汽车试验场用于航空器起降场的可行性分析

康诚 唐晓峰 华慧 陈晨

摘 要：随着新能源、自动驾驶等技术的快速发展，低空经济迎来了前所未有的发展机遇。文章综合分析了汽车试验场在低空经济中的潜力与价值，探讨了其拓展成为无人机起降场的可行性。文章从选址条件、起降场地条件和其他配套设施条件三个方面进行了深入探讨，结合国内部分试验场的实际场地规格参数阐述了部分试验道路用于航空器起降的可行性。结果表明，汽车试验场具备开阔的土地空间、良好的道路条件和完善的配套设施，为部分航空器起降提供了良好的基础条件。同时，文章还指出了在转型过程中需要考虑的关键因素，包括机库建设、夜航灯光、飞行安全管理等，并提出了相应的解决策略。通过本研究，旨在为低空基础设施的规划与建设和汽车试验场的业务转型提供新的思路，以促进低空经济的可持续发展。

关键词：汽车试验场 无人驾驶航空器 低空经济 基础设施

1 绪论

1.1 低空经济发展背景

2021年2月，在中共中央、国务院印发的《国家综合立体交通网规划纲要》中首次提出“发展低空经济”“推进基础设施数字化、网联化”，标志着低空经济发展迎来了重要的战略机遇期[1]。低空经济是以低空飞行活动为核心，以无人驾驶飞行、低空智联网等技术组成的新质生产力与空域、市场等要素相互作用，带动包含低空基础设施、低空飞行器制造、低空运营服务和低空飞行保障等产业发展的综合经济形态[2]。2024年3月，随着工信部联合四部委发布的《通用航空装备创新应用实施方案》，将进一步加速低空经济领域的技术创新和产业发展。

1.2 低空基础设施建设的必要性

为参与低空飞行活动的航空器提供起降、停放、补能和通信等服务的基础设施是低空产业的重要环节。当前，国内各城市正探索推进楼顶、地面、水上等场景起降点建设试点，在城市内和周边布设一系列形态功能各异的飞行器起降点，完善导航定位、通信、气象、充电等功能服务，构建城市低空飞行网络，服务于短途客货运、低空观光、私人航空活动等，促进低空经济产业链的集群发展[2，4]。

为了更好地支撑低空飞行网络，促进城市先进空中交通的发展，这些飞行器起降点的规划与建设应当遵循高效性、集约型、智能化的原则，从而实现资源的最优配置和产业效能的最大化。

当前有很多城市已经在部分高楼楼顶等区域规划布设垂直起降飞行器的起降点，这类起降点的建设成本较低，然而一些用于支线运输的大型无人机的起降依旧需要跑道支撑。传统的机场建设模式往往面临着高昂的投资成本和漫长的建设周期，这类机场从立项、选址、设计到建成，周期较长，也需要政府投入大量土地资源和资金支持，难以快速适应当前增长的低空市场需求。因此，利用城市周边已经建成的基础设施直接进行改造扩建，为垂直起降无人机和大型固定翼无人机提供起降、停放场地，不仅可以减少前期的投入，也能快速填补城市低空物流运输设施。这种方式能够显著降低成本，缩短投入时间，并且能够快速响应市场变化，提高低空运输的灵活性和适应性。

1.3 汽车试验场的潜力与挑战

汽车试验场是将现实中各类型道路环境经过集中、浓缩、不失真的强化并典型化形成的试验场地，主要设施是集中修建的各种各样的试验道路，包括汽车高速行驶的环形跑道、可造成汽车强烈颠簸的凸凹不平的坏路以及动力学广场、坡道、ABS试验路、噪声试验路等，给汽车提供稳定的路面试验条件，也配套建设加油站、充电站、维修车间等配套设施，以服务于乘用车、商用车等汽车产品研发和法规试验需求。

因此，汽车试验场通常具备开阔的土地空间、良好的道路条件和配套设施，这些条件为航空器起降提供了良好的基础条件。然而，将汽车试验场转变为无人机起降场地也面临着一系列挑战，如空域管理、飞行安全、技术适配等。因此，深入分析汽车试验场用于无人机起降的可行性，对于优化资源配置、推动低空经济发展具有重要意义。

1.4 研究目的与意义

本论文旨在围绕航空器的起降停放条件，提出汽车试验场是否能拓展成为低空飞行活动起降场地的评估思路，探讨其在低空经济中的潜力与价值，为低空基础设施的规划与建设提供理论支持和实践指导，促进低空经济的健康发展。

2 评估思路

2.1 评估原则

为了能够满足城市低空交通网建设要求，成为航空器起降场，应当符合下列要求[6]：

（1）满足拟使用机型安全起降、滑行和停放需求；

（2）满足拟使用机型基本保证设施建设需要。

因此，将汽车试验场是否能拓展成为无人机起降场的评估条件分为选址条件、起降跑道条件和其他配套设施条件三类。

2.2 选址条件

汽车试验场的选址与机场的选址在多个层面上具有共通性。两者均需考虑地理位置的战略性、地形地貌的适宜性、环境因素的稳定性以及对周边区域的影响等[7]。

（1）空域条件：在初步筛选阶段，需要考量限制机场选址的空域条件。一个理想的无人机起降场必须拥有一个干净、无障碍的空域环境，也不会干扰到周边飞行活动，因此应当与周边机场的飞行区域保持足够的间隔，避免相互干扰，同时也要远离主要的航路航线，减少与常规航班的潜在冲突。此外，还应确保远离特殊用途空域，如军事训练区或禁飞区。

（2）自然地理条件：理想的场地应彻底规避自然和人造障碍物的干扰，包括山脉、水域以及高压输电线路等，这些因素都可能对无人机的飞行安全和效率造成不利影响。同时，场地应与鸟类迁徙路径、居民区和自然保护区保持安全距离，以降低对生物多样性和居民生活质量的潜在负面影响。在汽车试验场的初期规划与建设中，对自然地理条件的考量已属常规实践。特别是对于那些占地面积较大、占用土地资源较多的试验场，通常选址通常位于城市边缘地带，不仅减轻土地资源的压力，还有效隔离了高速测试活动可能产生的噪声，保护了周边社区的声环境质量。

（3）气象条件：全年中大风、雨、雪、沙尘暴等低能见度天气总数是影响汽车试验场能否用于无人机安全起降的重要因素。全季节试验场所在的地理位置往往气候条件相对适宜，潜在安全风险较小。

（4）经济效益影响力因素：经济性因素的考量则侧重于评估试验场改造为起降场后的潜在社会经济效益。这种现有资源的有效利用，不仅缩短了建设周期，也大幅降低了改造成本，从而提高了项目的经济性。此外，汽车试验场的开阔空间和较少的地面活动为无人机的起降提供了较低风险的环境。这种低风险运营可以减少安全相关的额外支出，同时提高起降场的吸引力，吸引更多的无人机运营商和服务需求，增加收益潜力。虽然无人机起降场的社会公共服务性可能低于传统运输机场，但考虑到地区经济水平和物流产业发展，位于经济活跃、物流需求旺盛区域且交通便利的汽车试验场更适合改造为无人机起降场，以便于业务往来和服务延伸。

2.3 场地条件

2.3.1 垂直起降场

依据澳大利亚民用航空安全局 （Civil Aviation Safety Authority）发布的《垂直起降机场设计指南》要求，垂直起降机场至少应该有一个最终进近和起飞区（FATO）和一个接地起飞区（TLOF）。FATO有两个主要目的：一方面是，提供从空中对垂直起降机场的视觉参考；另一方面，为中断起飞的eVTOL提供安全区域。垂直起降机场的FATO尺寸将由它需要支持的垂直起降飞行器类型决定。使用设计垂直起降飞机（Design VCA），FATO的长度和宽度将是：设计直径（Design D）的1.5倍；飞机飞行手册中为VCA进行拒绝起飞所指定的距离（所需的中断起飞距离）。

汽车试验场已有的试验路面如动态广场，通常宽敞且结构稳固（如表1所示），并且在设计之初就考虑到了承载重载车辆和吸收高摩擦力。因此，直接在这些现有路面上绘制标识标线，可以高效地划分出符合垂直起降场设计要求的FATO、TLOF和安全区域，为eVTOL提供安全起降操作。

2.3.2 跑道起降场

一般而言，通用机场的跑道长度设定为800米，宽度为30米，这样的规格适用于运12、运5等小型有人驾驶航空器的起降作业。此外，通用机场还需要依照《民用机场飞行区技术标准》在跑道周围根据飞行区指标和精密进近/非精密进近差异布设不同规格的安全区和升降带。

汽车试验场内道路种类和结构是为了满足乘用车和商用车的法规试验和研发试验，不同试验场的道路设计和布局各不相同。其中用于做车辆动力性、平顺性试验的直线性能路，长度通常在1000米至2000米之间，如表1所示，足以满足固定翼无人机的起降需求，但宽度则因各家试验场的设计而异。从安全角度出发，若考虑将直线性能路用于有人驾驶航空器的起降，除了需确保跑道构型符合设计标准外，还应当根据航空器的具体要求增设升降带、安全区等关键安全设施，此类改造难度大，对汽车试验条件破坏程度高。若仅用于无人驾驶固定翼飞机的起降，其适用性评判则需依据具体机型进行。这涉及对无人机的翼展、性能参数、起降要求以及试验场现有基础设施的详细分析。

2.4 其他配套基础设施

在汽车试验场转型为固定翼无人机起降场的过程中，除了确保跑道的规格和性能符合航空器起降要求外，还需对场内基础设施进行全面的评估和升级。

（1）充电补能需求：试验场通常已具备充电站、加油站等，甚至在一些试验场已经增设了加氢站，为各类航空器的能源保障提供了便利。

（2）航空器滑行需求：由于飞行器的路面行动能力通常不如汽车灵活，加之现有联络路线较少、路面狭窄且转弯复杂，限制了航空器的高效滑行。因此，未来若要将试验道路用于飞行器起降，必须增设符合航空器滑行要求的滑行道，并确保这些滑行道能够快速、安全地连接停机坪和起降坪或跑道。

（3）航空器停放维护需求：汽车试验场的车间出入口宽度通常在5米以内，无法用于机身翼展大于5m的无人机的维修和停放。为解决这一问题，需规划建设宽度和高度足以容纳大型无人机的维修机库，并且机库大门的设计应满足至少20米翼展航空器的进出需求，以适应不同规格无人机的维护和存储。

（4）夜航灯光设施需求：在通用机场的设计中，跑道和起降坪通常配备有先进的照明系统，以满足航空器在夜间或能见度较低条件下的起降需求。如果为了满足夜航要求现有道路的改造成本过高，或者无法满足夜间起降的安全标准，那么可能需要考虑放弃利用现有道路的夜航能力，转而开发新的起降坪区域，并配备完整的照明系统。

（5）运行管理系统：为了成为适应未来发展趋势的综合性起降平台，汽车试验场必须融入一系列前沿管理系统。比如，构建稳定的对空通信网络；布设空中交通管理系统（ATM），实现对低空飞行器动态的实时监控、空域优化与冲突预防；部署高效的调度系统，用以统筹飞行计划、安排起降序列，并快速响应各类运行事件等。

3 总结

本文探讨了低空经济发展背景下，汽车试验场转型为航空器起降点的可行性，并从选址、场地和配套设施三个方面分析其转型优势，并提出合理规划和改造意见，从而缩短城市低空基础设施网络布局周期，提高低空运输的灵活性和适应性，以促进低空经济的健康发展。

参考文献：

[1]陈志杰.加强天地融合智联，助推低空经济腾飞[J].信息通信技术，2023，17（05）：4-7.

[2]张越，潘春星.低空经济的基本内涵、特征与产业发展逻辑[J].延边大学学报（社会科学版），2024（04）：1-9.

[3]舒振杰，孙永生，张勇.低空智联网：城市低空的新型基础设施[J].中国安防，2023（09）：90-93.

[4]李诚龙，屈文秋，李彦冬，等.面向eVTOL航空器的城市空中运输交通管理综述[J].交通运输工程学报，2020，20（04）：35-54.

[5]武季昆.eVTOL起降平台建设与发展布局构想[J].今日民航，2022：114-117.

[6]符大明，崔明文，李勋.国内主要汽车试验场运营情况调研报告[J].汽车纵横，2021（03）：57-61.

[7]康亚林.高速公路适应飞机起降的参数研究[D].成都：西南交通大学，2009.

[8]李高磊，高扬，郭钒，等.大型无人机机场选址方法[J].科学技术与工程，2022，22（17）：7212-7219.