11 月 23 日,2025 中国航空产业大会在京召开,会上发布的行业数据显示,我国低空经济发展势头迅猛,2025 年市场规模预计达到 1.5 万亿元,2030 年有望突破 2 万亿元大关。截至目前,国内已有 969 家企业完成民用无人驾驶航空器产品登记,覆盖无人机研发制造、低空飞行服务、场景应用解决方案等全产业链环节,低空经济正成为拉动经济增长、培育新质生产力的重要引擎。
作为战略性新兴产业,低空经济融合了航空制造、人工智能、通信导航等多个领域技术,应用场景已从传统的航拍测绘、农业植保,拓展至城市空中交通、应急救援、物流配送、工业巡检等多元化场景。大会现场的成果展示区,多款新型无人机、eVTOL(电动垂直起降飞行器)及低空飞行管理平台集中亮相,其中可载员的智能通勤无人机、长航时工业巡检无人机等产品,展现了低空经济从 “单一作业” 向 “综合服务” 的转型趋势。
行业专家在大会论坛中指出,我国低空经济已形成 “政策引导 + 市场驱动 + 技术支撑” 的发展格局。近年来,从中央到地方陆续出台多项支持政策,低空开放试点范围持续扩大,低空空域管理改革不断深化,为产业发展扫清了制度障碍。同时,消费级与工业级无人机市场需求持续旺盛,推动产业链上下游协同创新,核心零部件国产化率不断提升,产业生态日趋完善。
然而,在万亿级市场前景背后,低空经济仍面临诸多核心技术瓶颈,尤其是无人机产品在复杂工况适应性、飞行安全性、续航能力等方面的技术要求日益严苛,成为制约产业规模化落地的关键因素。在此背景下,有限元分析、CAE 仿真分析等数字化研发工具,正成为无人机企业突破技术难题、加速产品迭代的核心支撑,通过虚拟建模仿真实现 “以仿真代试验”,大幅提升研发效率、降低试错成本。
结构仿真分析为无人机轻量化与高强度设计提供了关键解决方案。轻小型复合翼无人机对结构轻量化、高刚度要求极高,通过有限元分析可对机翼、机身等核心部件进行力学性能模拟,优化结构布局与材料选型。中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的研究显示,借助仿真技术对无人机机翼进行参数化优化后,在满足强度约束条件的前提下,机翼结构重量减少 3.2%,翼梢变形减小 37.3%,静力试验与仿真结果误差仅 4.7%,完全符合工程设计要求。此外,针对湍流引起的机翼振动和气流冲击问题,通过结构仿真可提前预判应力集中风险,优化防护结构设计,提升无人机抗冲击性能与飞行稳定性。
热仿真分析有效解决了无人机在极端环境下的可靠性难题。无人机在高空低温、高温作业或长时间飞行时,电池、电机、电调等核心部件易出现热失控或性能衰减问题。通过构建热 - 电耦合仿真模型,可精准模拟不同工况下的温度分布与热传导路径,优化散热结构设计。针对极地科考、高寒地区巡检等特殊场景,热仿真技术能提前预判低温对电池续航、电子设备运行的影响,为保温设计提供数据支撑,确保无人机在极端环境下稳定运行。同时,通过仿真优化电磁屏蔽设计,还能提升无人机在强电磁环境中的抗干扰能力,保障飞行安全。
流体仿真分析则成为提升无人机续航与气动性能的核心手段。通过模拟气流与机身、机翼的相互作用,可优化气动布局,降低风阻系数,提升飞行效率。在 eVTOL 研发中,流体仿真能精准分析螺旋桨旋转产生的气流场分布,优化桨叶设计与布局,减少气流干扰,提升升力与续航能力。针对物流无人机、长航时巡检无人机等产品,通过流体仿真优化机身曲面与机翼结构,可有效降低飞行能耗,延长续航时间,满足长距离作业需求。
业内企业代表表示,采用 CAE 仿真技术后,无人机研发周期平均缩短 30% 以上,试错成本降低 50% 左右,显著提升了产品的市场竞争力。随着低空经济向更复杂场景拓展,结构、热、流体仿真分析的应用将更加深入,从单一物理场仿真向多学科耦合仿真升级,为无人机产品提供全生命周期的数字化研发支撑。
当前,低空经济正处于规模化发展的关键期,仿真技术作为产业数字化转型的核心工具,将持续推动无人机产品技术创新与性能升级。随着仿真技术与低空经济的深度融合,更多技术瓶颈将被突破,推动低空经济从 “试点示范” 走向 “全面普及”,为万亿级市场的持续增长注入强劲动能。