【摘要】低空经济作为新质生产力的典型代表，是航空业技术与市场深刻变革的重要内容，也是我国发挥后发优势、产业链优势，构建航空业又一个百年全新格局的重要机遇。全球航空业陷入寡头垄断、创新减缓、应用受限、规模萎缩的被动局面多年，数字经济、人工智能、新能源新材料等的大幅进步与深刻影响，创造了航空业百年一遇的低空经济新赛道。低空经济通过颠覆性创新孕育了新一代航空技术体系，展现了全新航空性能与应用场景，带动航空业深度转型，从而可实现航空业生产力跃升，构建立体交通新模式、新优势。当前国际低空经济在制度体系、产业链基础、创新战略等领域呈现不同格局，就我国而言，迫切需要建立有关低空经济的战略共识、技术共识与市场路径共识，为我国在全球航空业发展中贡献变革性推动力量创造条件。
【关键词】低空经济 通用航空 无人机 新质生产力 战略性新兴产业 航空数字化转型
【中图分类号】F562 【文献标识码】A
【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2024.15.004
【作者简介】吕人力，中国民航管理干部学院通用航空系主任、研究员，民航通用航空运行重点实验室常务副主任。研究方向为通用航空、无人驾驶航空、空中交通管理。主要著作有《中国通用航空产业蓝皮书》（主编）、《中国民用无人机蓝皮书———中国民用无人机年度发展研究报告2021》等。
低空经济是以支持各类航空器利用低空空域飞行与运营而建立的经济形态，低空研发制造、消费运营、基础设施、综合保障构成低空产业链，目前低空产业发展面临传统通用航空绿色化、智能化改造升级与新兴无人驾驶航空培育壮大两项关键任务。[1]党中央、国务院高度重视低空经济发展，在宏观层面和顶层设计上不断作出战略部署，相关部委、地方政府也将低空经济作为发展新质生产力的重要抓手，各类飞行验证、基础建设、鼓励政策陆续推出。低空经济引起各界极大关注的同时，也引发了有关方面对其可能“一哄而上、一哄而散”的顾虑。作为一种新的经济业态，低空经济新在哪里？低空经济是战略性新兴产业，公众对其通常“高估技术短期影响，而低估技术长期潜力”。人类航空航天梦想是从低空起步发展到高空与外太空的，但重新开发低空并非是高空和宇航技术的降维应用。航空业发展历史说明，从远郊进入城市、从高空飞近人群、提供“门到门”服务是航空业应用深度的体现，这需要技术与市场的双重革命性突破。如果不能深刻认识低空经济颠覆性创新特征，就容易走到粗放投资和招商引资竞赛的老路子上去。把握低空经济的技术实质与内涵，有利于构建低空经济目标路径，避免过度追求短期成效导致的产业震荡。全面评估低空经济全球产业竞争格局，有利于增强走自己的路的信心，防止在新一代航空技术领跑并跑创新格局中落入120年航空史固化的传统规则与技术路线巢窠。
背景：技术、应用场景与产业规模
全球航空业多年困局。一是变革性技术缺失。1903年，第一架能操纵有动力的双翼飞机飞行成功，20世纪70年代，全球航空运输体系基本建立，包括涡轮喷气机队与航空公司全球运营体系、地基星基通信导航监视系统与基于仪表飞行规则的空中交通管理体系、机场与订票系统组成的基础设施网络以及面向人的资质能力的航空安全监管。20世纪80年代尤其是21世纪以来，航空器技术创新主要是增量型技术，例如提高发动机燃油效率与生物燃油部分替代、航电系统改进、客舱娱乐系统提升，等等。但航空业整体创新速率有所放缓，在性能、智能、环保领域没有出现颠覆性创新。此外，航空器技术发展受制于航空业整体技术体系，基于无线电语音通信与雷达系统的仪表飞行空中交通管制技术体系在20世纪中叶建立后，空中交通管理相关技术创新主要体现在利用低成本的自动相关监视（ADS-B）技术补充或者替代高成本雷达系统，利用卫星导航、卫星通信替代地基通信导航监视（CNS）设施。至今，空中交通管理技术系统仍主要基于封闭的客户端／服务器（C／S）架构，而非开放的浏览器／服务器（B／S）架构，航空器（航空公司）、机场、空中交通服务机构、旅客、服务商诸多主体之间的信息共享与互操作，已经显著滞后于全球互联网与算力网络的发展水平，制约了航空整体效能的提升。21世纪初，美国和欧洲分别提出了下一代航空运输系统（NexGen）和单一欧洲天空空中交通管理研究（SESAR）两项研发规模达数百亿美元的航空创新战略，以应对预期的2030年运输航空需求与飞行量的数倍增长。但市场增长却未达预期，从2000年到2017年，美国仪表飞行架次甚至减少了14.7%，欧洲也仅增长23.1%。[2]因此，欧美这两大创新计划都不得不削减预算、弱化研发目标。市场增长乏力与技术创新缓慢的负强化循环削弱了全球航空发达国家和地区的创新引领能力。
二是市场创新遇阻。航空器作为一种交通载运工具，具备高速、不受地形水面限制直达目的地等性能优势，有利于在长途交通特别是跨国跨洋交通中发挥优势，但也存在极高风险控制要求所带来的高成本以及易受气象、空中交通环境影响所带来的运行低可靠性。经济性、环保要求成为制约航空业发展的瓶颈。高速运行附带的噪音振动以及基础设施占地需求，导致机场要远离城市，但基础设施远离用户不利于开发日常短途交通需求，而航空器局限于长途旅行又导致用户消费频率低，高安全要求带来的高成本进一步限制了用户规模。低频、小众消费特征制约航空业规模化发展。2019年中国民航运送航空旅客6.6亿人次，但仍有10亿国人没有乘坐过民航航班。民航业旅客周转量在综合交通中的占比虽逐年提升，但总体规模仍较小。2023年公路固定资产投资28240亿元，铁路7645亿元，水路2016亿元，而民航基本建设和技术改造投资仅1241亿元，[3]在国家综合交通运输投资中体量较小。随着高铁提速与新一代高速轨道交通的研制，民航业在中短途交通运输市场面临的竞争加剧。城市人口密集，居民日常通勤与短距离交通是规模最大的交通需求，但城市对航空外溢风险、噪音振动与污染物排放的接受度较低，航空器难以进入城市，这是限制航空器应用场景扩展的重要因素。
三是规模增长显露颓势。在航空器发明100年之际，2003年美国颁布航空新世纪法案，预测美国航空业在国民生产总值中的比重将从21世纪初的6%提高到2025年9%，然而实际情况是该比重逐年下降，到2018年和2019年仅为4.9%，2020年受疫情影响，更是仅有2.3%。20世纪运输航空器制造商通过收购、合并与竞争破产等形式最终形成了波音、空客双寡头模式。垄断寡头通过成熟适航能力建立高门槛，阻挡新航空制造企业的进入，因此竞争减弱并抑制了创新动力；同时，通过金融化、开发外包等手段实现利润最大化。近年来多起基于设计制造原因的航空运输事故，说明寡头垄断格局已经影响了航空器设计与制造品质控制。在运营市场，运输航空受到空中交通管理容量限制，大城市枢纽机场增加飞行量存在瓶颈，航班时刻制约航空运输主流市场规模，部分国家出于对污染物与噪音排放等环保因素的考虑限制航空市场增长。通用航空在航空发达国家增长缓慢，“二战”后制造商提出“让每个家庭车库停一架飞机”的宏伟目标遭遇重大挫折。1978年美国制造商交付1.7万架通用航空器，进入20世纪80年代后，交付量大幅滑坡，2023年全球主要制造商通用航空器交付量仅为4070架，且交付金额的80%集中在喷气公务机，通用航空领域出现的这种高端化和精英化趋势不利于通用航空规模化发展。美国联邦航空管理局发布的《2023-2043航空航天预测》展望未来20年通用航空发展情况，预测其增速既慢于运输航空增速，也慢于GDP增速。[4]
我国民用航空发展面临挑战。一是制造业支撑不足。产业上游研发制造能力是航空技术体系的基座，是运营端创新与产业生态培育的“源头活水”。我国民航业机队主要由引进航空器组成，民航整体安全性与效率提升存在底层短板。例如，基于航迹运行（TBO）的验证飞行，需要打通航空器飞控计算机与地面空管自动化系统并实现互操作，如果缺少自主航空器的技术架构、数据与算法的支撑，则后续技术开发将难以完成。当前，通用航空制造业格局基本是美欧瓜分全球市场，尤其是高端喷气公务机与中重型直升机市场。二是通用航空发展滞后。航空发达国家的通用航空机队规模、飞行员规模、通用机场数量通常远远超过运输航空。通用航空广泛应用于短途运输、行业应用与消费自用领域，可极大扩展航空业应用领域、应用场景，扩大使用群体，提高使用频率。通用航空市场的广度、深度是一个国家航空事业发展完整性、丰富性的典型标志。按飞行量与国土面积（空域面积）之比计算通用航空飞行密度，我国不到美国的5%、欧洲的10%，也仅为全球陆地平均值的1／3。相比而言，我国同期运输航空的飞行密度约为美国的2／3，与欧洲基本相当。此外，在交通运输领域，我国公路、铁路和水运的运营制造规模、装备技术水平均居全球前列，航空运输周转量已经连续19年居全球第二，C919、ARJ21等运输机整机制造实现重要突破。但我国通用航空机队规模的全球排名未进入前10名，运营规模与产业链支持能力相对滞后。从通用航空GDP占比、航空运输／通用航空内在结构以及交通运输各分支的全球比重来看，我国通用航空都存在数倍于现有规模的增长空间。
内涵：技术突破、要素配置与产业转型
新质生产力“由技术革命性突破、生产要素创新性配置、产业深度转型升级而催生”。莱特兄弟“飞行者1号”的第一次起飞仅滞空12秒、飞行36米，但从低空建立的飞行性能支撑了全球航空业此后120年的发展。当前，全球低空经济发展浪潮实质是人类重新回到低空应用领域，借助数字化、绿色化、智能化基础技术进步，构建航空史上又一个百年的全新技术体系与生产经营体系，由此推动整个航空业的深度转型升级。
展现全新航空性能。无人机虽然在机械性能方面与传统航空器相距甚远，但具备一些独特性能。[5]一是，混合翼、倾转旋翼等新航空器构型同时具备旋翼机低速垂直起降以及固定翼高速低能耗平飞性能，可降低基础设施要求并提升能源效率。二是，清洁能源驱动可大幅减少污染物排放和噪音振动，有利于拓展城市航空服务。三是，人工智能应用带来的简易可靠操控，可本质性地消减机载人员伤亡风险，使一些长航时、高风险、单调或危险环境的航空应用成为可能。四是，特有性能可大幅降低运营成本，例如，机械复杂性降低带来低维护成本尤其是低发动机维修更换成本，大幅降低机载驾驶员、专业技术人员成本。五是，通信感知一体技术、视觉导航等全新通信导航监视（CNS）组合支持在城市高层建筑“峡谷”中的高精度高密度运行，从而从底层技术上化解直升机撞电线、起降场识别错误、迷航等传统航空风险。六是，一些在轻小型消费无人机上具备的性能，例如“一键返航”功能已经应用到有人驾驶航空领域，此类低成本技术解决方案反哺有人驾驶航空将越来越普遍。欧盟委员会认为，无人机的出现将航空业创新周期由平均30年提速到5年～10年。[6]
具备颠覆性创新（disruptive innovation）特征。无人机与有人机的差异表面上看在于有无机载驾驶员，但背后实质是技术路线的突变。高速高空高效率运行以及长航时长航程、低压低温低氧等单调危险环境日益超出人类计算与操作能力。无人机改变了传统航空技术中人类算力与机械动力的组合。虽然传统航空器的算力与自动化性能大幅提升，但基于数字化、网联化与云端控制的无人机是数字技术原住民，具有更为彻底、全面智能化的潜力。无人机从性能较弱、价格低廉但便于使用的航拍、竞速、表演、即时配送、植保等领域起步，具备独特新颖性能，服务边缘用户或全新客户群体，这是颠覆性创新的基本特征。[7]
全球无人机技术发展有两条道路，一条是基于传统动力与构型设计的遥控驾驶航空器（RPAS），典型机型包括翼龙、彩虹、捕食者等军民两用机型，也包括对传统有人驾驶机型的无人化改造，使用传统燃油动力，不建立驾驶舱，具备大载重、长航时、长航程性能，使用中高空空域；另一条则是从轻小型无人机使用超低空空域开始，逐步提升飞行性能后融入传统空域，这一分支以2012年我国大疆公司发布“精灵1”航拍无人机为标志性起点。航拍无人机较于航模的性能突变体现在无人机的稳定悬停与简易操控功能上，背后技术是无人机算力、算法与通信能力支持的飞行控制系统自动悬停。“技术是对物理现象的捕捉和编程，技术通过组合现存技术来产生新技术”。[8]小型航拍无人机的技术组合可控地实现了多旋翼航空器自稳，这一功能实现是由于无人机利用和组合了移动通信产业关键零部件的轻量化与微型化技术。例如，传统航空业陀螺仪重达数十公斤，而手机陀螺仪重量以克计量。此类微型化技术组合支撑了无人机飞行控制功能，从而使微型、轻型和小型无人机具备复杂直升机的基本飞行性能。从技术类型来看，前一条道路具备延续性创新（sustaining innovation）特征，在传统构型与动力模式航空器上实现减人与无人化，直接与有人驾驶航空器竞争应用市场。后一条道路更具备颠覆性创新特征，从边缘市场和新颖构型／性能起步。目前看颠覆性创新道路起步晚，但技术演化更为迅速，更加具备重构航空产业的技术动能。
孕育新一代航空技术体系。与传统航空业建立专用独立运行支持系统完全不同，从轻小型无人机开始，其运行就是基于数字远程操控、移动宽带通信、算力／云平台控制、多模通信导航监视（CNS）等新一代运行环境。无人机飞行过程是基于全功能传感器与分布式算力载体，感知并共享实时气象、电磁、地理与交通信息，充分借力通用技术与城市设施网络，大幅提升运行安全与效率。
新一代航空技术包括五大技术领域，以无人机技术为基础，覆盖物理基础设施（起降场）与数字基础设施（CNS与信息化平台）技术、机队运行控制（运营人业务运营）技术、空域空管运行技术与安全监管技术，将实现从航空器智能、设施智能到机队智能、空域智能与监管智能相结合的体系化智能。航空业的关键技术短板在空中交通管理。当前，全球约4万架运输机与40万架通用航空器在役，通过主要服务运输机及中高空空域控制任务负荷，空中交通服务仍然主要依靠人脑算力与无线电语音为航空器配置飞行间隔，缺少数字化智能化转型动力。同时，航空器技术创新快于空管技术创新，航空器自动化与空管自动化难以打通，存在数字化与智能化障碍。
无人机以百万／千万数量级的规模进入空域，且完全基于地面确认的数字指令运行，这为重构航空器与地面自动化系统技术架构与责任分工带来全新的必要性与可行性。目前，通过限制服务范围以及依靠飞行员目视避让交通冲突的空域与空管模式已经难以为继。同时，我国低空空域管理还存在特殊挑战，即低空空域运行量存在制度性硬约束，低空空域只能采取粗放的容量限制措施来控制工作负荷。
新一代航空技术体系可能优先从空域空管体系产生裂变效应。美欧对无人机空管领域投资巨大，希望无人机交通管理技术能够拓展到整个空域系统。例如，美国航空航天局（NASA）长期研发航空器自主飞行技术，2022年提出数字飞行规则（DFR）概念，[9]建立兼容飞行员目视避撞和管制员指挥仪表飞行避撞的全新飞行规则；2020年欧洲SESAR联合体发布《数字化欧洲天空蓝图》、2022年美国联邦航空局提出《信息为中心的国家空域系统初始运行概念》《可扩展交通管理xTM运行概念》等新技术概念，其实质都是通过航空器运行意图数字化共享实现合作式运行（Cooperative Operating Practices, COPs）。若实现了这些技术概念与技术系统建设，则意味着具备脱离第三方支持（地面空管系统和管制员智能）完成安全高效自主运行的基础条件。波音和空客公司在《数字航空时代的空域与交通管理》中提出，无人机交通管理开发并得到充分验证的功能与性能，将推动现有的空中交通管理系统技术变革，空域智能化是航空智能化的更高阶段。
具备生产力要素跃升的条件。从劳动者来看，无人机产业具备边缘创新与融合创新特征，低空经济广泛吸纳电子、互联网、新能源、新材料、人工智能等领域专业人才，从业者普遍具备较高知识水平、掌握前沿技术能力、具有较强创新创业能力。总体上看，教育、科技与人才的良性循环将为低空经济注入更多动力，应积极投资低空经济共性技术、公共管理平台，通过立法、出台鼓励政策引进低空产业的人才、航空大学与低空研发机构合理推动低空产业技术创新。
从劳动资料来看，低空经济使用新型交通运载工具，无人机基于数据链数字化运行，自动化、智能化程度高。我国部分无人机物流企业已经基于云技术建立云端机队运行控制系统。企业接到网络订单后，系统将自动规划无人机运行轨迹，通过航迹检索，识别并自动化解机队的飞行冲突，数十架无人机可以在3公里范围建立复杂航线并实现高密度精准起降。可以预见，未来自动化起降设施和无人机航行服务都将基于云技术建立，由此也可窥见21世纪航空技术与运行管理的未来框架。此外，数据成为低空经济重要的要素资源，航空器在飞行计划、业务流程与飞行过程中会产生大量数据，无人机是多功能、全方位感应器，运营人、航行服务机构、监管部门通过数据实施运行与监管，空域通过栅格化以及各种感应器赋值，航空运行的数字化程度将上升到全新高度。目前，深圳、南京等地开始逐步将无人驾驶航空的数据平台融入城市数字底座（CIM），空中交通与地基交通、城市基础设施融合程度进一步提升。
从劳动对象来看，随着运载工具持续创新，其在航空业应用领域持续扩大、运用成本大幅降低，比较优势将推动航空边界的扩展。从低空经济利用的空域资源来看，城市低空、超低空空域是人类一直希望开拓但限于技术能力难以开发的资源，而无人机因自身独特性能有望开发陆地与水面之外的城市三维空间资源。在金融支持以及市场激励方面，无人机创业企业通常由风险投资完成初期融资，创业者、投资者可从中得到充分激励。
拓展全新航空市场。无人机新兴应用场景包括：一是消费类应用，使用轻小型无人机开展航拍、飞行表演、无人机竞速等活动，总体来看，消费类无人机市场已经从爆发式增长阶段进入平稳发展阶段，我国在此类应用场景中处于全球领跑地位。二是作业类应用，使用中型无人机面向不同行业开展农业植保、电力巡线等专业服务，我国无人机农业植保每年作业面积超过23亿亩次。作业类应用是我国继消费类无人机之后完全实现市场化、规模化应用的领域，相关制造与运营业具有技术与规模优势。三是运输类应用，是无人机未来主流规模化市场，包括中小型无人机物流配送与电动垂直起降航空器（eVTOL）载人载货两个分支。中小型无人机物流的当前任务是扩大产能与打造商业模式，而当前eVTOL处于全球研制竞争阶段，载客应用的成熟与规模化预期将在2030年之后。四是长航程长航时应用，主要使用遥控驾驶航空器（RPAS）开展应急救援、森林消防、通信中继与勘察监测等，以政府和大企业采购服务为主。无人机不仅扩大了航空应用场景与覆盖范围，同时也拓展了航空应用深度，将年度性质的长途交通需求向日常短途交通运输需求延伸。随着飞行性能逐级提升，新一代低空技术最终将取代多数有人驾驶通用航空、支线航空以及干线、国际客运，这是一条贯穿整个21世纪的技术爬升坡道。
推动产业深度转型升级。民航业是“我国经济社会发展重要的战略产业”，[10]通用航空业是“战略性新兴产业体系”[11]。一方面，低空经济发展有利于传统通用航空业巩固存量、拓展增量、延伸产业链。我国通用航空业受制于制造业短板，航空器全寿命周期运营成本高、技术陈旧阻碍大众化。21世纪以来，通过自主培育与国际收购，我国已经建立起通用航空制造业基础产能，但全球竞争力仍较弱。新一轮低空技术革命性发展为我国通用航空制造业打开一扇机遇之窗。eVTOL和RPAS量产，将是传统通用航空制造企业与创业企业合作实现产品转型升级的重大机遇，有利于我国整合传统通用航空制造与无人机研制资源。另一方面，低空经济发展有利于新一代航空技术对传统运营企业的正向技术输入，同时发挥传统运营企业对eVTOL／RPAS运行安全、运营能力的反向管理输出，实现传统运营产能与新兴技术的融合发展。一些地方利用自身优势实现了差异化发展，例如，芜湖引进奥地利钻石飞机技术并实现技术自主可控。当前，我国通用航空整机制造全球竞争力仍有待提高，而转型中大型无人机制造后可迅速打开市场、释放产能。全国首例有人机、无人机融合运行程序实施方案，已在四川自贡航空产业园正式上线，该产业园有目标地引进56户通用航空与无人机研制企业和研究机构，积极探索有人机、无人机融合运行方案，建立全产业链发展格局。2023年我国民用无人机产业规模超过1200亿元，居全球首位。可以预见，通用航空与无人机产业链的融合替代将进一步加速。
格局：主要国家和地区的理念、法规与技术创新
理念与共识。面对新一轮科技革命和产业变革，主要国家和地区纷纷提出各自低空领域航空创新发展理念。美国率先提出“城市空中交通（Urban Air Mobility, UAM）”，其后演化为更大范畴的“先进空中交通（Advanced Air Mobility, AAM）”，而欧洲提出“创新空中交通（IAM）”概念，两者与我国“低空经济”和“智慧空中交通”（Smart Air Mobility, SAM）概念尽管存在名称上的差异，但实质涵义都是利用绿色能源驱动航空器，采用智能化运行模式，拓展低空应用场景，其内核是一致的。美国在21世纪初立法确定21世纪航空业战略目标时明确提出，“美国不能承受在航空业第二个100年仅仅成为航空技术发展的追随者”，美国具备较完整的航空工业体系，航空产品是其出口量最大的单一工业品。面对新一代航空技术开发，欧美不再追求全体系的竞争优势，转而利用传统通用航空制造／适航技术优势抢占难度最大、利润最丰厚的中大型eVTOL市场。2022年10月，美国两院通过《先进空中交通（AAM）协调和领导法案》，[12]动员国家与社会资源共同发展低空产业；2023年7月，美国联邦航空局发布《AAM实施方案1.0》。欧洲鉴于自身无人机产业链支持能力较弱，从2015年起每年举办欧洲内无人机高峰论坛，为新一代航空技术发展寻求共识，直到2019年欧洲航空安全局（EASA）出台无人机相关法规。2016年欧盟发布《欧洲无人机展望研究》报告，[13]确认未来10年无人机产业经济价值与研发资金需求。2022年，欧盟委员会发布《欧洲无人机战略2.0》，列出10个领域19项旗舰行动，包括采用通用适航规则、无人机军民融合发展、制定无人机技术路线图以确定研究和创新的优先领域等。
法规框架有差异。中美欧对低空经济技术与市场价值的战略判断相近，但由于各自航空资源禀赋和市场需求存在差异，三者的低空法规框架呈现三种不同模式。作为多国组成的区域联盟，欧盟构建共识的需求最为迫切，优先建立了低空领域的整体法律框架与战略，然后逐步补充细节。2019年～2021年欧盟陆续颁布了无人机适航、运行与空管相关的三部法规，并通过开展联合示范验证研究建立欧盟各国之间的技术共识与技术合作，然而由于部分法规框架实质性内容缺乏，生产运行实践与技术发展尚不能支持宏大框架。
美国采取急用先行模式。由于美国航空法规庞杂，法规框架构建的重点是补充超低空空域小型无人机运行法律与技术方案，中大型无人机则纳入传统通用航空规章管理，不适用条款以豁免方式“打补丁”。但“打补丁”的做法导致法规过于臃肿，一些传统通用航空法规条款不适用于无人机，需要大量补充性、豁免性条款来支持新兴的运行模式，长期来看不利于全新业态的发展。
我国采取立足实际、兼容并包的法规框架。《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》和《民用无人驾驶航空器运行安全管理规则》均于2024年1月1日开始施行，颁布实施较晚。但通过一部全新行政法规和一部行业规章覆盖美欧法规的基本内容，且框架完整性与内容实用性兼顾，这便于根据需求持续充实完善法规。2016年以来，我国通过通用航空管理改革，为通用航空发展创造了良好制度环境。2020年以来，中国民用航空局与地方政府合作，分两批建立20个无人机试验区（试验基地），调动各地社会资源投入低空经济发展。全球低空经济制度体系建设均处于起步阶段，我国航空业传统的通过参考甚至复刻国际技术规范的做法不再可行，需要在起步阶段就探索一套适合国情的制度范式与技术战略。
此外，低空制度与技术体系的关系值得关注。2015年后，全球低空经济领域出台的技术标准急剧增加并快速演化，过去10年间全球无人机领域建立的技术标准可能比120年航空史积累的通用航空技术标准还多。技术规范通常隐含技术路线与技术能力，国际标准和技术路线的竞争将是未来全球低空经济竞争的焦点。例如，欧美要求eVTOL适航取证必须配备机载驾驶员，这一前置条件有利于传统航空强国在eVTOL适航领域发挥有人驾驶技术优势，而作为技术门槛，这一条件却制约了新兴国家直接从无人驾驶技术研发eVTOL。再如，美国2015年开始投资无人机交通管理（UTM）技术，到2021年发布《UTM运行概念2.0》，2023年底完成UTM大规模实地测试（UFT），美国联邦航空管理局将按照国会授权推出UTM服务商（USS）的认证程序。可以预期，美国将利用先发优势在国际组织和各国推广其UTM技术标准，而UTM作为一种空域技术，可以通过准入标准限制不具备特定运行能力的无人机进入特定空域，这可能成为制约无人机进入区域市场的技术门槛。欧洲无人机战略提出建立“自愿的、欧洲信任的无人机”标准，实际上也隐含着技术竞争保护措施。
我国率先颁发载人以及吨级载货eVTOL适航证，为全球eVTOL市场准入作准备，以期在双边或多边适航准入谈判时建立对等谈判和互惠地位，避免类似我国大飞机进入欧美市场谈判筹码不足的情况重演。低空经济发展需要活跃的制度和规则创新。法规建设应当充分考虑产业合作与竞争的需要，在技术和技术标准上储备实力，尽最大可能争取全球技术融合。
技术创新各有侧重。从低空技术五大分支来看，航空器技术、机队管理技术、基础设施技术通常由制造商和运营企业负责开发，空域服务技术和安全监管技术是公共技术，以国家为主推动开发，整体技术测试验证通常由行业主管部门主导，通过政策支持或国家资助等方式建立产业链研发合作。
航空业发达国家通常建立了成熟的航空技术成果转化机制，政府资金资助的科技成果从大学／研究所原理研究成果，转化到原型系统集成机构，再转化到产品开发企业，通常以行政指令方式实现免费转让，最后利用竞标采购，实现政府资助成果的快速与高质量转化，多阶段转化机制有利于发挥不同机构在产品研制各阶段的优势，技术成果经过各方接续打磨与平行研发，保证了产品成熟度与可靠性。
无人机相关研发投资在美国国家航空研究计划（NARP）中的比重逐年提高，从2011年的1%提高到2020年的15%。欧盟持续资助无人机研发，2003年以来，欧盟利用“地平线2020”等科技计划投入9.8亿欧元资助了320多个无人机相关项目。作为欧盟立法设立的联盟机构，SESAR联合体负责欧洲无人机融入空域技术的研发与部署。SESAR联合体测算，截至2035年，无人机融入欧洲空域需要投入45亿欧元，以研发部署无人机空管系统U-space为主（占91%），可以实现1400亿欧元收益；到2050年，研发投入预计达65亿欧元，低空产业效益达到3500亿～4000亿欧元。同时，在认识到自身中小型无人机产业链劣势后，美欧不再追求无人机全体系的竞争优势。2016年以来，美国将低空主要研发资源集中投入到AAM和UTM关键技术上，2019年以来，欧洲集中资助U-space和IAM研发。
我国基于无人机产业链优势，于2018年后建立了基于制造商数据平台的行业安全监管平台（UOM），通过大疆、极飞等企业向民航局开放制造商数据平台的无人机运行轨迹，我国建立了覆盖面最广、数据最丰富的无人机交通信息数据源，而美欧市场无人机自主制造比例较低，难以建立全面运行数据库。我国UOM系统具有无人机国籍登记与适航注册、操控员、运营企业、制造商与空中航行服务等功能，具备全球无人机监管优势。丰富、完整的运行数据有利于我国开发空域服务与安全监管技术。基于全球领先的5G网络以及城市算力平台，各地推进低空智联网、无人机航行服务技术开发，我国无人机智慧运行逐步具备了创新与推广优势。在低空经济五大技术领域中，我国依托消费类和作业类无人机制造业优势，具备eVTOL／RPAS研制竞争力，在航空器技术领域占据一定优势。受益于制造业优势与运行量优势，我国企业在机队管理技术上处于领先地位。
低空经济发展将是贯穿整个21世纪的长期战略，而人才培养是低空经济可持续发展的基础，直接关系技术创新。美国联邦航空管理局建立的无人机卓越研究中心（ASSURE）是由29家大学和研究机构组成的联盟，而SESAR联合体成员来自超过50家的学术与运行机构，这些机构成为美欧人才、教育与研发良性循环的重要基础。我国在低空产业链聚集了一批成熟工程师，航空与数字经济领域高等院校人才培养规模也快速增长。然而，我国研发需求驱动的教育、人才与科技循环起步相对较晚，长期活跃于国际专业组织和技术标准组织的专家仍然缺乏。随着我国低空经济规模扩大驱动自主研发增长，新赛道需要也将培育更多航空科技人才。
展望：优势与挑战
从国家战略制定、技术创新组织、社会广泛动员、制度规范体系、产业链支持能力等五个维度评估，美国在宏观战略与研发体系上处于领先地位；欧洲在战略与法规体系上的优势一定程度上弥补了其产业链实力的不足；我国在产业链实力、政府动员能力与行政效率方面具备一定优势，但宏观战略与法规体系推出较晚，研发生态与研发组织仍有较大完善空间。整体上，中美欧处于并跑竞争格局。在此基本格局上，我国在低空经济领域既具有独特优势，也要迎接一系列挑战。
产业基础与市场需求优势。在产业基础方面，我国具有先发优势。其一，消费类无人机制造业主要依托移动通信与消费电子产业链。粤港澳大湾区是全球消费类无人机主要生产基地，我国消费类无人机全球市场占有率超过70%。其二，中大型作业类无人机主要依托新能源、新材料产业链。我国在此类具有较强竞争力，全球市场占有率超过50%。其三，eVTOL与RPAS主要依托新能源与通用航空融合产业链。我国彩虹、翼龙等军用无人机转向民用，加之引进与培育自主通用航空产业链，具备全球并跑竞争实力。总体上看，无人机的发展基于电池、电机与电控技术开发，而我国是当前全球工业生态最完整的国家，具备发展低空经济的产业链支持能力优势。全球活塞类通用飞机高价格、低销量的市场格局停滞多年，已具备被颠覆的基础条件。当前，全球三大活塞类通用飞机制造商（西锐、钻石与塞斯纳）中的两家（钻石和西锐）已被我国企业收购，生产线和相关技术能力已经引入国内。从技术含量较低的活塞类航空器起步，我国有望重构传统通用航空产业全球格局，而这一进程已经开始。湖南山河星航实业有限公司的发展历程是我国通用航空自主创新能力与航空消费潜力的证明，阿若拉轻型运动型飞机第一个100架交付用了18年，而第2个100架交付用了1.9年（23个月），第3个100架交付仅用了1.2年（15个月），阿若拉飞机在160余家企业得到应用。一批具有自主创新与市场开发能力的企业将推动我国通用航空快速发展。
在市场需求方面，我国具有强大支撑。我国低空经济领域蕴含两方面潜在机遇，一是有人驾驶航空与无人驾驶航空的矛盾少，有利于起步阶段建立有人驾驶航空与无人驾驶航空融合运行的技术架构与运行环境。相较而言，全球通用航空制造业集中在美欧，其存量通用航空机队规模达到数十万架，传统通用航空产业沉没成本与技术兼容问题，是美欧发展低空经济的重大障碍。欧美目前大量老旧航空器、私有航空器改造成本高昂，低空领域推广ADS-B等新技术困难大，而我国推广普及北斗导航等自主航空技术，具备后发优势。例如，空客公司是全球最大民用直升机制造商，因为顾虑UAM侵蚀自身直升机市场，投入UAM研发起步很早但推进迟缓，难以充分发挥其技术优势。二是我国超大规模国内市场有利于应用场景开发。2023年深圳市无人机物流配送总量达到60万架次，而截至2022年12月，美国无人机包裹配送累计仅1万单。[14]作为包裹运输规模领先的国家，我国具备开发全球领先无人机物流商业模式的条件。例如，南京无人驾驶航空试验区使用无人机向长江船舶不停航递送生活医疗必需品等服务，减少了船舶靠岸次数，每月可以减少6000吨燃油消耗，减排效益显著。
大众化、关键技术、深化改革与新型监管挑战。一是大众化挑战。一方面是产业链创新：一旦航空技术创新放慢将降低行业扩张能力，规模受限将推高航空价格，高价格导致仅精英阶层能消费航空产品，普通大众将被排除在外，产品成为不平等的象征，由此导致的公众反对将限制基础设施建设与产品大规模应用，这将进一步降低产品效用与销量，销售受阻将制约企业创新投入，形成恶性循环。[15]巴黎市反对UAM在2024年奥运期间使用，就是一次关键提醒。若要让更多国人享受航空便利，则无人机物流载客成本需要降低到大众可接受水平。另一方面是安全性：美国通用航空的安全性与摩托车接近，摩托车是运动爱好与一般交通需求的边界线，摩托车交通致命事故率是私家车的10倍以上，安全风险限制了私人飞行的大众化。[16]20世纪50年代到70年代，美国曾广泛使用直升机开展城市CBD高层建筑楼顶往返运输机场等地点的空中摆渡服务，高峰时期企业每年为50万名旅客提供服务，但发生在20世纪70年代末的数起重大事故令城市空中摆渡业务退出历史舞台。这段历史证明低空经济商业化需要具备坚实的安全性基础，当前全球探索城市空中交通，必将全面检验新一代eVTOL技术的先进性、安全性与商业可行性。
二是关键技术挑战。首先是航空器技术：2030年前要建立eVTOL自主研制与适航能力，并逐步开发适应我国市场的典型应用场景，产业链创新活跃度将决定我国在21世纪末的航空业规模与技术高度。其次是空域技术：在航空器技术有所突破后，空域技术是实现低空经济规模化发展的关键，2035年前要解决各类无人机之间的安全高效运行问题，2050年前要解决无人机与有人驾驶航空器融合运行难题，这是低空经济必须破解的两个技术瓶颈。再次是技术概念落地：21世纪初NASA曾提出小型飞机运输网络（SATS）概念，计划利用数以万计的通用飞机在美国3400座小型社区机场来提供点对点旅客运输服务，经过5年的研究与验证，美国科学院对航空器安全性、基础设施与保障、市场接受度、环境影响等关键指标进行评估后，对SATS得出否定性结论，这一新颖概念最终停留在研究报告中。这次失败告诉我们，新颖的技术概念，如果缺乏全新性能、运行程序以及完整航空体系支持，是立不住的。最后是研发组织模式：全球低空研发体系有两个关键特征，一是建立清晰目标并予以持续稳定投入，另一个是由真正掌握产业需求的机构主导研发。当前我国低空领域国家研发战略尚待建立，创新资助的体系性与持续性、产业链上下游研发的协同性有待加强，建立需求导向、以企业为主体的低空经济创新联合体存在挑战。
三是深化改革挑战。其一，空域管理：低空空域管理改革推行多年，改革红利仍待释放。推进空域便利化使用的实质性改革是关键，应当推行审批一次性通过率、平均申请时长等关键指标的考核，充分利用新一代通信导航监视技术提高空域数字化管理效能。其二，适航挑战：作为全球最大的无人机研制国，我国登记注册无人机型号多达2000余个，需要适航审定的eVTOL机型20多款、其他中大型无人机数百款。各类别无人机更新换代比传统航空器快得多，如果不能通过改革大幅提升适航审定能力，则适航审定将成为抑制我国低空经济活跃创新的因素。其三，基础设施挑战：当低空经济从制造驱动、出口驱动向内需驱动、应用场景驱动转变，完善的基础设施和服务保障体系成为低空经济发展的前提条件。低空经济与城市综合交通的互联互通与高效接驳，以及城市智联网和航行服务体系规划建设是全新任务，因地制宜发展低空经济，需要基于技术成熟度的基础设施布局规划与投资建设机制。在技术成熟度未达标、市场需求未释放阶段，更应当抑制盲目投入资源、超前建设的冲动。低空经济产业政策应当从竞争后技术路线选择向技术路线预判与“赛马”机制相结合的竞争前政策转变。[17]其四，产业融合发展：党的二十届三中全会提出“发展通用航空和低空经济”的改革目标。发展通用航空是我国航空技术由低端向高端爬坡必须补的短板，通用航空与无人机的融合发展既是现实需要，也是政策挑战。应当避免无人机应用能力尚待爬坡、通用航空快速退坡而形成低空经济“青黄不接”的被动局面。
四是新型监管挑战。首先是人工智能监管：人工智能已经广泛应用于无人机飞控、机队运行、自动化基础设施与无人机空中交通管理等领域。当飞行员、签派员、管制员变成一套套算法组成的软硬件系统后，基于人资质能力的监管转变为面向人工智能／自动化的监管是全新挑战。对于极端强调安全性的运输航空来说，不可解释的“黑盒”人工智能应用很难被接受。因此，一些基于大数据、云端算力与人工智能算法的应用只能优先在低空无人机运行中测试应用，而航空全自动驾驶、自动化机队运行控制、自动化起降设施以及智能化交通管理，也更有可能在低空应用成熟后再向有人驾驶航空转移技术。建立低空运行大数据、算法、算力的安全监管工具箱是长期任务。EASA《人工智能路线图2.0》提出，监管机构／监察员适应不了AI监管是人工智能在航空业推广应用的重大阻碍。[18]其次是融入城市环境：低空经济主要应用场景在城市，城市对航空运行有严苛的环境要求。当前，低空经济运行全流程安全可靠性、噪音振动、隐私视觉干扰监控机制有待建立，应当实施基础设施全寿命周期环境影响评估。
结语
新兴国家充分参与的数字技术、新能源新材料、人工智能等基础技术、基础产业的快速发展，与美欧航空技术垄断阻碍创新所导致的技术停滞，形成了基础产业与航空产业的技术代差。以此为背景，航空产业与基础产业边缘诞生了以低空技术体系与城市应用为特征的低空经济，而以我国为代表的航空新兴国家引领了低空经济的颠覆性技术创新。低空技术具备融合替代传统航空技术并在21世纪末改变整个航空产业技术底座的潜力。随着低空技术从轻小型无人机向中大型倾转旋翼eVTOL发展、从航空器智能向体系化智能发展，低空产业链与传统航空产业链逐渐融合，低空经济从边缘市场到主流载人载货市场，全球新一代航空技术竞争格局日益步入均势。为推动全球航空技术与市场融合发展，我们需要实质性地推进空域空管与适航管理改革，培育活跃的技术创新与技术规范创新能力，构建有活力的本土市场与丰富应用场景。站在航空科技加速发展、产业布局深刻变革的21世纪1／4节点上回顾与展望，21世纪末的“波音”“空客”很可能诞生在当前尚不知名的企业中间。发展低空经济是我国健全现代化基础设施建设体制机制的重要部署之一，在构建新发展格局的大势下，低空经济大有可为。
注释
[1]吕人力：《打造低空经济新引擎：低空经济呈现新质生产力特征》，《经济日报》，2024年5月3日，第6版。
[2]吕人力：《全球民用无人机融入空域战略与我国对策》，《中国民用航空》，2021年第6期。
[3]《交通运输统计公报2023》，2024年6月18日，https://www.mot.gov.cn/jiaotonggaikuang/201804/t20180404_3006639.html。
[4]FAA, "FAA Aerospace Forecast Fiscal Years 2023-2043," https://www.faa.gov/sites/faa.gov/files/FY%202023-2043%20Full%20Forecast%20Document%20and%20Tables_0.pdf.
[5][14]吕人力等：《低空经济“新”在哪里？》，《民航管理》，2024年第5期。
[6]European Commission, "Drone Strategy 2.0 for a Smart and Sustainable Unmanned Aircraft Eco-System in Europe," 2022, https://webgate.ec.europa.eu/regdel/web/meetings/2571/documents/6883.
[7]C. M. Christensen, The Innovator's Dilemma: When New Technologies Cause Great Firms to Fail, Boston, MA: Harvard Business School Press, 1997.
[8]布莱恩·阿瑟：《技术的本质：技术是什么，它是如何进化的》，杭州：浙江人民出版社，2018年，第54、97页。
[9]D. Wing; A. Lacher et al., "Digital Flight: A New Cooperative Operating Mode to Complement VFR and IFR," 2020, https://ntrs.nasa.gov/citations/20220013666.
[10]《国务院关于促进民航业发展的若干意见》，2012年7月8日， https://www.gov.cn/zhengce/content/2012-07/12/content_3228.htm。
[11]《国务院办公厅关于促进通用航空业发展的指导意见》，2016年5月7日， https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2016-05/17/content_5074120.htm。
[12]U.S. Congress, "Advanced Air Mobility Coordination and Leadership Act," 2022, https://www.congress.gov/bill/117th-congress/senate-bill/516.
[13]SESAR Joint Undertaking, "European Drones Outlook Study: Unlocking the Value for Europe," https://www.sesarju.eu/sites/default/files/documents/reports/European_Drones_Outlook_Study_2016.pdf.
[15]National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, "Advancing Aerial Mobility: A National Blueprint," 2020, https://doi.org/10.17226/25646.
[16]吕人力：《美国通用航空为何衰落？》， 《南方周末》，2016年9月29日。
[17]李晓华：《构建适应新质生产力的产业政策体系》，《人民论坛·学术前沿》，2024年第9期。
[18]EASA, "Artificial Intelligence Roadmap 2.0: Human-Centric Approach to AI in Aviation," 2023, https://www.easa.europa.eu/en/document-library/general-publications/easa-artificial-intelligence-roadmap-20.
The Background, Connotation and Global Pattern of Low-Altitude Economy
Lyu Renli
Abstract: As a typical representative of new quality productive forces, low-altitude economy is an important part of the profound transformation of technology and market dynamics in the aviation industry. It also presents a pivotal opportunity for China to take full advantage of it industrial chain and, as a latecomer, to establish a new pattern in the aviation industry for the forthcoming second century. The global aviation industry has been mired in a passive situation characterized by oligopoly, slowing innovation, limited application and shrinking scale for many years. However, the substantial progress and profound impact of digital economy, artificial intelligence, new energy and new materials have created a once-in-a-century new racetrack for the aviation industry-low-altitude economy. This sector is cultivating a new generation of aviation technology system through disruptive innovation. It has showcased new aviation performance and application scenarios, and will drive an in-depth transformation to achieve a leap in productivity of the aviation industry and build a new paradigm and new advantages of three-dimensional transportation. Today, the low-altitude economy development presents different patterns globally in terms of institutional systems, industrial foundations, and innovation strategies. As far as China is concerned, it is urgent to achieve consensus on strategy, technology and market paths for the low-altitude economy, to create conditions for China to contribute transformative momentum to the development of the global aviation industry.
Keywords: low-altitude economy, general aviation, unmanned aerial vehicles, new quality productive forces, strategic emerging industries, aviation digital transformation
责 编∕桂 琰 美 编∕梁丽琛
