“新物种”大型货运无人机,破局先锋or趟路先驱?

无人机 2019-03-26 17:00

导读航拍、植保、巡线,甚至运送小件货物,多旋翼小型无人机早已飞入寻常百姓家,我国在这个领域的实力妥妥世界第一。不过,能够飞行数百公里,载重超过数百公斤的大型货运无人机,在全球范围内还是个“新物种”,其适航性能如何审查,运营如何监管在全球都无章可循。尽管中国民用航空产业的底子并不厚实,但近两年来,诸如AT200、飞鸿-98等吨级货运无人机陆续横空出世。今天我们关心下大型货运无人机的机会和风险。



一、大型货运无人机纷纷亮相


2017年12月26日,顺丰与四川滕盾科技联合研制的“双尾蝎”无人机在云南为中国移动提供了应急物资快速投递演示验证飞行。该无人机最大起飞重量近3吨、载荷近1.2吨。2018年2月4日,滕盾科技推出第二型固定翼无人机,绰号“空中皮卡”的扑天雕首飞成功,该机最大起飞重量1.2吨、载荷300公斤。


2018年10月26日,最大起飞重量3.4吨,有效载荷1.5吨的货运无人机AT200,历时3个小时飞越秦岭,完成了陕西蒲城往返丹凤的载货转场飞行实验。AT200是从新西兰P750XL通用飞机改进而来,由顺丰参股的朗星无人机公司联合中科院工程热物理所等单位共同研制,该机一年前实现首飞。


由国产运5-B运输机改装的飞鸿-98于2018年10月完成首次公开演示飞行试验。飞鸿-98由顺丰旗下丰鸟航空与航天电子合作进行无人系统改装设计,最大起飞重量5.25吨,最大载重1.5吨。负责无人系统改装的航天电子同时拥有大型军用无人机产品。几乎在同期,由帆美航空改装运5-B研制的FM15大型货运无人机完成了地面联调联试与空中测试,但未见后续飞行试验公开。


2018年6月18日,刘强东宣称京东第一架重型无人机总装下线。这款名为JDY-800的无人机起飞重量为840公斤,11月成功首飞。


今年1月23日,由拓攻机器人与山河科技在山河SA60L-T轻型飞机基础上合作研制的700公斤级SA60U成功首飞,该机型最大载荷180公斤。


国际上,西班牙SingularAircraft公司研制的Fly ox水陆两栖无人机于2015年8月成功首飞。消息显示,该飞机有效载荷1.95吨,2016年下半年起批量交付肯尼亚、卢旺达两国用于商业运行,两国为此出台了相关的法律。不过产新君没有查到该型飞机运营情况的信息。2017年9月,一个美国公司接收了首架该型无人机,进行测试和认证,拟用于承担救援和消防任务。


波音公司2018年初推出了339公斤重,能携带226公斤货物的电动垂直起降(eVTOL)货运飞行器原型机。


2月19日,加拿大Drone Delivery公司宣布推出能够挂载180公斤重物的货运无人机Condor。


很显然,中国的大型货运无人机无论研制进度,还是有效载重,都称得上领先一步。


无人机具有传统物流无法达到的速度和灵活性。我国西南、西北,以及华北、东北部分地区,地广人稀,多山与丘陵,地面道路修建养护成本高、难度大,但高品质鲜活农产品、电力通信等基础设施维护,以及急救、消防等高效运输需求广泛。这些需求的特点是,单次运输数量不大,但却需要及时响应,无人机运输无疑是最为适用的解决方案。


二、从无人驾驶风口看航空产业的变革方向


在新科技革命风起云涌的所推动的产业变革浪潮中,无人驾驶无疑是最瞩目的焦点。


在汽车领域,各路英雄豪杰和资本纷纷入场,传统巨头也纷纷转向。Google的自动驾驶汽车计划2009年启动,其Waymo自动驾驶汽车道路测试里程已经超过2000万公里。大众汽车已正式宣布:在不远的将来,汽车将成为一个软件产品,大众也将会成为一家软件驱动的公司。


在国内,以百度、阿里为代表,一众新势力也拥重兵进入无人驾驶战局,上汽、一汽等也纷纷加大无人驾驶研发投入。北京、重庆、深圳、广州等近20个城市已发布规范启动无人驾驶汽车道路测试,北京、上海等8个城市已发放测试牌照63张。这不由得让越来越多的普通人,都在憧憬着无人驾驶汽车带来的美好生活!


与草木皆兵的无人驾驶汽车研发测试竞速相比,轨道交通领域的无人驾驶却几乎不动声色的投入实际营运。1月21日,货运电力机车自动驾驶系统在西康铁路上正式上线。此前的中国铁路总公司工作会议透露,复兴号将在京张高铁首次实现时速350公里自动驾驶功能。显而易见的是,在固定的轨道交通线路上实现自动驾驶,技术复杂度显然比汽车要小一些。


相对于轨道交通的无人驾驶,飞机在空中的无人驾驶复杂度更低。事实上,飞机的无人驾驶技术的确更成熟,早在上世纪70年代,客机就可以做到完全由电脑自主控制,在既定航线上保持高度和方向平稳飞行。目前的民航客机基本上都是“半无人驾驶飞机”,机长的工作主要是检查驾驶舱机械仪表是否故障,并且确保自动飞行控制系统的每一步都合乎常理,及时修正或预防可能存在的错误。飞行过程中最复杂的起飞和降落步骤已基本实现自动控制,机长只需要手动控制几分钟。


国际民航组织对飞机失事分析的数据统计表明,飞机失事的人为因素占80.5%,其中机组人员因素占62%,操作程序占15%,维修不当占3.5%。这组数据也可以理解为,无人驾驶飞机的安全性在一定程度上要高于传统飞机。


军用无人机则更充分的体现了飞机无人驾驶技术的成熟度,大型的侦查、作战用途的无人机早已在多国批量装备部队。根据《The Military Balance 2017》数据,美军2016年无人机装备总数1116架(不包括微型无人机),其中起飞重量大于600公斤的重型无人机637架,占比近60%。这些无人机主要由五大制造商供应:诺斯罗普·格鲁门公司、通用原子公司、洛克希德马丁公司、波音公司和德事隆公司。


世界各国重型军用无人机部分产品


在民用航空领域,对飞行员身体素质的要求很高,驾驶技能训练的花费也非常高。据统计,驾驶员薪资、培训等费用大约占航空公司运营总成本的25%左右。


从安全性、经济性和市场易于接受出发,无论公路、铁路、还是航空,货物运输都是无人驾驶优先进入的领域。正是基于这样的原因,以顺丰、京东等物流企业为代表,纷纷投入大型货运无人机的研制。


三、大河有水小河满,小河有水大河满,无人机货运市场展望


截止2018年底,国内在营全货机共计158架,其中15架为2018年度引进。国际航空货运巨头联邦快递有671架飞机、UPS有649架、DHL有420架飞机。仅从这个数据来比较,我国航空货运增长的空间会非常大。


国内在营货运飞机数量


民航局统计数据显示,2017年全国机场货邮吞吐量1617.7万吨,其中国内航线1000.1万吨,国际航线617.6万吨。从上市公司年报数据看,国航等7家公司2017年货运总量为523.2万吨,相应的营业收入为246.6亿元。顺丰公司货运总量为110.9万吨,其中48.8万吨由全货机发货,62.1万吨通过散航发货。综合顺丰机队总运能和发货量,可以推算出顺丰现在缺的并不是全货运飞机,而是能够充分利用运能的货源。


国内航空公司2017年货运量及收入


那么问题来了,我国未来的航空货运市场空间有那么大吗?国内航空货运会成长出像联邦快递、UPS、DHL这样的巨头吗?


产新君认为,可以从两个方面来分析,一是我国拥有全球最发达的高铁网络,尽管成本较高,但部分原本需要飞机快速运输的货物可以通过高铁,或高速陆路快速网络实现,我国也许会跨过国际航空货运曾经的发展模式。二是我国当前机场数量,特别是支线机场和通航机场数量少,很多货物因为不具备快速运输条件而难以提升其附加值。正如俗话所讲“大河有水小河满,小河有水大河满”,作为航空运输的小河,支线航空和通用航空的短板,限制了干线航空运输这条“大河”的发展。


纵览我们身处的这个正在快速变化的社会,新零售、新制造、智慧物流等新业态、新模式,在新技术、新产品的支撑下正在快速成长,大型的货运无人机将会成为这幅图景中的重要连接。从这个意义上,产新君认为大型货运无人机这个“新物种”的成长是大势所趋。


但当前,缺乏管理体系和运行经验是民用无人机发展的全球性难题。我国《民用航空法》也没有无人机运行管理的相关规定。如何建立起相应的适航审定程序、空域管理、频率管理等一整套完整的运行监管体系,是一件复杂庞大的系统工程。


为此,中国民航局等部门积极应对,探索创新,日前先后发布了《基于运行风险的无人机适航审定的指导意见》和《特定类无人机试运行管理规程(暂行)》,此前已针对货运无人机、巡线无人机、载人无人机等,启动了适航审定试点工作。此次颁布新文件,将无人机适航审定推上不可逆转、不能懈怠的制度化工作轨道。局方表示,在与工业方密切合作的基础上,今年底将初步建成基于运行风险的无人机适航管理体系。


此外,可以预见的是,一旦相关监管法规就绪,诸如货运无人机这样的大型民用无人机获准商业运营,波音、空客等航空巨头推出此类产品,抢占市场将轻而易举。在制造业已经全面开放的今天,国内这一领域的开拓破局者,一定要在配合监管规则制定的过程完善知识产权布局,扎起维护自身利益的篱笆,避免成为产业发展的探路先驱。即便是手握设备采购权的顺丰、京东等物流企业,也同样需要关注这个问题。


四、空域开放,通航发展绕不开的死结


国际经验已经证明,通用航空可以是一种交通方式、生活方式和休闲方式,但在我国超过1000万平方公里的广阔蓝天下,便捷的飞行对于绝大多数人而言,依然是个梦想!我国当前通航飞机的保有量,相当于100年前的美国!数据显示,1927年,美国的通航飞机数量已超过2000架。

全球国家通用飞机数量TOP10


为了促进产业转型升级,释放消费潜力,国务院办公厅2016年5月颁布了《关于促进通用航空业发展的指导意见》,这也是国家层面第一次发文推动通航产业发展。文件提出的发展目标是2020年通用航空业经济规模超过1万亿元。1月初民航局年度工作会议信息显示,截至2018年底,全国通用飞机数量2415架,完成飞行94.1万小时。以2015年底的数据做比较,飞机保有量、总飞行量这两项指标,过去3年只分别完成了5年任务的16.5%和13.2%。


近年我国通航产业发展数据


产新君认为,造成我国通航产业当前热不起来,飞不起来,主要是两方面原因,一是“因噎废食”,由于空域安全监管力所不逮而一刀切的禁止飞行,造成空域资源白白浪费。另一方面是过度监管造成飞行难、成本高。全国政协委员、国家民航局副局长李健日前接受记者采访时坦承我国通航产业仍处在艰难的开拓期。2018年,民航局组织了行业全覆盖的调研,共梳理出193项通航发展过度监管问题,出台了60多项改革政策,另外还有七类问题需要国家层面、军队、地方层面来发力解决。

转自丨两机动力控制



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