小鹏汇天X2旅行者飞行器

旋翼为动力系统的要件

多旋翼增加可控度

碳纤维材料减轻重量

起降一键指挥

   传感器可靠性越来越强

   分布式降落伞未来将量产

空中送货

农用撒播收割

检测海陆交通

城市低空出行

　　开栏语

　　尊敬的读者们，《科技周刊》今天与大家见面了。随着科技的飞速发展，人类正站在充满无限可能的时代门槛上，眺望着辽阔的远方。每周三，我们将为您精选科技领域的亮点，带来最新的科技动态，还有那些正在改变我们生活的创新故事。让我们启程吧，探索未知，启迪未来。

　　不久的将来，我们城市低空将出现很多飞行器。从点外卖、送快递到上班通勤，从文旅表演到城市治理，各类激动人心的应用场景下，广州低空经济建设正如火如荼地展开，各类企业也在竞逐低空万亿级“蓝海”。

　　低空经济火热的背后，有哪些硬科技在支撑？它们依靠哪些科学原理？随着越来越多的飞行器游走于城市低空，该如何保证它们飞得起来并飞得安全？广州日报全媒体记者进行了深入采访。

　　文/广州日报全媒体记者武威

　　低空载人飞行器4类硬科技

　　1 动力系统

　　含电池、配电、动力套（电机、旋翼）

　　动力系统三大构成

　　小鹏汇天的产品规划总监高昊潼向记者介绍，低空飞行器的动力系统主要由电池、配电和动力套（电机、旋翼）组成。

　　16个旋翼大力神

　　低空飞行器旋翼数量可达4个、8个甚至16个，飞行器的每个旋翼剖面都呈现统一的一个翼型，当旋翼高速旋转切割空气时，旋翼表面上方的空气流速会变大，下方空气流速会较小，根据相关物理学原理，这将导致旋翼下方的压强比上方压强大，从而让飞行器获得向上的升力。多旋翼有助于提升飞行器的安全性，高昊潼介绍：“例如，我们的8旋翼‘X2旅行者飞行器’，在飞控系统的调配下，通常只要保证6个正常工作，就能安全起降。”

　　2 结构系统

　　碳纤维材料制作外壳

　　轻质外壳时速过百

　　飞行器必须搭载更多电池才能飞得更远，但这也会让载重受到限制。高昊潼介绍，飞行器的结构系统普遍采用轻质碳纤维材料制作外壳和旋翼，以“X2旅行者”飞行器为例，其主要采用碳纤维材料，目前飞行器可载重160KG，续航为25分钟，最高速度为130km/h。

　　感知算法瞬时响应

　　机上飞控系统相当于飞行器的“大脑”。系统的核心功能是乘客可以一键指挥飞行器的飞行和起降，将控制旋翼转速等各类复杂操作简化为一道指令。同时，飞控系统还可以通过感知算法，综合处理突发状况，“比如，某个旋翼失效，飞控系统会重新进行力的配平，保障平稳飞行姿态。”

　　3 飞控系统

　　核心功能是简化指令

　　传感器智能避障

　　随着机载传感器设备和CPU能力越来越强，飞行器正变得越来越智能化。高昊潼说：“飞行器可通过接收相关导航信息，在既定的航路上自动行驶，还可配备激光雷达、毫米波雷达等先进传感器，提前识别航路上障碍物并进行避障。在未来，随着传感器越来越先进和轻便，可靠性越来越高，辅助自动驾驶将进化到自主飞行。”

　　4 安全保障

　　未来适时安装降落伞

　　配小降落伞打开快

　　值得一提的是，尽管低空飞行器已作了多处冗余设计，防止故障发生，但安全始终是飞行器厂商重点考虑的问题，以“X2旅行者”号为例，设计者还作了分布式降落伞的设计，在实验状态下，实现了50米高度的飞行器安全降落。

　　“我们发现，降落伞越大，打开时间越长，但在低空，降落伞打开必须争分夺秒，因此我们为飞行器设计了4个小降落伞。分布式降落伞技术从走出实验室到量产上市，还要经历大量的研发测试，在未来，我们会适时在量产的飞行汽车上安装降落伞设备。”高昊潼说。

　　低空“天路”

　　开在江河道路绿化带之上

　　低空经济方兴未艾。未来如何保障数量越来越多的低空飞行器安全有序地飞行？无论学界、产业界，都提出尽快打造低空航路和时空基础设施的需求。

　　低空航路网

　　将沿河流等布设

　　7月初，《广州市低空基础设施体系建设方案》发布。广州提出将构建“五网融合”的低空基础设施体系。其中，“低空航路网”将沿着河流、生态廊道、高速公路、城市主次干道布设，2027年将形成包括1000公里主航路、2000公里次航路的主、次、支三级航路，打造网格立体数字化的航路体系；“低空监管网”将推进广州低空飞行服务站建设，实现实时支持1000架飞机、日均1万架飞机以上的监管和服务。

　　用户报备飞行需求

　　系统快速生成航路

　　广州的科技企业对低空航路设计规划跃跃欲试。“随着低空经济不断升温，现在我们公司已与广州某区、粤西某地达成了合作意向，计划为地方政府打造低空‘天路’，并定制相关的‘天路’管制系统。”黄花岗科技园内，广州中科云图智能科技有限公司研发总监黄吴蒙博士向记者介绍。

　　“用户通过‘中科云网’报备飞行需求后，我们的‘春蚕系统’就可以利用AI算法，快速生成一条航路，并指挥飞行器按照该‘天路’飞行到指定位置。”黄吴蒙介绍，低空“天路”将主要围绕城市的江河或道路绿化带上方进行规划。

　　实景三维数据与

　　低空交通数据集合

　　中国工程院院士、国家基础地理信息中心教授陈军表示，低空经济当前仍面临城市空中交通环境复杂，必须开展低空空域规划，构建多层级的低空航路网及数智化基础设施，为各类飞行器提供安全有序的固定行驶空间。

　　“将来低空公共航路网也要有全国骨干航道、主干航路、末端航路。同时，我们还要打造低空三维导航地图，将实景三维数据与低空交通数据集合，构建低空三维导航的数据模型与应用场景，方便各类低空飞行器的运行。”陈军说。

　　五羊星座

　　实时传输数据追踪信息

　　国际宇航科学院院士、广州大学空天遥感创新研究院院长王晋年接受记者访问时表示，目前，广州大学正在设计打造城市卫星“五羊星座”，它聚焦南北纬25度地带卫星组网，形成低纬度、低轨、高频度通信融合能力，助力广州低空经济。王晋年表示：“‘五羊星座’可以为大湾区低空管理提供实时数据传输和信息追踪与感知服务，保障卫星通信、遥感监测定位增强能力，支持低空经济可持续发展。”

　　哪里起飞

　　哪里降落

　　过百起降点正在建设中

　　基础设施支持及配套，是低空飞行行稳致远的重要保障。到2027年，广州将建成“1+5+100”的地面起降设施，具体包括位于增城的跑道型通用机场以及珠江新城、广州南站等5个枢纽型垂直起降场，覆盖全市11个区100个常态化起降点。

　　“黑匣子”耐压耐火耐撞

　　广州航新航空科技股份有限公司（简称：航新科技）总设计师郑炜告诉记者，公司设计的eVTOL数据记录单元，类似大飞机的“黑匣子”，“按照目前的民航法规，大飞机都要求配装‘黑匣子’系统，以第三方存储方式记录飞行器数据信息，它具有客观性，一旦不幸出现事故，也将是重要的调查证据。但目前，低空飞行器的飞行参数都是厂家自主获取，并通过网络回传，数据的客观性存疑。将来，保险公司或将据此认为无法评判飞行事故的责任原因而拒绝投保，这或将是低空经济发展的痛点。我们的这套设备可耐深海挤压、耐火烧、坠撞，可提供稳定、可靠的第三方客观数据，这对解决相关痛点问题非常重要。”

　　应用场景破空而出

　　入学 通知书喜从天降

　　7月15日，“低空传邮，筑梦起航——全国首批无人机全程配送高考录取通知书活动”举行。工作人员将高考录取通知书装进无人机的透明箱内，在广州华南理工大学放飞，历时40分钟后抵达黄埔区长岭街道的考生手中。在全国范围内，这尚属首次。

　　农业  可监测荔枝成熟

　　在从化区农业技术推广中心小坑试验示范基地，在荔枝无人智慧果园上方，几架无人机正在飞行。华南农业大学工程学院教授王红军透露，基于无人机巡检拍摄的荔枝图像，相关算法可判断荔枝是否成熟，从而形成果园空地联动的智能监测和采摘决策。

　　违停 立即向地面抓拍

　　在中科云图智能科技有限公司的大屏幕上，无人机可实时拍摄并自动计算渔港内的渔船数量，及时发现渔民是否有“在休渔期出港捕鱼”的行为。无人机还可实时拍摄路面的机动车车牌，发现违停行为，并及时将信息传递给交警部门。

　　出行 九龙湖已试运行

　　在交通出行和低空文旅方面，各方都在推进商业航线运营的尽快落地。亿航无人驾驶载人航空器已在黄埔九龙湖等地开展试运行，亿航智能副总裁贺天星介绍，目前企业在广州、深圳、合肥、温州、太原等地推进低空经济示范样板建设，推进基础设施的建设和监管法律法规的完善。

　　低空科技

　　你我要怎样来保护

　　●市民在飞行器起降场、起降点附近需要严格遵守规章制度，飞行器起降过程中，需要保持安全距离。

　　●各级信鸽协会要重视放飞安全宣传工作，防止信鸽与飞行器相撞。比赛中，要避免信鸽飞行路线与航路重叠。

　　●严禁在低空飞行航路附近开展放风筝、放气球、射击、射箭、高空抛物等有可能影响低空飞行安全的行为。

　　●严禁破坏起降场内相关维修、充电设备行为；严禁任何破坏飞行器的行为。

　　图片来源：广州日报全媒体记者杨耀烨、李波 通讯员王汉文、杨颂

　　小鹏汇天、新华网