概述
作為一種軍用武器,無人機在近年的全球局部戰事中屢建奇功,已經被它列入現代“非接觸性戰爭”的標配。隨著技術的成熟,無人機的獨占優勢也被社會其它領域所關注,正如許多最初為軍用而設計的裝備都找到了民用價值一樣,經過簡單改裝的軍用無人機已經用于民用領域,越來越多的人發現了無人機在民用領域同樣擁有明顯的市場價值。
民用無人機應用前景非常廣闊,目前世界各國都在積極拓展民用無人機的應用范圍,在電力、通信、氣象、農林、海洋、勘探、攝影、防災減災等領域應用無人機的技術效果和經濟效益都非常看好。此外,無人機在緝毒緝私、邊境巡邏、治安反恐等方面也有著良好的應用前景。民用無人機的發展在應用需求的帶動下,從平臺系統到任務載荷,從信息獲取到信息處理傳輸,從自由飛行到適航管理,步步深入、層層配套,正在形成工業化的全產業鏈、價值鏈,更快更好的推動民用無人機技術的發展,為國民經濟建設提供服務保障。
民用市場逐漸形成
民用無人機市場進入門檻低,因此,除原有的主要無人機研發單位之外,各軍工集團、中科院、高等院校、民營企業也紛紛進入無人機領域。目前全國約有四百余家研制無人機的單位,產品超過3000種,絕大多數是小型機。微型和大中型及以上的無人機較少,這方面的技術難度高、需要的資源投入大。
原主要從事軍用無人機研制的軍工集團、科研院所、航空院校等單位探索將低端無人機產品轉入民用,或者利用已掌握的成熟技術,通過系統集成開發滿足市場需求的無人機產品,積極開拓民用市場。一些高等院校、民營企業也利用國外比較成熟的技術,通過采購成、部件,組裝、集成適合特定需求的無人機產品,進入民用無人機市場,并占據了一定市場份額。
目前來看,隨著資本大鱷的涌入,消費級無人機駛向紅海,工業級無人機等待崛起。
安全性是最大困擾
目前,世界各國都在積極拓展民用無人機的應用范圍。但是由于受到很多因素的限制,增長比較緩慢,原因包括國家空域管制的限制,以及對無人機可靠性和安全性問題。
目前,中國大中型飛行器種類和數量較少,技術標準的制定正在起步,對無人機的適航管理和管制處在討論階段,專家估計相關工作將會與低空開放議題同時被關注。建立無人機應用的技術標準和政策法規是更為基礎的發展平臺,為此需要加快做好一些準備工作,一是裝備的適航認證管理和飛行管制及規則,技術標準和認證體系,飛行管制與管理流程的經濟合理化。二是合理開放的天空資源,建立航線信息管理機制,實現航線優化和航線管理。
我國目前的無人機系統安全性控制措施,基本是研制生產企業內部控制。應該盡早將無人機納入適航管理,從方案設計階段開展控制,對于提高產品的安全水平、提高企業的安全控制能力、提高無人機產業整體的安全水平,實現飛行安全,將更為有效。此外,投入使用環節缺少與現行飛行管制法規的銜接,也是面臨問題最多的環節,是目前無人機飛行安全管理研究的重點。
無線電頻段劃分對中國不利
地面站對無人機的遙控要通過無線電來通信,如果把無人機系統比作風箏,無線電就是風箏線,如果這條線斷了或者和別人的風箏線絞到一起,就無法操控。
被稱為“頻譜”的無線電頻率資源是有限的。2012年世界無線電通信大會將為無人機系統劃分無線電頻譜,也就是為無人機指定應該使用多長的“風箏線”。目前,歐美國家普遍支持將無人機安全相關業務在5030-5091MHz頻段進行劃分,只有中國和英國希斯羅機場將這個頻段用于微波著陸系統,而希斯羅機場已經退出。中國已成為世界上唯一不能將該頻段用于無人機的國家。
2015年我國頒布《中華人民共和國無線電頻率劃分規定》,規定840.5-845MHz、1430-1444MHz和2408-2440MHz頻段用于無人駕駛航空器系統,與國際電信聯盟通過的頻段并不相同,我國生產的民用無人機可能要實現雙模式飛行,但這又會牽涉出很多問題:雙頻率模式會增大我國無人機系統的研發難度,造成制造成本上升,管理難度加大,不利于產業發展;而且雙頻率模式下的無人機系統,在使用中若頻率切換不及時,有可能發生安全事故。建議國內生產商、供應商、用戶、民航局等相關單位應共同向有關部門呼吁以盡快解決問題。
表演容易,干活難,民用無人機技術尚未成熟
門檻低是民用無人機行業的一大特點,其廣闊的應用領域和巨大的市場前景,被不少人視為未來的重要藍海。近年來,國內涌現出很多從事無人機整機制造的民營企業,其中大部分從事固定翼無人機的生產,能夠生產無人直升機的企業只占很少一部分。由于部分技術的共通性,不少無人機民營企業的前身甚至是航空模型公司。
無人機的核心基礎元件,例如,GPS接收機、慣導和磁羅盤等,都能在市面上買到。只需要買到合適的元件,經過適當的改造,把它們組裝在一起,就能做出一架無人機。
不少企業實際上是在組裝無人機,跟‘攢’電腦有點像。民用無人機行業的門檻很低,但是要想進一步發展會遇到很多困難。讓無人機飛起來容易,一旦真正應用到實際中,就會遇到各種意想不到的問題。表演容易,干活難,不成熟的無人機技術在很大程度上困擾著這些無人機企業。目前,很多民用無人機能夠實現自主起飛、降落,并能夠按照設定好的路線飛行,但真要讓它們執行搜救或巡線等任務,實現起來就會遇到各種各樣的困難。例如,一陣大風、一根橫在半空中的電線、某個元件突然失效等不確定因素都可能使無人機失去工作能力。另外,無人機本身是一個平臺,若想按照客戶要求執行任務就需要通過掛載設備來實現,很多企業都會在這方面遇到瓶頸。
這種現象的背后隱藏著無人機復雜的另一面。其實,真正能夠有效執行任務的是無人機系統,它是一個集成有飛行器平臺、飛行控制與導航、信息傳輸與處理、任務載荷以及地面運輸與保障等高度綜合的復雜系統。雖然隨著科學技術的快速發展,一些子系統關鍵技術取得不同程度的突破,但要想有效地完成現實中的某個任務,必須進行綜合系統的設計,僅僅靠某幾個點上的技術突破是不夠的。
成本是制約民用無人機大規模發展的最大瓶頸
一家來自北京中關村的無人機企業引起了人們的注意。作為新加坡航展上僅有的兩家國內民營企業,北京友泰順城科技發展有限公司展示了一款名為X200的無人直升機。該公司介紹,友泰順城以無人機的飛行控制器起家,逐步將業務擴展到整機制造領域。從該公司提供的數據來看,X200無人直升機在航程、載重量等性能方面可以達到國內一流水平。該公司表示,X200無人直升機未來將可以執行災害搜救、電力巡線、農藥噴灑等民用任務。
談到這架無人直升機的價格時,該公司用“百萬級”來形容,并補充說,如果按照客戶要求改裝后可能會達到“千萬級”。據了解,目前市場上的大部分無人直升機都處在這個價格區間,將這樣的設備推向民用市場,遇到的第一個問題就是成本,高昂的價格決定了它很難在市場上大面積推廣。
個人或者小企業買不起,財大氣粗的大型集團總能買得起吧。國家電網公司曾有意向購買一套價值250萬元的無人直升機系統,用來進行電力巡線,但最終并沒有達成購買協議。原因很簡單,國家電網公司算了一筆賬,綜合無人機系統的購買、使用成本再加上風險等因素,最終得出了“買無人機不如請工人”的結論。
在無人機行業,要提高無人機的性能和可靠性,將不可避免地帶來成本的提升。普通的無人機可以在開闊的場地很容易地飛行幾百米甚至幾公里,但距離一旦達到幾十公里,其技術難度會大幅提升。這對測控設備和無線信號傳輸的要求將會非常高,普通的航模級別設備就無法使用了,而采用更高級別的測控設備將使整套無人機系統的成本大幅攀升。這個行業還有很多技術不成熟,需要扎扎實實做研究,等關鍵技術都突破了,出現了成熟可靠產品,市場才能培育起來,就像現在的智能手機。如果無人機的整套系統價格能構更低一些,還能保證可靠耐用,民用無人機市場將一片光明。
民用無人機產業任重而道遠
無人機產業的健康快速發展,需要多方的共同努力。政府應在民用無人機市場健康發展、逐步形成產業的前提下,制定一系列法律法規,引導民用無人機產業健康有序發展。民用無人機產業今后將以“政府引導,社會主營”為主要模式,形成以生產企業和通用航空企業為主體的多種經營方式,逐步建成國內無人機應用產業鏈。
第一,多層次開發民用無人機市場。首先,以中高端為重點,滿足國家急需,樹立航空工業主力軍的高端品牌形象。此外,注重開發低成本民用無人機市場,注意發展低成本的傳感器、控制、地面站等系統和設備,滿足用戶“買得起、用得起”的需求;還要購買少量現役無人機和相應的任務設備,利用裝備公司的無形資產,投入適當財力,以提供產品、支持保障、租賃等多種形式,開展無人機的民用服務,滿足用戶的任務需求。
第二,盡快建立行業及政府主導的技術標準、適航認證管理和飛行管制法規、相關人員的培訓標準與飛行資質認證體系。首先,要建立適航認證管理和飛行管制及規則,技術標準和認證體系,飛行管制與管理流程的經濟合理化;其次,要合理開放天空資源,建立航線信息管理機制,實現航線優化和航線管理。
第三,建立社會化服務體系。無人機在中國的應用,是最可能形成與國外差距較小的航空產業,民用無人機的開發,應主要通過企業化行為實現,無論出售還是自用,減少操作人員數量都是必要的,做好合理的安全設計,進一步提高系統可靠性以及提高使用維護性和工藝性,是提高民用無人機經濟性的努力方向。
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