從“小飛機”看“大發展”

馬堯

導語：無人機的歷史從二戰起已經發展至今，無論是在軍事領域還是民用領域都將有廣大應用前景，同時我們也應看到發展無人機背后潛在的問題。

自從2011年3月11日之后，福島就成為世界關注的焦點。盡管時間已經過去6年，但是由于日本政府的低效及刻意隱瞞，福島核泄漏帶來的影響依然在持續。無論如何，那場核災難已經永遠改變了這塊不幸的土地。最近，福島又一次被媒體關注：據日媒報道，10月31日，羅森和樂天公司在日本福島縣南相馬市開始測試用無人機從便利店配送在移動販賣車下單購買的商品。

據悉，該測試在日本尚屬首次，旨在提升老齡化嚴重地區購物的便利性。該測試計劃持續半年，為實用化摸索課題。據報道，移動販賣車以羅森南相馬小高店為據點巡回行駛。在地區集會所內，附近居民訂購了販賣車中沒有的“干炸君”等人氣商品后，店員通過電話向門店下單，載有商品的樂天無人機在幾分鐘后送達。無人機能運載最大長寬各20厘米、高15厘米、重約2公斤的商品，因設備限制無法裝車的油炸食品、關東煮等熱食銷售也將成為可能。作為人類天才的發明之一，無人機又一次大顯身手，未來這項發明還將更大程度改變人類的生活。

廣闊應用前景的無人機

無人機全名是無人駕駛飛機，是利用無線電遙控設備或者自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。早在20世紀40年代的第二次世界大戰中，無人機就已經出現，主要作為靶機用于訓練防空炮手，而后的無人機更多地用于執行軍事任務。與載人飛機相比，無人機具有體積小、方便靈活、成本低等特點。

如前所述，無人機最早出現在軍事領域，隨著技術的成熟，生產成本的降低，逐步進入民用領域。按應用領域可以將無人機劃分為軍用無人機和民用無人機，民用無人機又可以分為專業級無人機和消費級無人機。專業級無人機主要用于氣象遙感、通信中繼、農林與環境監測等專業領域；而消費級無人機主要是大眾消費，例如生活攝影、導航、婚慶、娛樂等方面。

在民用無人機的應用上，遙感探測類的數字地球感知是最重要的研究項目，接著是在國土調查、氣象探測、交通監管和安全（搜捕、營救、反恐除爆）等領域，然后是在工農林業生產領域，最后是在物流運輸領域。其中，無人機在工農林業生產領域的應用非常廣闊。美國研究無人機市場的時候提出，農業絕對會成為無人機的主導市場。除了無人機在主流市場的應用外，未來，娛樂也會成為無人機的消費領域。

伴隨著無人機性能和傳感器技術的發展，無人機的應用領域將打破當前局限。搭載輕小型多角度航攝儀無人機可進行傾斜攝影，快速獲取覆蓋區域的三維影像數據，可為智慧城市、智慧交通、應急監測提供數據支持；微SAR傳感器的應用，可使無人機在采石礦場及不穩定山坡、山崩和冰川等自然風險精準監測中發揮重要作用；搭載輕小型、精度多光譜儀可對農田、森林、水流等進行航攝，實現對農田植被判別、生長期監測，對森林病蟲害情況進行分析，對水體污染情況進行判別等。展望未來，無人機產業領域將大幅擴展至農業、環境、礦產、電力、水利、旅游、物流等行業，為各領域提供新型技術手段。

國產無人機趕超英美

21 世紀以來，各國在繼續加大在軍用無人機投入的同時，也采取各種手段促進無人機向民用領域發展。美國國家航空航天局在2002年成立了一個無人機應用中心，致力于無人機的民用研究。以色列組建民用無人機及其工作模式的實驗委員會，加強對民用無人機的管理和支持。以色列組建了一個民用無人機及其工作模式的試驗委員會，2008年，中高空長航時“蒼鷺”無人機取得了在以色列空域中執行非軍事任務的證書后，有關部門合作進行了多種民用任務的試驗飛行。為促進無人機的民用推廣，以色列舉行了2012年國際無人機系統協會展會。歐洲在民用無人機方面雄心勃勃，2006年制定并多方集資實施“民用無人機發展路線圖”，計劃成立一個泛歐民用無人機協調組織，主要職責是市場評估、技術監視、空域管制、適航安全、標準制定、通用接口、成本控制等方面的試驗研究。韓國國土交通部2013年表示，將投資1995億韓元（約合人民幣11億元）重點推進民用無人機研發工作，并力爭到2022年投入商業運行，可用于國土和海洋監測、航空攝影、噴灑農藥、轉移緊急患者、搜救和氣象觀測等。

據美國蒂爾集團的預測，全球無人機的市場規模將由2015年的64億美元增至2024年的115億美元，累計市場總規模超過891億美元。其中到2024年，全球民用無人機的市場份額將增加至12%，達到16億美元。2015年《互聯網周刊》以企業規模與發展歷程為主要參考，對全球的民用無人機企業進行了排名。在排名前20的企業中，中國占據10席，美國3家，法國和德國各2家，加拿大和瑞典及比利時各1家。可以說，在民用無人機產業領域，已經形成了中國大幅領先，美德法是第二梯隊，加拿大、瑞典和比利時等國作為第三梯隊的產業格局。

1958年8月3日，西北工業大學研制出了中國第一套無人機系統，并在西安窯村機場試飛成功，開創了我國無人機事業的先河。20世紀60年代，西北工業大學受命研制“D-4民用無人機系統”用于航空攝影、物理探礦、災情監視等。截至 2006年，我國無人機行業仍主要是軍用，民用無人機發展非常緩慢，幾乎可以忽略。2006年，汪濤在深圳創辦大疆科技有限責任公司專注于消費級無人機。

此后，零度智控、極飛科技、億航科技等公司紛紛成立，中國民用無人機市場開始迅速發展。2013年以后，中國無人機市場日漸火爆，山東礦機、伊立浦、金通靈、宗申動力等大型企業紛紛采用各種方式涉足民用無人機行業；大疆科技、零度智控等公司也紛紛地加快融資步伐，以更好地適應市場的發展。在全球民用無人機市場中，深圳大疆創新科技有限公司獨領風騷，一舉奪得近 70%的市場份額；在美國市場也占據領先地位，市場份額達47%，遙遙領先于排名第二的競爭對手。目前，國內民用無人機產業已呈現以深圳市領頭，各地（北京、廣州、西安、武漢等市）你追我趕的景象，并形成可喜的良性競爭局面。endprint

2015年5月國務院正式印發了我國實施制造強國戰略第一個10年的行動綱領《中國制造2025》。文件針對航空航天裝備明確指出，要加快大型飛機研制，適時啟動寬體客機研制，鼓勵國際合作研制重型直升機；推進干支線飛機、直升機、無人機和通用飛機產業化。無人機專家白瑞雪據此認為，在《中國制造2025》的促進下，目前用于傳統航空攝影的傳感器如多角度航攝儀、SAR、Lidar、多光譜儀、激光測高儀等，在兼顧高效、高精度的數據獲取能力同時，將逐步小型化和輕型化，可直接應用于無人機系統，使無人機航攝數據從單一化向多元化轉變，無人機應用領域將從測繪行業向農業、環境、礦產、電力、水利等諸多領域擴展。在未來10年科技制造革新推動下，無人機的生產狀況和整體性能、數據獲取能力、應用領域、操作便捷性將實現跨越式發展。

近年來，智慧城市建設、電力巡線、精準農業、礦產資源調查、物流、娛樂等領域對無人機的需求在不斷增加，在飛行控制和傳感器技術成熟的前提下，無人機產業將打破現有市場規模，向多元化發展。在未來新材料、新工藝、智能制造等新型制造加工技術的基礎上，無人機制造加工設備投入將減小，生產加工流水線規模不斷擴大，逐步形成標準化生產流程。

未來無人機產品的質量和性能也將大大優于現在的無人機產品。無人機制造業提升的同時，還將促進新型無人機系統的研發，使性能優越但生產加工復雜的機型生產成為可能。伴隨著無人機性能和傳感器技術的發展，無人機的應用領域將打破當前局限。搭載輕小型多角度航攝儀無人機可進行傾斜攝影，快速獲取覆蓋區域的三維影像數據，可為智慧城市、智慧交通、應急監測提供數據支持。在《中國制造025》技術背景下，無人機產業領域將大幅擴展至農業、環境、礦產、電力、水利、旅游、物流等行業，為各領域提供新型技術手段。

2017年6月13日，日本經濟新聞發布了一篇新聞報道，叫做全球科技進入中美兩強時代，說明日本媒體也在開始逐漸正視現實，那就是中國和美國不僅在經濟總量上領跑全球，在最新科技發展上也是全球兩大核心力量。從1981年-2015年，美歐美和日本的基礎科研成果世界份額都在下滑，而中國處于飆升，論文被引用次數從1981年占世界比例不到1%，上升到2015年的占世界13.5%，在全球范圍內僅次于美國。

巨大的投入加上高效的體制使中國在制造業，特別是高科技制造業方面取得了長足的進步。這種進步反映在無人機研發領域顯得相當突出。據專家李玉學介紹，無人機產品涉及機械、電子控制等多個技術領域，其系統主要由飛機平臺系統、信息采集系統和地面控制系統組成。快速發展的無人機技術和未來廣闊的市場讓無人機廠商及研發人員清楚地認識到自身技術的重要性，越來越多的無人機相關技術被申請了專利。

無人機專利申請量逐年增長，自2010年進入高速發展期。截至2016年5月1 日，國內共申請有關無人機的專利6683件，申請人數1927個，平均專利數3.47個，其中發明3357件，實用新型2822件；而在2015年10月26日檢索的結果是4682件，申請人數量為1336，平均專利數為3.50件，其中發明2271件，實用新型1730件，外觀設計252件。從檢索數據可以看出，短短大概六個月時間，有關無人機的專利總數增加了約42.7% ，這說明目前國內有關無人機的研究已經成爆發式增長。

各國對無人機的管制措施

需要注意的是，與其他智能化產品不同，無人機是在三維空間運行的，不可避免地要面臨空中交通管制的問題。尤其是在消費級產品爆發以后，無人機的持有量呈幾何級數增長，這就給空域的安全和管理帶來了極大的挑戰。首先，作為大眾化的飛行器，無人機在短期內還難以做到與商業航班一樣的安全性；其次，無人機低、慢、小的特性對空中管制部門的監管和指揮能力提出了極大的考驗。有專家指出，近年來，民用無人機市場日益火爆，“黑飛”（指就是沒有取得無人機飛行資格的企業和個人私自駕駛無人機的行為）導致的突發事件也層出不窮。2013年12月，北京某公司私自使用測繪無人機導致首都機場十余次航班延誤，兩次航班避讓。2015年1月，美國白宮發生無人機墜毀事件。“黑飛”不僅擾亂了國家空域管理，也對公民的隱私構成極大的威脅，有時甚至會引發國家安全問題。此外，恐怖分子也開始有利用無人機發動恐怖襲擊的趨勢。

如前所述，如何對民用無人機進行有效管理將成為一個具有戰略性和緊迫性的重大問題。在這方面，各國都在進行嘗試：2015年2月15日，美國聯邦航空管理局公布無人機商運管理辦法草案，打破了之前的全面禁飛局面，但還有待最終定案。為了進一步加強對全美范圍內無人機的有效管理，美國參議院于 2016年4月19日頒布了一條法案，規定各州對無人機的管控必須符合聯邦航空管理局的管理條例。法國政府準備采取多項反擊措施對“黑飛”加以控制，比如在雷達的協助下，開展測試新型偵測攔截無人機的實驗活動，以對這些非法侵擾法國領空的行為進行偵測和遏制；通過對無人機進行登記注冊、強制保險，安裝空中可追蹤芯片，填補現行法規中的管理漏洞。

與此同時，法國內政部和國防部加強了對惡意無人機用戶的制裁措施。在巴黎和所有其他法國大都市禁止無人機飛行，除非獲得主管機構的批準。在整個法國境內夜間禁止無人機飛行，違反規定的個人將被處以一年監禁和7.5萬歐元罰款。因在無人機上安裝攝像機而侵犯他人隱私的行為人，將被處以一年監禁和4.5萬歐元的罰款。英國交通部宣布，無人機在建筑區違規飛行，最高將罰款 2500英鎊。在民用航空管理局發布的《英國領空無人機操作指南》中，禁止無人飛機接近繁忙航道的150米附近范圍，無人飛機必須距離任何航空器至少50米以上，禁止使用重量超過20公斤以上的無人飛機，但是不到20公斤的無人飛機可以在操縱者視線范圍之內使用。英國民航局警告稱，在英國機場起飛和降落的無人機一旦被發現干擾客機飛行，其操控者屬于刑事犯罪，將會面臨指控和監禁。

作為世界頭號民用無人機研發大國，中國出臺了《民用無人機空中交通管理辦法》等一系列規定。其中《通用航空飛行管制條例》規定，操控重量大于7公斤的無人機進行飛行活動，或飛行范圍超過視距內半徑500米、相對高度高于120米，應向有關飛行管制部門提出劃設臨時飛行空域的申請，經批準后方可飛行。

無人機作為一種具有較長發展歷程的航空器，在經歷了人類社會從工業社會向信息社會過渡的過程中得到了很大發展。技術的發展使得無人機呈現出智能化的特點，并在未來人類社會生活中發揮越來越大的作用，其用途也日趨廣泛。在福島充當快遞員只不過是其日益增加的用途中的一種。作為民用無人機的領航者，中國這個世界上最大的工業國家也處于從工業大國向工業強國的轉型中，完善的工業體系、龐大的市場以及高效的體制和優秀的研發人員使中國民用無人機產業的前景非常光明。隨著中國“一帶一路”倡議的落實與推進，中國民用無人機的身影將越來越多地出現在世界各大洲。endprint