低空经济：火热背后的技术隐忧
采写：本报记者 金 凤
策划：赵英淑 滕继濮
7月7日，上午10时，当“润兴集118”货轮行驶到距离南京“长江汇兴隆洲水上绿色综合服务区”约1公里时，一架速度为15米/秒的无人机向货轮精准空投西瓜、烤鸭、冰镇饮料等约26公斤的“外卖”。
“太方便了！”船员张一帆兴奋地说，“以前补给生活物资，要么得停靠在锚地，要么得上岸，费时费力。现在不停航，在App上下个单，就能轻松收外卖。”
长江上空“邮路”通达，勾勒出低空经济发展新图景。自2024年首次被写入政府工作报告，低空经济现已在物流配送、文旅出行、应急救援等领域催生出一系列新业态、新场景、新需求。据中国民航局预测，2025年我国低空经济市场规模将达1.5万亿元。
然而，低空经济蓬勃发展的同时，技术瓶颈亟待突破。近日，多位专家接受科技日报记者采访时表示，欲夯实产业根基，必须在低空装备、低空信息基础设施、低空安全等领域攻克关键核心技术，构建全链条技术体系。
动力电池的“不可达三角”
动力电池堪称低空航空器的核心部件，是保证其长距离、安全、稳定飞行的关键。
工业和信息化部等四部门印发的《通用航空装备创新应用实施方案（2024—2030年）》（以下简称《方案》）提出，将推动400瓦时/千克（Wh/kg）级航空锂电池产品投入量产，实现500Wh/kg级航空锂电池产品应用验证。
政策导向引领行业发展。宁德时代、欣旺达、亿航智能等多家电池厂商和eVTOL整机厂商先后入局航空动力电池领域。
“目前，动力电池仍是制约低空航空器性能的瓶颈。”中国航空工业集团有限公司首席技术专家吴希明告诉记者，现今电池水平决定了电动低空航空器“重两三吨、载四五人”的体量上限。
“电池的能量密度、功率密度和安全性很难平衡，存在一个‘不可达三角’。”南京航空航天大学博士生导师丁兵介绍，当前航空动力电池技术面临三大挑战。
首先，航空器垂直起飞所需动力大，要求电池的能量密度高于400Wh/kg。而能量密度越高，电极越不稳定，与电解液之间的反应就越剧烈，从而导致安全性降低。这是一个很难调和的矛盾。
其次，高能量密度和高功率密度两者此消彼长，难以兼得。丁兵解释，如强调长续航，电池的能量密度就要高，但这样会牺牲功率密度；如需提升航空器的快速爬升与机动能力，就需要电池有着更高的功率密度，这又会牺牲能量密度。
第三，当能量密度和功率密度增加，电池需更高的安全保障，要在机身添加冷却系统，但这又会增加航空器的重量，进而用更大的能量密度来弥补。
丁兵认为，破解这些难题，应从电池材料、热管理、航空器结构等领域多线并进，缺一不可。
《方案》提出，“无人化、电动化、智能化”将是未来新型通用航空装备的技术特征。
“要锚定这个方向，加快研制更高性能的航空动力电池，更可靠、高效的航空电能管控系统等，同时要厘清低空经济主流的应用场景，有针对性地设计航空器的构型、大小、能量管控系统等。”吴希明说。
除了加快研制更高性能的航天动力电池外，在各地有关航空器关键核心技术布局中，整机制造以及高功率密度航空电机、高效电控系统、主控芯片、传感器、任务载荷设备等核心部件和关键配套技术，也都被按下攻关“快进键”。
通信的“多技术混跑”
6月17日，重庆夜空被一场华丽的无人机表演点亮。
时而出现层叠舒展的巨型山茶花，时而显露鳞次栉比的摩天楼群……重庆的山水之美、人文之韵、科技之光闪耀天际。
在这场表演中，深圳大漠大智控技术有限公司的11787架无人机，以“最多无人机组成的空中图案”创下吉尼斯世界纪录。
这场震撼表演背后，隐藏着巨大的技术门槛。
“实现低时延、高带宽、大容量的无线通信，是极限挑战之一。”该公司董事长刘汉斌告诉记者，上万架无人机在空中编队，网络极易“堵车”。因此，需要扩展WiFi局域网的可用信道资源，以增加信道容量，但现有的WiFi技术一度难以满足这一场景的通信需求。为确保表演顺利进行，他们进行了多次测试。
在近日举行的2025中国数字低空大会上，多位专家指出，目前我国低空通信网络正处于“多技术混跑”阶段，WiFi、卫星、5G等方案各显神通，却也各有短板。
中兴通讯通感产品总经理赵志勇告诉记者，WiFi点对点的信号易受遮挡，通信距离有限；卫星通信则成本高、带宽小、时延大，信号在城市内也可能被阻隔；而5G基站的天线是“低头族”，信号主要覆盖地面，无人机在低空只能“蹭”到微弱信号，导致通信卡顿、视频回传模糊。
那么，如何确保无人机通信“看得见、呼得着”，进而实现“管得住”？
“首选是5G-A。”中国电信集团首席科学家毕奇告诉记者，“从技术原理上说，5G与5G-A基本可满足600米以下低空的通信需求。向低空大量覆盖通信信号，得让基站天线‘抬头’。”
毕奇表示，这需要调整地面网络部分基站的天线倾角及部分发射波束，或采用大张角天线阵列，兼顾低空和地面的通信需求。
“第二条技术路线是建设低空通信专网。比如在无人机遥测、警用等领域，可使用1.4G赫兹频段专网。”毕奇认为，第三条路线是结合低轨卫星部署天地一体化通信，以覆盖目前基站无法覆盖的区域。
中兴通讯则有另一种选择——通过基站的波束管理，用感知来辅助通信。所谓“感知”，就是对基站接收的回波信号进行检测，从而获取目标的距离、角度和速度等信息。
“我们正在研发波束自适应调整设备，希望以此来平衡地面和空中通信的资源分配。”赵志勇介绍，当设备感知到有无人机经过，会根据其位置选择合适波束发送信息，实现地面与空中资源的最优分配。
产业发展，标准先行。记者注意到，在工业和信息化部发布的《2025年工业和信息化标准工作要点》中，已提出加快构建新型信息基础设施标准体系，推进5G-A、低空信息基础设施等标准的研究。
想实现低空空域的安全高效利用，“看得见、呼得着、管得住”是硬门槛，感知、导航、监视必须齐头并进。
“目前低空监视的最大瓶颈，是还没有单一技术能感知并高精度监测所有空域的航空器。”粤港澳大湾区数字经济研究院低空经济分院院长李世鹏介绍。
怎么办？“多模态融合感知技术是解决方案之一。”赵志勇认为，可通过5G-A通感一体基站进行连片组网、利用TDOA技术探测和定位低空航空器频谱、用雷达在较高空域探测净空场景等技术，并结合无人机主动播报的远程识别信息，实现多模态融合感知。
人工智能技术也被寄予厚望。李世鹏告诉记者，他们正在通过仿真预测，预警飞行活动中可能遭遇的航道占用、气象变化等情况，并尝试训练AI模型，让其根据不同环境、不同需求，提高航空器的感知、判断能力。
安全技术风险加大
复合翼飞行汽车、eVTOL、多旋翼无人机、共轴反桨无人机……抬头望向我国的低空，各式飞行器“迎风起舞”。
截至今年3月，我国注册无人机数量达387万架，日均低空飞行架次突破50万。
低空飞行密度的加大，新的应用场景的不断涌现，让飞行安全问题日益显现。无人机“黑飞”“炸机”、无人机闯入看守所直播、无人机影响候鸟迁徙等乱象频频见诸报端。
“低空经济发展的核心关键词是安全。”李世鹏直言，“我们要思考如何通过技术手段、标准规范和政策，统筹守护低空经济安全。”
“航空器约六成安全事故发生在起降阶段。其中，电磁干扰是头号危险，会导致导航、通信链路中断，致使航空器失位甚至坠机。排除电磁干扰至关重要。”南京航空航天大学副校长兼低空经济创新发展研究院院长吴启晖说。
近日，吴启晖带领团队研制的无人机测向仪，在南京市民用无人驾驶航空试验区投入使用。两架无人机搭载该仪器同步起飞，可以根据电磁波强度、方位等信息锁定干扰源，再由地面精准排障。
低空交通环境的复杂性，不仅在于功能各异的航空器，也在于飞行环境的千变万化。看不见的气象，如同暗礁，随时可能威胁飞行安全。
鹏城实验室副研究员陈轲表示，传统气象观探测和预报空间覆盖尺度较大，对于低空飞行活动常用的微小尺度空间的探测和预报精度还不够。他认为，需要对低空气象进行精细建模，为飞行器绘制一张“天气地图”。
中国电子科技集团第十五研究所空管专家伊佳有着20多年的工作经验，他向记者表示，明确低空飞行间隔标准刻不容缓。
“各地可以先开展空域普查，以10立方米作为一个空间单元，梳理空域属性、管理要求、障碍物、气象开放条件等低空空域管理和运行的相关要素信息，再将这些数据关联到每一个空间单元，并与低空飞行运行监管系统进行融合。”伊佳说。
我国也在推动低空安全合规发展与低空经济“起飞”同频共振。2024年1月1日，我国无人驾驶航空器领域的首部专门行政法规《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》施行；同年6月1日，我国首部针对民用无人机的强制性国家标准《民用无人驾驶航空器系统安全要求》实施；今年7月18日，国家发展改革委召开推动低空经济安全健康发展专题会议，为低空经济的稳步发展明确方向。
面对低空经济安全风险的不断演变，只有加大对航空技术、信息技术等关键技术的研发投入，才能将低空安全风险的不确定性转化为低空产业发展的确定性。
从无人机空投西瓜，到未来空中出租车“驰骋”低空，低空经济真正“飞入寻常百姓家”，还需以安全可控为目标，助力低空飞行器“看得见、呼得着、管得住”，这片万亿级蓝海才能行稳致远，迎来可持续发展的广阔晴空。