低空经济的核心技术涉及多个领域,是支撑其发展的关键,主要包括以下几个方面:
一、低空飞行技术
- 飞控技术:作为飞行器的“大脑”,通过陀螺仪、加速度计等多种传感器实时获取飞行器姿态、速度、位置等信息,传输给飞行控制计算机,实现稳定飞行。其核心包括传感器融合、飞控算法、航迹规划与自主决策、环境感知与避障、冗余与容错机制、编队与集群飞行等,确保在低空复杂环境中的安全飞行 【1】 。
- 动力能源技术:涵盖电池技术、电机技术和燃料技术。电池技术影响飞行器续航能力;电机技术的效率和功率密度对飞行器性能至关重要;燃料技术则需考虑能量密度、环保性、可持续性和安全性。目前电池能量密度较低导致续航有限,我国通用航空器及发动机制造高度依赖进口,eVTOL目前主要以纯电为主,部分场景使用混动系统,氢动力、可持续燃料动力也是发展方向 【1】 。
- 结构设计、零部件与元器件、探测感知与防撞、协同控制等 【3】 。
二、空中管理技术
- 探测与反制、通信与导航、监视等 【3】 。例如,基于北斗的高精度定位、北斗短报文融合通信、北斗授时时间同步等导航关键技术 【7】 ;还有数字化空域底座、可信身份鉴权授权、全生命周期管理、感知能力一体化调度、监视服务智能化等管控关键技术 【7】 。
- 空域管理与管制技术:如智能飞行系统中的地面站中继式ATM空地交互风险和符合性要求研究,构建低空飞行适航要求体系,保障立体交通安全 【9】 。
三、新基础设施技术
包括起降设施、充电设施等硬件基础设施,以及低空飞行管控等软件技术支撑。当前我国存在硬件供给不足(如通用机场数量少、分布不均)、软件整合滞后(如城市空管和空域管理系统分散、缺乏有效网络信息基建支撑低空感知探测与通信)等问题 【4】 。
四、专业作业技术
涵盖喷洒、装卸、监测等 【3】 。
五、其他关键技术
- 空中智能服务与数据分析技术:如自动驾驶与自主飞行系统,通过AI、机器学习和传感器融合技术,实现飞行器无人操作,自动完成飞行、避障、航路规划、着陆等任务 【9】 。
- 网络安全技术:随着低空经济发展,需同步发展网络安全技术,包括增强数据安全和隐私保护技术、通信安全技术(如加密通讯、多模态空口融合通讯)、智能化防御技术(利用GenAI和深度伪造技术进行实时监控和异常行为检测)、多技术融合与协同防护等 【6】 。
- 多域融合网络化低空感知技术:由于低空电磁环境复杂,需引入空间、电磁等多域探测手段,通过雷达或光学传感器探测目标空间位置,通过低空电磁探测实现目标识别和干扰源定位,利用时-频-码-空多域通感导一体化空口波形与信号处理方法,保障通信-感知-定位性能 【8】 。
- 高效高功重比的推进技术:对于eVTOL而言,高功率密度动力装置是核心,电推进技术决定了飞行器的动力、效率等关键性能指标,能有效解决传统动力装置的噪声和环境污染问题 【10】 。
- 小型化集成航电关键技术 【10】 。
此外,信息技术方面,6G技术可提升通信与感知能力,已在渔政、城市治理等低空应用场景初步验证;空管技术方面,基于强化学习的无人机集群控制算法可提升动态避障响应速度 【5】 。这些技术共同构成了低空经济复杂的技术体系,但目前在续航能力、主控芯片、智能飞控等方面仍存在瓶颈 【3】 。