
什么是低空?有低空,有沒有中空、高空呢?

實際上,航空領域過去并未約定低空、中空和高空,有時會使用超低空、低空、高空、中高空飛行等說法,但均為習慣用法,并無嚴格和統一定義。如戰斗機飛上2萬米、速度達到2倍聲速,常稱其為高空高速戰斗機;能飛上對流層頂端的無人機也常被稱為高空無人機;離地100米以下的飛行,被稱為超低空飛行。超低空飛行的說法也常用于農林作業、旅游、搜索等。
低空經濟這個概念的提出,讓人們對從海平面垂直向上100千米(該高度是工程意義上航空與航天的分界線,也即卡門線)的航空高度(飛行中的飛行器所處高度到某基準面的垂直距離)范圍做出低、中、高空的劃分。筆者建議以真實高度與絕對高度相結合,綜合考慮氣壓、氣溫、電離等自然現象來進行劃分。此處提到的真實高度與絕對高度屬于4種常用的航空高度(另兩種為標準氣壓高度和相對高度)。其中,絕對高度是飛行中的飛行器高度到海平面的垂直距離,氣象學中大氣層高度分層就是以絕對高度劃分的;真實高度則是飛行器從空中到正下方地面目標的垂直距離,在執行與地面相關的任務時必須使用真實高度,如對地攻擊、照相偵察、搜索救援、農林作業等。
低空一一飛行器距正下方地平面真實高度1000米以內。根據實際需要可以延伸到3000米(絕對高度)。考慮到直升機的特性,可以擴展至4000米(絕對高度)。在對民航運輸無影響的地區,可以進一步擴展至6000米(絕對高度)。
中空——為3000米(或4000米)到40千米(接近同溫層頂)(均為絕對高度)。
高空——40千米到100千米(平流層上部和全部中間層及部分熱層)(均為絕對高度)。
對應上述3個高度范圍的航空器及其飛行活動,可進一步作如下理解。





1.低空飛行
低空經濟中的低空飛行要靠適合低空空域航空器來實現,主要有直升機、螺旋槳飛機(含使用活塞發動機和渦輪螺旋槳發動機兩類)、采用渦噴/渦扇發動機的小型飛機和各種民用無人機。
一般民用直升機的最高升限為4000米,軍用直升機可達6000米。鑒于直升機懸停升限的上限在12000英尺( 3658米),低空飛行的高度可以從現在較為公認的3000米擴展至4000米。
采用活塞發動機的螺旋槳飛機飛行高度一般在8000米以下,采用渦輪發動機的一般不超過10000米,但大部分民用小型螺旋槳飛機的飛行高度都在6000米以下。
各種民用無人機的飛行高度一般都在數百米以下,是低空飛行活動的主體類型。
在部署和開展低空經濟的低空飛行時,不必過分拘泥于具體的高度范圍,應將直升機和民用小型螺旋槳飛機統歸為低空飛行器,即使它們的實際飛行高度稍有超過。
2.中空飛行
在傳統與規模上,中空飛行是最重要的航空活動。中空是現在絕大部分飛機,包括軍機和民機的飛行高度范圍。
戰斗機飛行高度可達20千米以上,某些特殊用途的飛機如偵察機,飛行高度可達30千米甚至更高。大型客機的飛行高度在12000米以下,公務機的飛行高度在12000~15000米。
在同溫層某一高度存在一個層流風為零的面,也是實現氣球/氣艇平臺穩定運行的適宜高度,人們所說的高空氣球/氣艇實為中空航空器。
如果對應低空經濟可以引出中空經濟和高空經濟的概念的話,中空飛行產生的經濟活動即為中空經濟,毫無疑問中空經濟是航空產業的主體。
3.高空飛行
高空是很有前景的高度域,極富挑戰性、戰略性。高空航空器的開發是現代航空科技的前沿領域,也是空天融合發展的熱點。
在這個高度范圍,開發的重點是雙變域(變速度域、變高度域)可駐留航空器,即近太空飛行器,接近卡門線的此類飛行器也稱亞軌道飛行器。由于人的生理局限,開發重點是適合該高度范圍的新型無人飛行器。
對于低空航空的認識,要回溯到對航空產業的認識上。航空是個大產業,它包括航空工業,即航空裝備的制造、維修,還有軍事航空,以及民用航空。民用航空又分為兩塊:公共航運和通用航空。前者指的是航線、航時大體固定,向全社會和個人開放,由航司來運行的航空客運和貨運。除此之外的民用航空活動統稱為通用航空,英文為General Aviation,簡稱GA。通用航空是國際航空界通行并有高度共識的概念,而低空經濟則是由中國首先提出、具有中國特色的新概念。

作為飛行活動,通用航空的飛行活動和低空經濟的低空飛行活動大體重合。但也有兩個特例,一是作為國家行為的大規模應急救援,在特殊情況下的應對需要征用大型民用航空器和軍用航空器,這時航空器的屬性都成為國家航空器,它是通用航空的內容,但不屬于低空經濟范疇。二是公務飛行器,通常巡航高度高于大型民機,平均在12000~15000米,與低空飛行也不重合。當然,這種分法本身也是相對的。
國際上通用航空的發展,對我國低空經濟的發展具有重要的借鑒意義。1903年萊特兄弟的成功一飛就帶有強烈的通航色彩,包括兄弟倆帶著他們的飛機到歐洲去做馬戲團式的巡演,那就是通航。后來航空作為一個產業,首先在歐洲勃發,而北美相對落后,直到兩次世界大戰。戰爭推動了航空技術的發展,兩次世界大戰期間,航空產業規模達到了相當高的程度,形成了兩個高峰。高峰之后就出現了軍用航空能力的過剩,于是引發了民用航空大發展的熱潮,這些都可以看作是軍用航空的溢出效應。在美國,這一現象尤為突出,而第二次世界大戰后的民用航空熱潮,直接造就了美國的通航大發展。




美國是在航空領域立法最多的國家,包括通航立法。第一次世界大戰后,美國《商業航空法》于1926年問世;第二次世界大戰后,美國在60年代將85%的空域劃為民用,又在70年代將3000米以下空域開放。1994年,美國頒布了兩份與通航直接相關的法令:《小型飛機運輸系統計劃》(SATS)和《通航復興法》(GARA),前者提出緩解擁堵、便及邊遠地區的任務,后者在美國通航發展史上則有著里程碑意義,解決了抑制通航發展的法律障礙。
21世紀以來,美國的通航發展總體上有所加快,尤其是近年來提出了一系列新概念,頒布了多份重要文件。如2018年FAA向國會呈報《國家一體化機場系統計劃(2019~2023)》;2023年5月發布《城市空中交通(UAM)運行概念2.0》,7月又發布《先進空中交通(AAM)實施方案V1.0》,從UAM到AAM的概念均有重大更新,覆蓋了城市、鄉村和偏遠地區,包括了無人機、eVTOL、eSTOL和其他新技術等的應用,提出了以安全為宗旨,盡快將包括運營、基礎設施、電力網絡、安全、環境、社區參與等關鍵要素整合在一起,實現更高效、更環保的空中交通,在2028年前實現AAM規模化運營。

這些大體上與我國現在提出的低空經濟概念相當,需要關注和虛心學習國外的先進理念與實踐,特別是美國在戰略與立法,以及系統推進方面的好做法,更是值得我們深入研究。
作為一種特定的經濟形態,低空經濟是以低空飛行活動為依托,實施各種經濟活動的組合。從本質上看,發展低空經濟主要要解決兩件大事:第一是飛起來,第二是用起來。飛不起來,一切都是空談。要飛就需要三大要素:要有會飛的人:要有適合低空飛行的器具;要有適宜的服務管理控制系統。同時要落到“經濟”上,即要有經濟活動,要用起來。主要的應用也可以歸為三類:第一類應用是回歸交通運輸的本性。美國近幾年出臺的文件、所做的規劃,都是回歸交通運輸屬性,而且還特別指出要解決城市擁堵、邊遠不便地方的運輸以及通勤問題,與我國現在提出的一樣。第二類是各種各樣的作業應用,飛播造林、航空遙感、農林植保、物流快遞、電力巡線等,有人駕駛飛機和無人機的行業應用越來越廣泛,已經和正在深入人類工作生活的方方面面。此外,主要作為國家行為的應急救援中的低空飛行活動也可列入其中。第三類應用是培訓、科教、文旅、體育、表演等。這可能是個千億級的大市場、大產品,只是當前中國能飛的人實在是太少太少了,筆者認為每一個中國人,中國的航空人,中國的青年人,都要擁抱藍天,熱愛飛行,有條件都要去學飛。有人可能會問,現在都無人化了,為什么還要學飛行駕駛呢?你要體驗那種御風而行的感受。無論有人還是無人,作為航空器的飛行原理并無顛覆性的改變,學飛可以加深對飛行器的理解;群眾性的飛行活動能逐步培養起不懼挑戰、勇于創新的民族精神和航空文化。而這本身也是低空經濟的一個應用場景,要知道,美國通航里的“培訓”占到通航飛行時數的第二位。
對于上述三類應用,要挖掘、培育、滿足需求,通過政府主動引領、企業積極投入,并由學校、科研機構與專業公司傾力協同解決關鍵技術,體制內外共同努力,才能讓“用起來”的局面越來越好。
總之,大力倡導和開展低空飛行,其意義在于培育新賽道、新產品、新應用,支撐低空經濟發展,進而形成新質生產力,促進航空全產業的發展。低空、中空、高空經濟協調進步,方能實現航空強國的偉大愿景。
