施充换电设施加氢站数据设施云计算数据中心边缘云数据中心监管设施综合监管平台入侵反制平台交通管理系统运行调度系统短波通信系统广播式自动相关监视航行情报信息终端基高频通信系统塔台气象信息导航设施空管用房着陆方向标助航灯光风向标

标志物安全保卫设施水上机场直升机机场通航机场设施、设备空中交通管制设施

目视助航设施

飞行场地

低空经济的产业链多通道数字记录仪系统

时钟系统手持或者车载台无线对讲系统服务保障设施

消防及应急救援设施应急车辆围栏

巡场路口基础设施资料参考:招商证券固定翼航空器

陆地机场新型基础设施服务网

低空监管系统低空飞行服务系统·

低空飞行管控系统航路网时空资源

·

3D地图某省市CIM

知识库规则库

空域管理

飞行管理设施网●

起降设施·

接驳设施能源设施紧急备降设施检修设施空联网·

通信设施导航定位设施监测设施气象设施电磁设施机载设施■低空经济的产业链口低空经济基础设施——“四”口低空经济基础设施——通感一体化-

目前国内运营商正在依托5G/5G-A

技术,加速低空网络设施、数据设施和监管设施的建设。

-5G-A

所带来的通感一体技术,对低空经济有重要意义。·

通感一体,即通信感知一体化

(Integrated

Sensing

andmunication,ISAC);·

基于蜂窝某著名企业通信网络(通信能力),叠加上类似雷达的功能(感知能力),对无人机、汽车或轮船等物体进行探测跟踪,实现高精度、高分辨感知;可以有效实现“低慢小”飞行器的探测和管理,提升安全性;

·

其优势主要体现在:1)基站覆盖率较高,不需要重复建设,节约成本;2)基站通感一体的无线信号发射功率极低,不会对居民健康造成影响;3)使用的都是已授权的通信频段,无需另外划分频段,节约宝贵频谱资源。■低空经济的产业链低空飞行器材料及元器件元器件中小微型航空

发动机高功率密度燃涡桨

料电池辅助三电系统高高能锂电池混合动力永磁同步电机

系统航空接触器电机驱动控制器低空飞行器整机制造机载系统机载感知系统

机载通信导航系统环境

态势

地面通信系统其他智能座舱智能维护监测系统其他飞控系统电子

液压机械

低空经济的产业链元器件航空继电器发动机点火器电路保护电器材料动力系统材料

燃料电池材料双极板密封圈膜电极催化剂碳布/碳网质子交换膜石墨镍钴锰三元镍钴铝三元锰酸钾磷酸铁锂硅负极材料无人飞控系统姿势稳定

应急控制任务设备管理□飞行器制造卫星通信系统无线电通信系统导航系统GPS

陀螺仪加速度计激光传感器自动飞控系统

自动驾驶仪飞行管理系统资料参考:招商证券关键材料金属合金低空飞行器关键系统及零部件碳纤维复合

材料压力湿度热敏陶瓷复合材料特种钢空中保障服务

适航审定飞行协助服务航空燃料适航审定航空情报服务加油服务航空气象服务航空器适航审定飞行计划服务检测检验服务法律培训无损检测航空器转让机电性能测试系统票务预订飞行器维修部件维修机体维修动力系统维修延伸服务航空器租赁

航空器托管设施维护场地维修设备维修油电设备维修飞行培训飞行培训

低空经济的产业链口保障与运营复材构件成型检测电磁性能检测地面保障服务飞前定检可靠性评价电子膜厚检测产品疲劳检测电子缺陷检测驾驶证考核航线运营资料参考:招商证券停机服务类别领域场景公共服务国土资源国土规划、国土测绘、基建勘查、考古调查、矿产开采、气象探测、环保监测防灾救灾灾害救援、物资运送、通信保障、灾区照明公共安全消防灭火、防火巡逻、集会人流控制、反恐维稳、缉毒缉私交通治理交通巡逻、拥堵疏导、超速监测、疲劳警示医疗救治医疗急救、医药运输、病人转运、药品冷链行业应用能源电力电力巡线、石

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