从“小飞机”看“大发展”

马尧

导语：无人机的历史从二战起已经发展至今，无论是在军事领域还是民用领域都将有广大应用前景，同时我们也应看到发展无人机背后潜在的问题。

自从2011年3月11日之后，福岛就成为世界关注的焦点。尽管时间已经过去6年，但是由于日本政府的低效及刻意隐瞒，福岛核泄漏带来的影响依然在持续。无论如何，那场核灾难已经永远改变了这块不幸的土地。最近，福岛又一次被媒体关注：据日媒报道，10月31日，罗森和乐天公司在日本福岛县南相马市开始测试用无人机从便利店配送在移动贩卖车下单购买的商品。

据悉，该测试在日本尚属首次，旨在提升老龄化严重地区购物的便利性。该测试计划持续半年，为实用化摸索课题。据报道，移动贩卖车以罗森南相马小高店为据点巡回行驶。在地区集会所内，附近居民订购了贩卖车中没有的“干炸君”等人气商品后，店员通过电话向门店下单，载有商品的乐天无人机在几分钟后送达。无人机能运载最大长宽各20厘米、高15厘米、重约2公斤的商品，因设备限制无法装车的油炸食品、关东煮等热食销售也将成为可能。作为人类天才的发明之一，无人机又一次大显身手，未来这项发明还将更大程度改变人类的生活。

广阔应用前景的无人机

无人机全名是无人驾驶飞机，是利用无线电遥控设备或者自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。早在20世纪40年代的第二次世界大战中，无人机就已经出现，主要作为靶机用于训练防空炮手，而后的无人机更多地用于执行军事任务。与载人飞机相比，无人机具有体积小、方便灵活、成本低等特点。

如前所述，无人机最早出现在军事领域，随着技术的成熟，生产成本的降低，逐步进入民用领域。按应用领域可以将无人机划分为军用无人机和民用无人机，民用无人机又可以分为专业级无人机和消费级无人机。专业级无人机主要用于气象遥感、通信中继、农林与环境监测等专业领域；而消费级无人机主要是大众消费，例如生活摄影、导航、婚庆、娱乐等方面。

在民用无人机的应用上，遥感探测类的数字地球感知是最重要的研究项目，接着是在国土调查、气象探测、交通监管和安全（搜捕、营救、反恐除爆）等领域，然后是在工农林业生产领域，最后是在物流运输领域。其中，无人机在工农林业生产领域的应用非常广阔。美国研究无人机市场的时候提出，农业绝对会成为无人机的主导市场。除了无人机在主流市场的应用外，未来，娱乐也会成为无人机的消费领域。

伴随着无人机性能和传感器技术的发展，无人机的应用领域将打破当前局限。搭载轻小型多角度航摄仪无人机可进行倾斜摄影，快速获取覆盖区域的三维影像数据，可为智慧城市、智慧交通、应急监测提供数据支持；微SAR传感器的应用，可使无人机在采石矿场及不稳定山坡、山崩和冰川等自然风险精准监测中发挥重要作用；搭载轻小型、精度多光谱仪可对农田、森林、水流等进行航摄，实现对农田植被判别、生长期监测，对森林病虫害情况进行分析，对水体污染情况进行判别等。展望未来，无人机产业领域将大幅扩展至农业、环境、矿产、电力、水利、旅游、物流等行业，为各领域提供新型技术手段。

国产无人机赶超英美

21 世纪以来，各国在继续加大在军用无人机投入的同時，也采取各种手段促进无人机向民用领域发展。美国国家航空航天局在2002年成立了一个无人机应用中心，致力于无人机的民用研究。以色列组建民用无人机及其工作模式的实验委员会，加强对民用无人机的管理和支持。以色列组建了一个民用无人机及其工作模式的试验委员会，2008年，中高空长航时“苍鹭”无人机取得了在以色列空域中执行非军事任务的证书后，有关部门合作进行了多种民用任务的试验飞行。为促进无人机的民用推广，以色列举行了2012年国际无人机系统协会展会。欧洲在民用无人机方面雄心勃勃，2006年制定并多方集资实施“民用无人机发展路线图”，计划成立一个泛欧民用无人机协调组织，主要职责是市场评估、技术监视、空域管制、适航安全、标准制定、通用接口、成本控制等方面的试验研究。韩国国土交通部2013年表示，将投资1995亿韩元（约合人民币11亿元）重点推进民用无人机研发工作，并力争到2022年投入商业运行，可用于国土和海洋监测、航空摄影、喷洒农药、转移紧急患者、搜救和气象观测等。

据美国蒂尔集团的预测，全球无人机的市场规模将由2015年的64亿美元增至2024年的115亿美元，累计市场总规模超过891亿美元。其中到2024年，全球民用无人机的市场份额将增加至12%，达到16亿美元。2015年《互联网周刊》以企业规模与发展历程为主要参考，对全球的民用无人机企业进行了排名。在排名前20的企业中，中国占据10席，美国3家，法国和德国各2家，加拿大和瑞典及比利时各1家。可以说，在民用无人机产业领域，已经形成了中国大幅领先，美德法是第二梯队，加拿大、瑞典和比利时等国作为第三梯队的产业格局。

1958年8月3日，西北工业大学研制出了中国第一套无人机系统，并在西安窑村机场试飞成功，开创了我国无人机事业的先河。20世纪60年代，西北工业大学受命研制“D-4民用无人机系统”用于航空摄影、物理探矿、灾情监视等。截至 2006年，我国无人机行业仍主要是军用，民用无人机发展非常缓慢，几乎可以忽略。2006年，汪涛在深圳创办大疆科技有限责任公司专注于消费级无人机。

此后，零度智控、极飞科技、亿航科技等公司纷纷成立，中国民用无人机市场开始迅速发展。2013年以后，中国无人机市场日渐火爆，山东矿机、伊立浦、金通灵、宗申动力等大型企业纷纷采用各种方式涉足民用无人机行业；大疆科技、零度智控等公司也纷纷地加快融资步伐，以更好地适应市场的发展。在全球民用无人机市场中，深圳大疆创新科技有限公司独领风骚，一举夺得近 70%的市场份额；在美国市场也占据领先地位，市场份额达47%，遥遥领先于排名第二的竞争对手。目前，国内民用无人机产业已呈现以深圳市领头，各地（北京、广州、西安、武汉等市）你追我赶的景象，并形成可喜的良性竞争局面。endprint

2015年5月国务院正式印发了我国实施制造强国战略第一个10年的行动纲领《中国制造2025》。文件针对航空航天装备明确指出，要加快大型飞机研制，适时启动宽体客机研制，鼓励国际合作研制重型直升机；推进干支线飞机、直升机、无人机和通用飞机产业化。无人机专家白瑞雪据此认为，在《中国制造2025》的促进下，目前用于传统航空摄影的传感器如多角度航摄仪、SAR、Lidar、多光谱仪、激光测高仪等，在兼顾高效、高精度的数据获取能力同时，将逐步小型化和轻型化，可直接应用于无人机系统，使无人机航摄数据从单一化向多元化转变，无人机应用领域将从测绘行业向农业、环境、矿产、电力、水利等诸多领域扩展。在未来10年科技制造革新推动下，无人机的生产状况和整体性能、数据获取能力、应用领域、操作便捷性将实现跨越式发展。

近年来，智慧城市建设、电力巡线、精准农业、矿产资源调查、物流、娱乐等领域对无人机的需求在不断增加，在飞行控制和传感器技术成熟的前提下，无人机产业将打破现有市场规模，向多元化发展。在未来新材料、新工艺、智能制造等新型制造加工技术的基础上，无人机制造加工设备投入将减小，生产加工流水线规模不断扩大，逐步形成标准化生产流程。

未来无人机产品的质量和性能也将大大优于现在的无人机产品。无人机制造业提升的同时，还将促进新型无人机系统的研发，使性能优越但生产加工复杂的机型生产成为可能。伴随着无人机性能和传感器技术的发展，无人机的应用领域将打破当前局限。搭载轻小型多角度航摄仪无人机可进行倾斜摄影，快速获取覆盖区域的三维影像数据，可为智慧城市、智慧交通、应急监测提供数据支持。在《中国制造025》技术背景下，无人机产业领域将大幅扩展至农业、环境、矿产、电力、水利、旅游、物流等行业，为各领域提供新型技术手段。

2017年6月13日，日本经济新闻发布了一篇新闻报道，叫做全球科技进入中美两强时代，说明日本媒体也在开始逐渐正视现实，那就是中国和美国不仅在经济总量上领跑全球，在最新科技发展上也是全球两大核心力量。从1981年-2015年，美欧美和日本的基础科研成果世界份额都在下滑，而中国处于飙升，论文被引用次数从1981年占世界比例不到1%，上升到2015年的占世界13.5%，在全球范围内仅次于美国。

巨大的投入加上高效的体制使中国在制造业，特别是高科技制造业方面取得了长足的进步。这种进步反映在无人机研发领域显得相当突出。据专家李玉学介绍，无人机产品涉及机械、电子控制等多个技术领域，其系统主要由飞机平臺系统、信息采集系统和地面控制系统组成。快速发展的无人机技术和未来广阔的市场让无人机厂商及研发人员清楚地认识到自身技术的重要性，越来越多的无人机相关技术被申请了专利。

无人机专利申请量逐年增长，自2010年进入高速发展期。截至2016年5月1 日，国内共申请有关无人机的专利6683件，申请人数1927个，平均专利数3.47个，其中发明3357件，实用新型2822件；而在2015年10月26日检索的结果是4682件，申请人数量为1336，平均专利数为3.50件，其中发明2271件，实用新型1730件，外观设计252件。从检索数据可以看出，短短大概六个月时间，有关无人机的专利总数增加了约42.7% ，这说明目前国内有关无人机的研究已经成爆发式增长。

各国对无人机的管制措施

需要注意的是，与其他智能化产品不同，无人机是在三维空间运行的，不可避免地要面临空中交通管制的问题。尤其是在消费级产品爆发以后，无人机的持有量呈几何级数增长，这就给空域的安全和管理带来了极大的挑战。首先，作为大众化的飞行器，无人机在短期内还难以做到与商业航班一样的安全性；其次，无人机低、慢、小的特性对空中管制部门的监管和指挥能力提出了极大的考验。有专家指出，近年来，民用无人机市场日益火爆，“黑飞”（指就是没有取得无人机飞行资格的企业和个人私自驾驶无人机的行为）导致的突发事件也层出不穷。2013年12月，北京某公司私自使用测绘无人机导致首都机场十余次航班延误，两次航班避让。2015年1月，美国白宫发生无人机坠毁事件。“黑飞”不仅扰乱了国家空域管理，也对公民的隐私构成极大的威胁，有时甚至会引发国家安全问题。此外，恐怖分子也开始有利用无人机发动恐怖袭击的趋势。

如前所述，如何对民用无人机进行有效管理将成为一个具有战略性和紧迫性的重大问题。在这方面，各国都在进行尝试：2015年2月15日，美国联邦航空管理局公布无人机商运管理办法草案，打破了之前的全面禁飞局面，但还有待最终定案。为了进一步加强对全美范围内无人机的有效管理，美国参议院于 2016年4月19日颁布了一条法案，规定各州对无人机的管控必须符合联邦航空管理局的管理条例。法国政府准备采取多项反击措施对“黑飞”加以控制，比如在雷达的协助下，开展测试新型侦测拦截无人机的实验活动，以对这些非法侵扰法国领空的行为进行侦测和遏制；通过对无人机进行登记注册、强制保险，安装空中可追踪芯片，填补现行法规中的管理漏洞。

与此同时，法国内政部和国防部加强了对恶意无人机用户的制裁措施。在巴黎和所有其他法国大都市禁止无人机飞行，除非获得主管机构的批准。在整个法国境内夜间禁止无人机飞行，违反规定的个人将被处以一年监禁和7.5万欧元罚款。因在无人机上安装摄像机而侵犯他人隐私的行为人，将被处以一年监禁和4.5万欧元的罚款。英国交通部宣布，无人机在建筑区违规飞行，最高将罚款 2500英镑。在民用航空管理局发布的《英国领空无人机操作指南》中，禁止无人飞机接近繁忙航道的150米附近范围，无人飞机必须距离任何航空器至少50米以上，禁止使用重量超过20公斤以上的无人飞机，但是不到20公斤的无人飞机可以在操纵者视线范围之内使用。英国民航局警告称，在英国机场起飞和降落的无人机一旦被发现干扰客机飞行，其操控者属于刑事犯罪，将会面临指控和监禁。

作为世界头号民用无人机研发大国，中国出台了《民用无人机空中交通管理办法》等一系列规定。其中《通用航空飞行管制条例》规定，操控重量大于7公斤的无人机进行飞行活动，或飞行范围超过视距内半径500米、相对高度高于120米，应向有关飞行管制部门提出划设临时飞行空域的申请，经批准后方可飞行。

无人机作为一种具有较长发展历程的航空器，在经历了人类社会从工业社会向信息社会过渡的过程中得到了很大发展。技术的发展使得无人机呈现出智能化的特点，并在未来人类社会生活中发挥越来越大的作用，其用途也日趋广泛。在福岛充当快递员只不过是其日益增加的用途中的一种。作为民用无人机的领航者，中国这个世界上最大的工业国家也处于从工业大国向工业强国的转型中，完善的工业体系、庞大的市场以及高效的体制和优秀的研发人员使中国民用无人机产业的前景非常光明。随着中国“一带一路”倡议的落实与推进，中国民用无人机的身影将越来越多地出现在世界各大洲。endprint