“低空经济”背景下直升机航电系统的需求分析及直升机航电产业未来发展方向
直升机在低空、超低空飞行中具有通用性好、适用性强、机动灵活等优势，已在公安执法、医疗救援、旅游观光、物流运输等领域发挥了重要作用，将是“低空经济”发展的不可或缺的元素。航电系统是直升机发挥低空效能的重要载体之一。文章从低空飞行和运营场景出发，分析直升机航电系统的能力需求。
一、“低空经济”背景下直升机航电系统的需求分析
低空领域上接空天，下达陆海，低空飞行器的应用场景跨界跨域，涌现出多元多样、受众广泛的，满足政府和不同人群各个阶层需求的服务，必将融合各领域营造出开放、共享、共赢的生态环境。在图2所示的场景和生态环境构想下，可从高可靠开放化、强韧性网联化、易操控智能化、快迭代敏捷化、全天候多用途五个方向分析“低空经济”对直升机航电系统的需求。
图1 低空运营场景示意图
1．1 高可靠开放化
“低空经济”快速发展，全民共享，飞行器必然要物美价廉，从而达到大众可消费，飞行高安全的目标。直升机航电系统应基于开放式、通用化、模块化的设计理念和开放的标准体系，采用通用的货架产品硬件，选用或开发所需的上层软件，在统一的架构下和开放的生态中进行构建，以此为基础满足系统的经济性要求; 选用适合的通用硬件平台，降低系统的研发、采购和验证成本，根据使用场景需求配置所需功能软件; 根据安全性要求设计相应的系统架构，以满足特定安全性要求，从而满足消费级低空高安全飞行器的要求。
1．2 强韧性网联化
低空运营万物互联，低空飞行器之间、低空飞行器和空天地海的云端终端之间必然存在大量的信息交互需求。为保证信息安全可靠地传输，需要建立强韧性的互联互通网络。如图3 所示，基于传统通信链路、5G/6G/WIFI 等蜂窝通信、卫星互联网等通信骨干网络，共同构建网联化的信息高速公路，建立空天地设施互联、信息互通的低空网联体系; 结合区块链等技术可实现面向各个领域的高效的信息共享和协同服务，保证全域互联、可靠传输、信息安全，为各种增值服务筑牢信息数据基础。
图2 低空场景强韧性网联化示意图
1．3 易操控智能化
低空飞行环境复杂，任务场景多样多变，对飞行和传感器的控制给使用者提出了更高的要求，带来了更多的任务负荷。面向低空经济中大众可用的需求，低空飞行器需要具有易操控的使用特点。随着人工智能技术的发展和应用，通过智能算法、大模型、计算机视觉等技术，能够给系统增智赋能，实现智能化感知认知、任务规划、辅助决策、自主控制、诊断维护等。提高飞行器的智能化水平，提升飞行器的自主能力，能够带来更加丰富易用的人机协同和多机协同功能，实现良好的智能泛化能力和自适应能力，减轻飞行员的工作负荷，提升操纵的舒适性。
1．4 快迭代敏捷化
随着低空经济的不断发展，低空飞行器的功能也将日新月异，其功能和性能的迭代提升将会是一种普遍需求。面对快速变化的市场环境，未来直升机航电系统需要具备快速响应用户需求和实现升级更新的能力; 航电系统研发模式也必然从传统的V型开发转向多V 迭代敏捷化的开发。系统开发需要软硬件解耦、分层化架构、远程在线升级等技术，支持软硬件功能的快速迭代和发布，实现航电系统敏捷灵活的拓展升级。
1．5 全天候多用途
低空飞行也存在风沙、雨雾、烟尘等复杂条件下安全执行特定任务的需要，这要求具备全时全域适应复杂环境的能力。直升机航电系统需要具备拓展应用多频谱、多光谱传感器的探测技术和信号处理技术，实现各种场景感知的能力。在开放式航电系统架构下，直升机航电系统可以通过标准接口实现各类传感器即插即用; 通过软件升级拓展实现各种场景态势的感知、认知、呈现和交互，从而支撑复杂环境中的全天候多用途使用。
二、直升机航电产业未来发展方向
基于上述对直升机航电系统的需求的分析和相关关键技术的发展趋势预期，能够构想和展望低空经济背景下直升机航电产业的未来发展方向如下:
1) 电动化是上半场，智能化是下半场垂直起降飞行器的电动化减少了机械传动，降低了噪声和排放，在当前形势下引领了飞行器平台的改进发展。同时，也可以明显地看到智能化在复杂场景、大规模管控和大数据环境下所能发挥的作用、产生的价值和对低空经济的助力。人工智能技术的发展将不断提高低空飞行器的智能化水平，最终实现更加安全、高效、舒适的飞行。
2) 功能APP 商城化应用
低空飞行所包含的各类使用场景将产生非常丰富的功能应用，以满足广泛的用户需求。在通用开发架构中，未来低空飞行功能APP 可以像手机APP一样通过审查进入应用商城，与信息娱乐、智能交通、智慧城市深度融合，扩展低空经济的外延，实现低空经济对其他产业的带动，实现软件研发收益闭环和产业发展的双赢。
3) 撬动行业数据飞轮
人工智能技术的应用发展更加突出了数据的价值。丰富的低空飞行场景将会产生大量多元多维有价值的数据样本，得以汇聚成数据资源池。可以通过数据服务平台提供数据商品，闭环数据生产、数据管理、数据消费的数据产业链条，在各领域的人工智能、大数据、云计算应用中撬动数据飞轮转动，为人工智能发展提供“养料”，实现产生数据价值的同时催化各领域中人工智能技术的发展。
4) 商业模式创新
直升机航电产业将进一步促进低空经济产业链中新兴的基础平台、软件服务、运营保障等领域的发展，在研发链条上形成覆盖产品研发、测试认证、试点运行、推广应用全链条的商业运营模式，在产品领域和研制环节发挥各自优势，创造链条价值，带动新兴产业发展。随着软件定义功能和服务的做实做深，将打破传统航空制造领域围绕硬件产品建立组织、流程和工具的模式，在软硬件解耦的架构中软件、硬件产业齐头并进，形成与目前消费电子产业发展相当的态势，相互融合共同促进。
5) 重塑产业发展生态
低空经济将会打破汽车、航空、消费电子等原有格局，在低空经济航电产业中和开放环境下，汇聚各个领域满足市场需求的优势力量，针对各种场景下的功能性能要求，朝着更加多元化、复合化的方向发展，涌现新产业，产生新商机，在新生态中优势互补、合作共赢，重塑直升机航电产业生态。
三、总结
近两年，低空经济备受关注。在当前科技创新、产业变革、经济发展、社会需要的大势下，低空经济已成为未来经济发展的重要发展方向之一。在低空经济的需求牵引下，以直升机为代表的垂直起降飞行器已开始逐步走向各个领域，创造经济价值和社会价值; 同时航电系统作为其产生价值的重要载体和实现途径，也牵引出了更加丰富的需求。立足低空飞行和运营的部分场景，直升机航电系统需要满足高可靠开放化、强韧性网联化、易操控智能化、快迭代敏捷化、全天候多用途五个方面的能力需求。需针对架构技术、探测感知技术、决策规划技术、人机交互技术、网络智联技术、空域管理技术、全场景验证技术七个方面关键技术开展攻关，牵引低空经济中直升机航电产业发展，引领产业发展新方向、新模式、新生态。(作者：张子俊，葛晨，孟浩，雷咏春)