2023年11月19日，應邀參加聯合國外空委觀察員組織國際和平聯盟（太空）與中國宇航學會、中國高科技產業化研究會、中國遙感應用協會、中國電子商會共同主辦的空間技術和平利用國際研討會（IPSPACE2023）之「通航、無人機發展與低空經濟」分論壇，並做《無人機發展研判與應用前瞻》的發言。感謝論壇組織方將發言錄音整理成文，發布時將題目定為《240年前開啟的空天文明史，正在進入最貼近大眾的新維度——低空無人機》。我也將其貼在這裡，仍用原題名，對個別語句做了些微調，更改了幾處同音錯字。不當之處，敬請批評指正。
大家下午好！
很高興參加「2023年空間技術和平利用（健康）國際研討會」，在「同一個太空同一個家園」的旗幟下，我們匯聚在一起，探討空間技術和平利用。
無邊無際的空間是沒有物理界限的，我讚賞在這個宇航學會為主組織的國際研討會上設置「通航、無人機發展與低空經濟」分論壇。李健局長剛才的演講非常好，他是一位實幹家，講了很多實在的東西，按照會議組織方對我的要求，我從科學技術的進化、航空航天的關係角度，談談自己的認識。
今年是世界航空航天史上很不尋常的一年，對應著若干個重大歷史事件。240年前（1783年），法國蒙哥爾費兄弟製造出熱氣球，標誌人可以用人造裝置升空，從二維空間變成了三維空間的智慧生物。又是一對兄弟，美國的萊特兄弟，在120年前（1903年）發明了載人的、有動力的，最重要的一點是可控的飛機，開啟了現代航空的大門。也是在這一年，俄羅斯的齊奧爾科夫斯基發表著名的論文，指出利用噴氣裝置可以進入宇宙空間，具體推算出如何能夠達到太空高度。
1926年，終身窮困潦倒的美國的戈達德，製成人類歷史上第一個現代液體火箭。人們知道馮卡門、馮布勞恩等，但戈達德是真正的「火箭之父」，他有一段話極富哲理：「不要說什麼是不可能的事情，因為昨天的夢想就是今天的希望，就是明天的現實。」夢想果然成真了！藉助運載火箭，1957年第一顆人造衛星升空，1961年蘇聯的加加林成為第一個太空人，1969年人類的足跡就登上了月球，從而開闢了一個新的航天時代。航空、航天合併在一起，構成了一個偉大的人類現代科技文明奮鬥的新篇章。
現在，尤其是中國語境下，有一些誇大了航空航天的不同，我在各種場合宣傳航空航天的相同點。什麼相同？就是航空航天的本源驅動力是興趣、好奇，加上一個不甘。人類這個生物很有意思，不甘於滿足現狀，總想改變現狀。靠什麼飛起來呢？就是這三條：克服生理限制、製造人造裝置、克服星體引力。這三條是所有航空航天奮鬥的根本動力。
大家看看這張黑色背景的圖，最中間的黃點是太陽，黃點邊上一個看不到的小點，所有飛行軌跡的起點，那是地球。上世紀的六十年代、七十年代、八十年代是航天事業的輝煌年代。圖上標著的都是活動的年份，到現在，有了近萬顆人造衛星，還有登月和深空探測。在數百具深空探測器中，有兩款「先驅者」，已經失聯了；有兩款「旅行者」，還沒有失聯，但已經失控。它們在天上飛了40多年了，仍然沒有飛出太陽系。
人類要如何去不斷拓展自己的空間？尤其是和平利用空間，這是一個沒有盡頭的事業。但是，起點是什麼呢？目前唯一的路徑是藉助現代火箭，從地表開始我們的飛行活動，分別獲得第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度，形成三種飛行狀態——人造衛星、人造行星、脫離太陽吸引的深空探測。
這張幻燈片上的兩個圖放大以後很清楚，就是我們人類到現在做了多少航天活動了。右邊的那個圖是兩款「旅行者」飛行的軌跡，在40幾年飛行中的重大節點都一一標誌出來了。
剛才李健局長講到了無人機從「軍到民」的溢出效應，無人機的發展經歷百年進程，「由軍向民」，到了現在是「軍民並發」，我這裡列舉了幾個重大里程碑，與我最後小結時說到技術發展的研判和應用前瞻是相呼應的。
現在人類所發展的所有航空器都在這張表上列著，也包括彈箭，就數量而言，絕大部分彈箭在大氣層飛行。現在，一個新的情況出現了，這就是無人機可以覆蓋全部的航空器品種！只不過有的還沒有研發出來，比如無人地效飛行器，其他全都有，而且所有都是有人、無人兩個品種同時並存和同時向前發展。
我們的航空從一開始做模型（包括自由飛模型），到實現重大提升，就是能夠載人了，因為航空器作為交通運輸工具，要載人。人本身要遷徙，人本身要流動，人是社會經濟活動的主體。於是很快就有了有人機的輝煌，到現在，航空是有人機的輝煌，但是從有人機誕生到現在，在創造一個一個紀錄的同時，也把人本身在航空器中所遇到的生理制約，如抗過載能力以及由於複雜人機介面而占用大量幾何空間、消耗寶貴機上能量等問題暴露出來。
我在這裡列了三個我們引以為傲的重大發展，突破聲障、突破熱障（大約在2.02馬赫數時空氣摩擦產生的機體的加熱就不能忽略了），第三個是高度速度突破，是X-15在上世紀六十年代末創立的，高度是108千米，已經超過卡門線了，被稱為「駕著飛機的太空人」，速度6.72馬赫數 ，大約是7200千米/小時，了不得啊！都是以生命為代價做出的。但是它證明了科學原理，就是航空可以達到這麼高！現在很多人不知道，很輕易地把航空高度壓得過低，比如12公里、18公里，慷慨一點給20公里，這是不對的，這不符合原來航空航天固有的科學概念。
這張幻燈片上我貼了「美麗的地球」這張圖片，下面用了一段馮卡門自傳中的話，回答航空航天的分界線。從地表向上，大氣層大約1000-1200千米厚，但即使到了那個高度，還有空氣分子。為了科學研究、為了工程研發的需要，人為把它分成了5層——對流、平流、中間、熱、散逸層。在科學意義上，太空是1200千米之外甚至3萬千米以外，但在工程意義上，錢學森的老師馮卡門經過計算並且被工程實踐驗證的100千米高度，被稱卡門線，是航空航天的分界。從地表到卡門線是航空。不要爭了！不要再製造一些不必要的混亂了，至於航空現在能不能達到，大量民用航空器達不到，那是另外一回事，但是分界就是這麼分的，卡門線之上是工程意義上的太空，也就是航天，航空、航天就是這麼分的。
現在用的一個非常多的詞是「臨近空間」，不太好，第一是名字不太好，應該叫「近太空」，還有一個不好是把近太空的高度範圍拓展得太寬了，很多書上說20-100千米，但是這麼說是不對的，我主張覆蓋中間層，恰好在50千米左右，中間層的下端，也是電離層的開始，它的物理特徵非常明顯，這樣一來概念就很清楚了。我們讀讀馮卡門自傳里那段話：至於太空，我們應該定為多高呢？根據太空飛行器的飛行速度和飛行高度就能夠確定太空的起始位置。到了9萬米高度時，由於不再有什麼空氣產生足以支撐飛行器的升力，靠離心力支撐飛行了。在邊界上，空氣動力學無效，航天學特別是軌道運行學開始發揮作用。可以把這個高度作為法定分界線。「卡門線」就是這麼由來的。重要的還有這麼兩句話：「分界線以下的空間屬於每一個國家，分界線以上為自由空間。」何其經典的一句話，搞航空航天的人不能不讀這句話，這句話應該牢記心間。
回到我們今天的主題，講無人機，無人機具有空天融合的天然優勢，我後面還要特別再講講為什麼有這個認識、這個認識為什麼如此重要。為了幫助大家更好認識獨特空間中無人系統的獨特需要，我們來看看衛星的軌道劃分，衛星百分之百是無人飛行器，三種軌道——近（LEO）、中（MEO）、高（HEO），我在這兒分別列了高度，認識不盡一致，但基本相同。太空站也就是大家耳熟能詳的空間站在300-500千米之間;大部分科學衛星在200-300千米，比較低;導航通信比較高；照相衛星更低。現在，所有太空飛行器里能夠帶來即刻經濟回報的只有衛星，沒有別的，別的都是非功利的，都是為了認識宇宙和為了認識人類自身，為全人類、為未來做貢獻。
我們都知道，上個世紀六十年代有了太空梭，太空梭的偉大成功和意義毋庸置疑，特別是在天上沒有人的情況下，很多幹不了的事有人去乾了，在我的頭腦中永遠銘記人工修復哈勃望遠鏡，有人超過了無人的功能。但是整體來說，太空梭不會再原封不動回到人們的生活中來了。倒是像這樣的無人系統，有人叫它「迷你新空天飛機」，特別值得我們關注，就是美國的X37B。秘而不宣，信息不太多，我梳理了6次以來的大概情況，最長一次在軌908天，重要的不是在軌的天數，而是在軌幹什麼。
中國也做了類似這樣的試驗，今年2月返回，新華社報道了，字少，但信息量大，人們沒看到或者不知道它的偉大意義，那是航空、航天聯袂的一個偉大成就 。出於保密原因，不能多說，大家都應該知道中國有類似X37B這樣的無人飛行器。
我們再回到無人機，李局長剛才說到它的基本概念，這張圖是參加6月28日正式公布的《條例》討論會時，繪製的「無人機分類邏輯」。航空器按照有人駕駛、無人駕駛就是兩類，無人駕駛中又有三類，這是國際民航組織確立的第一層概念，分模型航空器、遙控航空器、自主航空器。在自主沒有達到之前，不要輕易用UA、UAS、UAV，都不要用，而用RPA。遙控和自主兩個加在一起就是無人機。稱無人機，全世界現在用的最多的是「drone」這個詞，源於一個法語詞，比如無人機戰爭，drone war等。再往下分，我們中國的分類是兩大類——軍用、民用，軍用的也可以叫「國家無人機」，民用原來只有消費級和工業級，我主張把載人級單列！把載人級放在工業級和消費級里都不太妥當，它有極高的安全性要求和相應的倫理性要求。所以可不可以討論，分成這樣三類，但這並不是實質性的。
還是佐證剛才李局長說的UA、RPA概念，還有，我沒有特別說到美軍，美軍從二零一幾年開始在它的官方文件中都不用UAV、UAS，而都用RPA，文件里用RPA，連標題中都是。我們中國用「無人機」這個詞是很好的，把「遙控」和「自主」加在一起。
全世界軍用無人機分類，無外乎是這幾種——信息、攻擊、察打一體、空戰、靶機。美國空軍和西方為主的分類，是按質量、高度、空速綜合起來分的，就是小型的和遙控的，小型的有可能先變成UAS，這是個基本認知。
這張圖表是我綜合了各個方面的意見，所有無人機的六種分類方式。這是6月28日正式發布的我國的《無人駕駛飛行器飛行管理暫行條例》的核心內容，五大類：微型、輕型、小型、中型、大型。農業用的，同輕型，給予更寬鬆的管理。「兩級」是國家和民用，這個沒得說;「三類」是開放類、有條件開放類、管控類、「五型」是按照飛行安全風險，以重量為主，結合高度、速度、無線電功率、空域保持能力等要素，共「五型」。大家應該學習和貫徹，已經發布了，明年1月1日起正式執行。
從廣義來說，無人機到底是什麼樣的演進規律？我把它總結為「從3D向3N發展」。「3D」是Dull（冗煩）、Dangerous（危險）、Dirty（骯髒），現在還是這樣，在「3D」場合首先無人機衝鋒在前。但事實上，無人機能力已大大超越「3D」，可以稱為「3N」——新邊界、新速域、新領域（也叫新應用場景），軍的、民的都出現這樣一種狀況。現在為什麼是RPA？就是人工干預，包括程序控制的。所謂自動的，仍是人工干預的。在這種情況下，我們需要研究到底無人機有多大的潛力，無人機為什麼能夠取代有人。
我提供一些數據供大家做參考，人和機器的反應時間對比。過去我職業生涯主要是搞軍機，說到軍機、戰鬥機，認為無人駕駛不可能代替駕駛員，駕駛員眼觀六路，耳聽八方，能快速在複雜場景中做出最核心、最重要的判斷。現在看來，這個觀點不對了！為什麼不對？大家看看這個反應時間，人類搏弈思考的能力、指控戰術生成一般要求10秒，人類的作動反應能力是100-200毫秒，人的圖像反應時間是低於24每秒幀數的。但是現在人機顯示交互的從工程設計到最終實踐，已經大大超越人了！飛機的飛行控制律一般每10毫秒疊代計算一次，控制系統的傳感器信息採集、數據解算等任務的時間延遲一般不超過10毫秒。總起來看，機器響應時間遠快於人類，而且它沒有人因元素，沒有體力、精力分配問題，所以機器替代人、無人替代有人成為不可逆轉的趨勢。
有幾款特別著名的無人機，比如美國的X47B。在人類歷史上最危險的職業排序的第二名是艦載機駕駛員，現在X47B可以替代了。無人加油機也成了，明後年可以列裝，航母的空基裝備作戰能力將有重大提升。當然，中國的軍用無人機也乾得很漂亮，已經公開的，一個是無偵-8，一個是攻擊-11，攻擊-11很像最近首飛的B-21，但是我們是無人的，個頭比它小，但是用的技術一點不比它低。還有兩款著名的無人機，翼龍和彩虹，在世界上排在前幾名中。
剛才說到航空產業，李局長特別說到了公共運輸和通用航空，它們兩個的區別在於公共運輸是沒有附加條件的航時、航班、航線大體固定，由運營公司操作，只要有錢，可以向全民和機構提供公共服務，剩下的非軍的民用航空都是通航。很遺憾，我國的通航起步不晚，但發展比較慢，很著名的2016年38號文中提出的2020年目標都沒有完成。但這是政府對市場的策劃，是鼓勵我們努力奮鬥的目標。現在形勢大好，民用無人機的應用已經造成了通用航空的「中國現象」，我用了3個關鍵詞——場景擴大、用量劇增、放管結合，剛才李局長列舉了到2023年8月的幾個最新的數據，無人機在通航中的作用越來越大，業績越來越好。
在這裡我和大家分享一下AAM先進空中交通中的無人機應用。最早是UAM，就是城區空中交通。現在的AAM覆蓋UAM，也覆蓋農村空中交通RAM，覆蓋區域空中交通IAM，郊區、農村和難以達到的地方，需求更強烈，基於這樣的認識，從UAM擴展成了AAM。在2023年3月17日白宮發布的美國《國家航空科技優先事項》中，專門點出優先發展小型無人機，就叫「Small Drones」（它沒有用UAS），點出了AAM，還特別點了eVTOL、eSTOL，eSTOL是電動短距起降，還有其他高度自動化的電動客貨用飛機，這裡引用的都是文件里的原話。由此可見，打「飛的」不是夢，有了這樣一種國家導引。
AAM中最早引起關注的是UAM，摩根斯坦利對世界和中國的市場做了預測，按年份的市場容量預測圖，可供大家參考。我比較信任這種預測，為什麼呢？我是反證法，在對過去出現的諸多新事物的歡迎程度、認可程度上，我基本是保守主義者，也包括航空。現在反思，只要這種市場預測是有根據的，一定要重視，要在可信的市場預測下，進行各種研發活動和產業開發活動的策劃與運作。
2023年10月10日，我國工信部等四部委聯合發布《綠色航空製造業發展綱要（2023-2035）》，這個《綱要》里最出彩的就是提出「新領域新賽道」。新領域新賽道就是聚焦無人機，聚焦新能源垂直起降航空器。
現在全球eVTOL概念構型超過750種，大體是四類：第一，矢量推力構型，傾轉旋翼、傾轉涵道風扇都是。第二，復合翼構型，有旋翼和前拉螺旋槳。第三.多旋翼構型。第四，單旋翼構型。後兩種也可以看成一種，就是旋翼構型。各種構型，中國的無人機公司都有涉足，如垂直公司、零重力公司的矢量推力，峰飛公司的復合翼構型，億航公司的多旋翼構型等，中國在這些構型中都做得相當好；也包括無人直升機，體制內廠所也乾得很漂亮。
我特別要說說億航這件事。美國有一家諮詢公司對億航業績提出異議，說他們的訂單有虛假成分，而且真的讓億航的行情有了一點跌落。我覺得這不奇怪，所有訂單都是動態變化的，我相信CAAC、相信億航。給億航這款載人無人機授予TC證，其意義是很重大的。第一，全球新品種誕生了——載人無人機，第二，一個新賽道被開闢出來了，第三，一個新的應用場景被大家認可了。最後一個是最重要的，中國民航適航當局在工業部門的支持下，再一次增加了自己在國際適航領域的話語權。在面對波音737MAX空難時中國民航局的表現就非常好，這一次則是正面的，進一步表明了巨大的進步。
最後，作個小結，首先是無人機發展研判，我認為100多年來無人機的發展是「三次跨越、三次提升」：第一次，從被動到主動，所謂被動是當靶機，逐步向執行主動任務的能力發展，從被動到主動持續40年左右。第二階段，機體低成本和開源飛控帶來了發展熱潮，從上世紀八九十年代開始，一直到本世紀第一個十年。現在處於第二個十年到第三個十年過渡期，新能源和AI技術的應用，將使無人機能力產生革命性提升，導致無人機發展進入第三個高峰期。
為了實現第三次提升，要干哪些事情呢？我列了七件：1.新能源新動力。2.人工智慧技術應用和嵌入。3.自主控制技術。從自動到自主，是技術的大跨越，漸次提升有三個層級，從執行性到程序性再到決策性行為，我們正處在第二到第三層級的提升。4.任務能力增強。平台與載荷一體化、航程與航時延展、載荷多樣化高效化。5.多項使能技術。6.融入國家空域系統。包括檢測規避系統及命令控制的連接。7.安全性標準與倫理性規則制定。包括適航的審查和管理。
最後一點小結是無人機的應用前瞻。無人機到底能應用到什麼程度？我的看法是「無可估量，沒有邊界」！一定是廣譜場景下應用的全覆蓋、全替代,以及為滿足各種新應用場景需要、超越有人駕駛能力的新創造。包括以下三個方面：
第一，航空航天聯手開發近太空和極限低地球軌道這個高度範圍的無人飛行器，就像X37B一樣。網上有很多這樣的信息，但不夠科學和嚴謹，比如亞軌道不是軌道，它是一種飛行狀態，但是這個高度範圍有獨特性。因此呼喚空天融合的新無人系統，構型像航空器，但是控制的原理是航空航天相結合的。好在航空航天走到今天，基本的動力樣式都是噴氣，航天的火箭是噴氣，航空燃氣渦輪發動機也是噴氣的，所以完全可能開發出新空天融合的無人系統，這是第一件事情。
第二，軍用無人機全面取代有人機，對美國B-21的看法見仁見智，我認為，只要大型軍用無人機的特殊性問題解決了，跨高度域、跨速度域飛行器研發取得實質性突破，像這種突防式轟炸機的作用與價值就會大幅稀釋和降低。
最後，第三，就是民用無人機，這是今天活動的主題，空間技術和平利用，和平利用空間；也是我們這個分論壇的主題，就是通用航空、無人機發展和低空經濟。無人機發展與大量應用是通用航空的中國現象，低空經濟的主流航空器樣式是無人機。為此，新能源新構型新品種無人機的研發要繼續大大加強，先進空中交通AAM系統中的載人載物無人機更要優先加強；不管是垂直起降還是電動垂直起降，主流樣式一定是無人機。240年前開啟的空天文明史，正在進入最貼近大眾的新維度——低空無人機！
謝謝大家。