無人機被稱為“藍天精靈”。從世紀之交至今,世界無人機領域軍民并舉、八方長驅、方興未艾。在這個浪潮里,中國表現驚艷。無人機成為我國在整體水平上步入世界一流、部分品種和技術走在世界前列的領域。

中國無人機事業是從自主研發軍用無人機起步的。幾所航空高校做出了開拓性貢獻。21世紀初,國防工業開始進入,逐步成為主力軍。中國軍用無人機發展令世界矚目。
1.銜命拓荒
1955年6月,在國家航空工業委員會主持召開的噴氣技術協調會上,就“二五”期間研制無人機工作制定協議,明確任務與要求。此后,北航、南航和西工大三所高校開始無人機教學,進行專業規劃;1958年,以不同形式開始無人機研制。
1958年6月,北航啟動“北京5號”無人機研制,1959年2月實現首飛。
1958年8月,西工大按中國科學院第八研究所要求,研制的“04”代號科學試驗用無人機試飛成功。
1958年,南航創立無人機教研室。
同期,在蘇聯的幫助下開始“米格-15”的靶機改型,并曾接收過20架“拉-17”靶機。在國家關系惡化、相關工作中斷后,三所院校走上自主發展之路。
1962年,西工大研制成功B-1型靶標無人機。
1968年,南航研制長空1號(CK-1)高空無人靶機,1977年定型并投入批產。該機的改型在1977年9月7日參加我國核武器試驗取樣工作,飛行高度10000米,時速850-860千米/小時,分別于核爆炸9分25秒及15分后兩次成功穿云取樣,實現用無人機代替有人機取樣的重大技術進步。
1968年,北航研制無偵5,即長虹1號高空多用途無人機。1970年首飛,1980年定型,1981年裝備部隊。
歷經半個多世紀,三所院校在無人機領域形成了各自的專業優勢和一定的產能,成為中國軍用無人機的重要供應商。
西工大建立了專業完整的無人機研制體系,共研制靶標、偵察、攻擊、通用等4系列20多種平臺、70多個型號的無人機,累計向軍方為主的客戶交付超5000架無人機。學校組建的“愛生”專業化無人機公司,已構建起“一中心兩基地”(無人機研發中心、無人機產業化基地、無人機試驗測試基地)、軍/民用領域同時發力的發展格局。公司主干產品為多用途(含反輻射)、覆蓋中短程、包括十數個機型的ASN大系列;還自主研制了3個系列7個型號的小型航空發動機,形成了包括無人機、發動機、地面站、數據鏈等在內的系列化產品譜系;新樣式新動力無人機開發勢頭強勁。

北航的無人機所歷史悠久,現已發展成為無人系統研究院。從北京5號到無偵5,再到獲國家科技進步一等獎的長鷹高原型遠程偵察無人機,經歷三代人奮斗,北航的無人機科研生產取得豐碩成果。現正圍繞國家戰略需求,瞄準前沿技術,在新概念無人飛行器設計、智能感知與自主飛行控制等方向展開研究工作,旨在引領無人機向更高、更遠、更長(航時)、智能化、集群化方向發展。
南航的無人機事業從靶機起步,奉獻了我國第一架大型無人駕駛靶機、第一架高原無人機、第一架無人直升機等,至今已成功研制30余種、以靶機和無人直升機為特色的系列產品,在我國各類武器裝備試驗訓練中發揮了獨特而重要的作用。如今,南航無人機研究院融科研、教學與研發于一體,實力進一步增強,不斷取得新的業績。
2.主力挺進
進入21世紀以來,中國無人機產業化加快,中國航空工業集團公司、中國航天科工集團公司、中國航天科技集團公司、中國電子科技集團公司等國防工業企業開始承擔軍用無人機研制與生產,共同演繹主力挺進的雄壯活劇。
航空工業集團下屬多個機構從事無人機研發和生產,包括:貴航、成都所、成飛、沈陽所、直升機所、洪都等;因其強大的科研實力與產能,迅速成為高端軍用無人機的主要供應商,并成功開辟和進入國際市場。
航空工業集團軍用無人機初始產業布局在貴航,設有專門機構和配套生產能力,成功研發和向軍方交付多型無人偵察機;與成都所開展實體合作后,在開發多種大型無人機方面取得了新進展。沈陽所負責研制大型無人作戰飛機,現正與洪都公司等開展合作,進行多款高端、隱身、翼身融合布局等新型無人機研發。直升機所、自控所等單位,分別開發無人直升機,用于執行民事任務和陸軍、海軍戰術任務。除了公開披露和外銷型號外,航空工業諸多新型號如“龍”系列、“劍”系列、“鷹”系列、“影”系列等齊頭并進,翼龍系列、無偵7、攻擊11等具有世界領先水平的無人機正成為主戰裝備新品種,帶給世人震驚,也令國人欣喜。

成都所從2005年開始翼龍無人機的研發;2009年獲批出口,次年即向用戶交付了第一套系統。其后,經歷狀態優化、批產交付、售后服務等進程,產品越發成熟可靠;已推出多種型號,累計銷售超百架;數千次執行任務,戰績不俗。目前,成都所正按照新使命,為軍方研制急切需要的新型軍用無人機。
中國兩大航天集團公司“航天科技”與“航天科工”也先后進軍無人機產業。航天科工第三研究院在2013年成立專業化無人機公司,迄今已開發天鷹、刀鋒、雀鷹、騰飛等具備良好性能的多系列無人機。航天科技第九研究院和第十一研究院在無人機領域頗多建樹;九院設立的無人機系統工程中心專注于無人機傳感器和通信中繼組件的集成;十一院從2004年開始研發彩虹系列無人機,成功進入中東多個國家,并為國內軍民用戶提供產品與服務。
中國電子科技集團公司以特有的電子技術優勢進入無人機領域。其下屬的第27研究所創設了無人機系統研發中心,開發重點是電子戰無人機與隱身高空長航時無人平臺。近三年來,集團多次組織無人機集群飛行試驗,所創造的200架固定翼無人機集群規模為世界之最。他們提出,以集群替代機動、數量提升能力、成本創造優勢的方式,重新定義未來力量運用的形態,值得期待。

同神秘的軍用無人機相比,各種各樣的民用無人機與國計民生貼得更緊,它們是人類生產工具的延伸、科學研究的利器。
在多種利好因素的作用下,中國民用無人機制造業呈現大發展局面。在全球民用無人機市場中,中國擁有絕對優勢,占據最大份額。在全球民用無人機制造企業前十名中,中國企業占據7席:大疆獨占鰲頭,占全球消費類無人機七成以上市場份額,昊翔第三,零度智控第四,億航、飛豹、極飛、一電航空分列第七到第十位。
中國無人機應用極具特色,與通用航空相融合,已成為執行通航業務的新品種航空器。到2021年末,實名登記系統注冊無人機83.02萬架,無人駕駛航空企業12663家,民航局頒發無人機駕駛員執照11.9萬本,全年飛行量超1600萬飛行小時,比我國傳統有人通航的飛行量高一個數量級,與運輸航空飛行量相當;無人機日均飛行105.73萬架次,日均飛行小時達4.57萬小時。



無人機系統除了廣泛用于傳統作業領域外,在空中物流、城市空中交通等新概念、新場景中的應用也在探索中。
1.作業應用
各種作業應用是工業級無人機的主戰場。如工農林牧漁業、應急救援、邊境巡邏、監控監測、交通管控、治安消防等應用,幾無邊界。
2021年1月6日,世界第一型人工影響天氣的作業類大型無人機甘霖-I號在甘肅金川首飛。這款無人機是成都所在翼龍2的基礎上研制的,具備遠距離氣象探測和大氣數據采集能力,具有在復雜氣象條件下增雨催化劑播撒作業能力以及可靠的防除冰能力。
2.物流快遞
我國無人機物流業正迅猛發展。京東、順豐等快遞業巨頭或自主、或合作開發適用于物流場景的無人機,致力于打造智慧三級物流體系(干線、支線、末端),用無人機的使用彌補人工不足、道路不達,以打通物流的“最后一公里”。分析數據表明,使用無人機投送1千克左右的小物件,成本可以控制在0.2-0.3元/千米,使用100千克多旋翼無人機的成本可以與人工成本相當,其使用前景非常誘人。
致力于打通無人機郵路的迅蟻科技公司,像特立篤行的螞蟻那樣,在物流領域做著讓人欽佩的開拓性工作。公司CEO章磊認為:飛機本身就是跨越阻遏的交通工具,無人機在物流領域,特別是地理環境特殊的邊遠地區與鄉村,更應該大有作為。這家公司攜手中國郵政,于2016年9月在“兩山理論”發祥地浙江安吉美麗鄉村,開通了國內首條山區無人機郵路。這是一個被載入中國郵政發展史、也足以載入無人機發展史的里程碑事件。


3.城市交通
最令人憧憬的新應用則是在城市交通系統中引入無人機。有一句話最動人:“打飛的”不再是夢!這種極富挑戰性的“飛的”就是“載人級無人機”。
城市化是人類社會發展不可逆轉、且不斷加快的趨勢。據預測,2030年全球城市人口比例將達到60%;在未來一到兩個世紀內,這一比例會達到85%,城市人口將增長近兩倍,接近百億。到2025年,中國將有200個以上人口超過百萬的城市。高度聚集的城市人口需要破解交通擁堵難題,城市空中交通(UAM,UrbanAirMobility)體系構想應運而生,其核心是在城市區域上空或城際間,安全有效地使用有人駕駛和無人駕駛飛行交通工具。

載人級無人機擁有獨特的地位和作用,不少國家積極開發和探索使用此類航空器,且取得了不少進展。2021年1月19日,中國民航局受理億航智能公司開發的EH216-S載人自動駕駛飛行器型號合格證申請。載人級無人機“持證上崗”的那一天正向我們走來。
4.機遇與挑戰
民用無人機有廣闊的發展前景以及巨大的發展機遇,同時也面臨諸多挑戰。
在技術上,主要機遇與挑戰是:
(1)自主控制技術。與軍用無人機相仿,急速提升的計算機處理能力和人工智能技術成果,可以不斷提供相應的實用技術,有望使一部分民用無人機率先和真正成為“會思考”“能決斷”的空中機器人。
(2)空管與通信技術。借助于高速寬帶網絡與數據鏈,以及配套的監視、識別技術,可實現無人機與地面系統的互聯互通和無縫監測管理,實現空域“電子圍欄”和物項“電子標識”等。
(3)平臺與載荷技術。新布局、新結構技術將使垂直起降無人機更趨成熟,安全性得到保證;新材料和微機電等技術的進步,將使任務載荷和傳感器性能顯著提高,并進一步減輕平臺重量,降低系統成本,實現多樣化任務能力,獲得更好的抗墜毀和墜地減損能力。
(4)動力與儲能技術。更強的續航能力需要新動力和新儲能器件,電池性能改進可使無人機續航能力大幅提高,新能源和新樣式動力可賦予無人機更長的飛行時間。
為推動無人機擴展使用,做好通航作業與服務,需要切實做好適用性管理及安全監管工作。近年來,工業與信息化部、民航局等密集發布了一系列法規、條例、辦法等,旨在推動和規范我國民用無人機的研制與使用。有理由相信,在各方的共同推進下,在空域管理改革的有力保障下,進一步明確監管主體與權責,加快建立管理體系,我國民用無人機必將迎來全面發展和廣泛使用的更好局面。
面對龐大的國內外市場,我國民用無人機制造業在保持消費類無人機領域絕對領先地位的同時,正在大力研發適用的各類新型民用無人機,積極拓展與提升在更廣泛領域的國際競爭力。2017年工信部頒發《關于促進和規范民用無人機制造業發展的指導意見》,指出:民用無人機制造業是近幾年快速發展的新興產業,在個人消費、植保、測繪、能源等領域得到廣泛應用,在國民經濟和社會生產生活中正發揮越來越重要的作用。其中,消費類無人機是我國為數不多的能引領全球發展水平的高科技產品之一,已成為中國制造的新名片。《意見》提出:到2025年,民用無人機產值達到1800億元,年均增速25%以上。產業規模、技術水平、企業實力持續保持國際領先勢頭,建立健全民用無人機標準、檢測認證體系及產業體系,實現民用無人機安全可控和良性健康發展。讓我們共同努力,實現這一目標。