一级片网址-福利片在线观看-热久久久-亚洲性网-简单av网-久久综合婷婷-国产精品极品-www.日日日-欧美激情亚洲色图-欧美成人aaa-手机看片日韩日韩-成人免费观看av-国产日韩精品中文字无码-新天堂网-男女羞羞动态图

以關鍵材料升級

助力我國低空制造業發展的思考與建議

霍正元  齊景麗  申傳龍

摘要：發展低空經濟具有重要的戰略意義，不僅能夠培育經濟增長的新引擎，推動產業升級和技術創新，還能深化軍民融合發展，提升國家綜合競爭力。作為低空經濟的重要支撐，低空制造既是技術創新的主戰場，也是價值創造的核心環節。其中，關鍵材料作為低空制造的技術底盤，是決定飛行器性能、安全與成本的關鍵因素。本文聚焦于發展低空經濟所需的關鍵材料，深入分析其發展現狀與未來需求空間。通過研究關鍵材料自主保障面臨的主要問題，從以下幾個方面提出建議：一是增強關鍵材料自主可控能力，重點突破核心技術；二是優化產業鏈協同效率，構建高效協作體系；三是推動標準統一化和平臺體系化建設，完善產業生態；四是探索產學研深度融合的人才梯隊建設。這些措施將為提升我國低空經濟核心競爭力提供有力支撐。

關鍵詞：關鍵材料；低空制造；國產化升級

低空經濟作為突破傳統經濟空間限制、重構生產要素配置、打造經濟增長新引擎的戰略性領域，是以技術創新為先導、制造創新為基礎、場景創新為驅動、制度創新為保障的經濟新賽道。它涵蓋了關鍵材料及部件供給、飛行器制造、多元場景應用、基礎設施保障和專業化服務等全鏈條。發展低空經濟，是我國推動構建現代化產業體系，提升社會運行效率和公共服務能力，釋放低空空域資源價值，深化軍民融合和促進區域協調發展的重要戰略部署。

低空經濟以培育發展低空制造業為先導，其中關鍵材料是做強低空制造的技術底盤。我國在航空航天、新能源汽車、電子信息等領域取得的化工新材料產業成就令人矚目，但關鍵核心技術的自主可控能力仍需加強。當前亟待提升關鍵材料的國產化率和性能水平，疏通產業鏈協同發展的堵點，健全標準體系并強化驗證平臺的支撐能力。通過政策引導和產業升級，提高自主化水平，減少高端材料進口依賴度，滿足低空制造“有材可用”“國材國用”發展需求，構建以“內循環”為主導的產業鏈體系，為低空經濟規模化發展奠定堅實基礎。

一、做強低空制造是贏得低空經濟發展主動權的先手棋

低空制造作為低空經濟的核心支柱產業，是贏得低空經濟萬億市場主動權的關鍵，更是保障國家安全、提升產業國際話語權的戰略選擇。

（一）政策支持呈現“從框架到細則”深化態勢

低空經濟是在低空空域內（通常為1000米以下，根據實際需要可延伸至不超過3000米），主要的載具為無人機、電動垂直起降飛行器（eVTOL）、直升機、輕型運動飛機等，以載人、載貨及其他作業等多場景低空飛行活動為牽引，輻射帶動商業活動或公共服務領域融合發展的一種綜合性新經濟形態。當前，我國低空經濟已經進入快速培育階段，產業發展迎來新契機。

圖1 低空飛行器類型及空域區間示意圖

2021年2月，中共中央、國務院印發《國家綜合立體交通網規劃綱要》，首次將“低空經濟”概念寫入國家規劃，標志著低空經濟正式上升為國家戰略；2023年12月，中央經濟工作會議提出打造包括低空經濟在內的戰略性新興產業；2024年1月實施的《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》，作為我國無人機領域首部專門性行政法規，進一步明確了低空空域分類管理規則，為產業規范化、法治化發展提供了堅實基礎。

2024年3月，工業和信息化部、科學技術部、財政部、中國民用航空局等四部門聯合印發《通用航空裝備創新應用實施方案（2024-2030年）》，提出到2030年，以高端化、智能化、綠色化為特征的通用航空裝備將全面融入人民生產生活各領域，成為低空經濟增長的強大推動力，形成萬億級市場規模。

2025年《政府工作報告》提出，通過開展新技術、新產品、新場景的大規模應用示范行動，推動商業航天、低空經濟、深海科技等新興產業實現安全健康發展。

（二）“制造主導”是低空經濟產業鏈的主要特征

低空制造涵蓋飛行器研發、生產、運維等全鏈條，是低空經濟實現價值創造的核心，直接決定下游應用場景的經濟性與可行性。低空制造涵蓋關鍵材料供給、核心零部件生產、低空飛行器整機制造、設施設備配套保障等環節，是低空飛行、保障及服務等下游應用的技術底盤。其中，低空飛行器材料作為核心基礎，直接決定飛行器的性能、安全與成本，是低空制造的關鍵支撐領域。

根據中國民航局2025年5月發布的《2024年民航行業發展統計公報》，截至2024年底，我國低空飛行器的制造與注冊總量約為220.9萬架（其中有人駕駛通用航空器3232架，無人機217.7萬架）。據賽迪公司公布的數據，2024年我國低空經濟市場規模達6702.5億元，同比增長32.5%，增速遠超傳統產業。其中，原材料、零部件和整機制造等中上游環節產值占比接近70%（原材料與零部件占35%、整機制造占35%），設計測試占15%，運營服務等消費需求端產值僅為全產業鏈產值15%左右。

據中國民用航空局預測，2025年低空經濟市場規模將突破1.5萬億元，2035年有望達到3.5萬億元，形成覆蓋研發、制造、運營的全產業鏈生態。基于低空經濟是以飛行器為主的空域航行模式，eVTOL在各細分方向中獲得關注度最高，全球eVTOL市場規模預計將從2025年的797億元，增長至2030年的4055億元，年復合增長率高達50%。我國若在關鍵城市順利推進eVTOL商業化試點運營，預計到2030年將占全球市場份額的20%。

（三）推進材料升級贏得發展主動權刻不容緩

材料升級是通過突破關鍵技術、優化生產工藝、擴大生產規模、完善應用驗證等方式，一方面降低制造成本，推動下游應用規模化；另一方面提高創新轉化效率，解決“卡脖子”問題，滿足高端化供給。

以無人機制造成本結構為例，動力系統、飛控系統、結構材料、通信模塊和其他配套占比分別為30%、25%、20%、15%、10%。通過突破高性能材料和核心部件技術，可顯著降低制造成本，如碳纖維生產成本從2015年800元/千克降至2023年150元/千克，對擴大材料應用具有顯著影響。

對比我國與美國、日本低空制造領域相關指標可以看出，盡管中國在市場規模、部分材料資源上占優，但在高端材料、動力電池、芯片等核心領域與國際領先水平相比仍有一定差距，亟需以“技術-政策-資本”三軸聯動加快材料升級，突破“卡脖子”難題，保障我國低空經濟發展自主保障能力。

表1 我國與美國、日本低空制造領域相關指標

數據來源：作者根據公開資料整理

二、實現從“能用”到“好用”涉及三類主要材料

研制高性能低空飛行器是推動低空經濟高質量發展的關鍵驅動力。我國在新能源汽車領域積累的電池、電機、電控、自動駕駛、充電設施等技術能力，以及國產大飛機C919的飛機工程設計、安全性等相關技術及人才儲備，均為發展低空飛行器制造提供了有力支撐。

相比傳統飛行器，低空飛行器呈現向安全化、綠色化、智能化加速演進的發展趨勢，對核心材料的輕質高強、耐腐蝕與耐候性，動力系統的電池長續航與快充能力，以及整機的高可靠性與安全性等方面提出了新要求，亟需通過技術創新帶動材料性能升級，增強材料與制造的適配性，實現全鏈條制造水平躍升。

圖2 低空飛行器所需三類主要材料

（一）結構輕量化材料

1.機身輕量化材料

機身輕量化材料性能是決定低空飛行器續航能力和載荷效率的關鍵。代表性材料有：碳纖維復合材料（CFRP），用于機身結構、機翼、旋翼；玻璃纖維復合材料（GFRP），應用于機身結構和推進系統；聚甲基丙烯酰亞胺（PMI）、聚酰亞胺（PI）泡沫材料，用于無人機槳葉夾芯材料，可在減重同時保持結構剛度；芳綸蜂窩材料兼顧強度、彈性與模量，用于電池艙、機身碰撞防護、減震降噪等。

在各類結構材料中，碳纖維復合材料因兼具質輕高強、耐腐蝕、耐高溫、抗電磁干擾等優異性能，是低空飛行器的核心輕量化結構材料。以eVTOL飛行器為例，機身結構使用復合材料比例達70%以上，其中90%為碳纖維增強材料。按碳纖維重量占復合材料重量52%計算，一架560千克eVTOL所需純碳纖維量約204千克（不同型號飛行器用量在100~400千克之間），其中70%以上為T700和T800品級，同等重量下T700及T800平均強度性能比T300提高66%，T1100則可將強度提高98%，實現減重10%~25%，可顯著提升續航能力。

據中國低空經濟聯盟發布的《低空經濟發展趨勢報告》預測，到2030年我國eVTOL市場保有量有望突破10萬架，當年新增產量預計為1.6萬~2.5萬架，占全球25%~30%的市場份額。據此測算，到2030年我國eVTOL行業拉動T700級以上碳纖維累計增量約2.04萬噸，2030年市場需求達到3264~5100噸。進一步考慮無人機單架碳纖維用量30千克及7萬架產量，輕型飛機、直升機等通用航空的單機用量約500千克（占機身重量的10%~15%）及1.5萬架產量，對應2030年需要新增高性能碳纖維產量約1.4萬噸，年均復合增長率將達69%。

圖3 典型結構輕量化材料

2.部件輕量化材料

特種工程塑料是低空飛行器性能躍升的“隱形門檻”。代表性材料有：聚醚醚酮（PEEK）用于制造發動機部件、緊固件、齒輪、軸承等，需要耐受高溫（250℃以上）和極端環境；聚苯硫醚（PPS）用于制造起落架、機翼、電氣部件及熱交換器，耐高溫高濕環境性能優異，成本低于PEEK，適合中小型無人機；聚酰胺（PA66）與碳纖維復合，用于制造機身框架、槳葉、機臂等部件，因性價比高，且耐磨性優異，具有規模化應用優勢；聚甲醛（POM）用于制造齒輪、軸承、傳動裝置等耐磨損部件；聚碳酸酯（PC）膜，透明度和抗沖擊性強，適用于風擋、座艙蓋、儀表板、顯示屏等透明部件及動力電池防護層；聚酰亞胺（PI）主要用于功能型而非結構型部件，常見于艙內高溫區域，制造飛行器隔熱層、電氣絕緣部件、減震降噪部件；環烯烴共聚物（COC）主要用于機載攝像頭鏡片等。在未來多種消費級民用機型規模化制造場景下，工程塑料也具備部分替代碳纖維等高成本材料的趨勢，將通過工藝創新和混合設計優化性能與成本。

我國2024年工程塑料消費量約為800萬噸，年均增速約8%~10%，主要依托新能源汽車、5G通信、綠色包裝等需求拉動，以聚酰胺6（PA6）、丙烯酸-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚碳酸酯（PC）等通用型工程塑料為主。PEEK、PI等高端工程塑料國產化率不足30%；POM依托引進技術，產品先進性不足；超高分子量聚乙烯、尼龍66、聚碳酸酯的高性能產品占比不高，COC量產后的應用場景有待拓展，在當前低空制領域使用量合計不足500噸。

圖4 低空飛行器鏡頭及COC等光學材料

按照消費級無人機工程塑料用機身重量的30%~50%，工業級無人機占15%~25%，eVTOL占5%~10%，直升機、通用飛機等用量占比約5%，綜合預計2030年我國低空飛行器工程塑料用量可能達到90萬~160萬噸，年復合增長率約18%~22%。工程材料應用均需經過復合改性，仍需加大研發創新力度，提高復合材料尺寸精度并優化工藝參數，滿足定制化需求，實現性能與成本的有效平衡。

3.結構粘接材料

采用結構粘接材料替代鉚釘類連接件可顯著減輕低空飛行器重量。粘接技術在航空航天各種飛行器上粘接部位較多，粘接面積較大，例如：B-1飛機在機身、機翼、操作面、整流罩、整體油箱等部位，膠接面積達全機表面積80%；波音747飛機的膠接面積達到3000平方米。采用膠粘連接，飛機結構質量可減輕15%~30%，制造總費用可節約25~30%，制造效率比傳統鉚焊連接方式快2.5倍。

近年來，高品質、高性能、高附加值膠粘劑在需求牽引下，得到市場廣泛關注，成為膠粘劑市場利潤增長點和研究熱點，不斷豐富在密封、絕緣、減震、隔熱、消音、阻尼、降噪、防潮、粘涂、導電、導磁、減磨、耐油等多種功能上的應用。

在低空飛行器制造領域，代表性材料有：環氧樹脂基膠粘劑，用于電機磁鋼粘接、機身結構件連接，確保高強度與耐振動，避免飛行中部件脫落；聚氨酯改性灌封膠，適用于旋翼連接處等振動頻繁部件和電池艙密封，防止灰塵進入；高溫型聚酰亞胺膠，用于座艙視窗、傳感器鏡頭的粘接密封，確保高透明度和抗沖擊，避免飛行中視窗破裂；硅基導熱凝膠，用于電機、電池、電調等電子部件的散熱，防止過熱導致性能下降或起火；有機硅三防膠，用于電機控制線路板，防潮濕、鹽霧、霉菌，適應沿海或雨林等惡劣環境。

目前，我國膠粘劑總產能約255萬噸，但可應用于低空飛行器制造的結構膠占比不足5%，PI膠、PEEK膠等80%需從美國杜邦、日本東麗等企業進口，而中低端過剩也導致通用環氧膠產能利用率僅63%，亟需提高國產化水平。

（二）能源存儲材料

1.固態電池材料

高能量密度電池材料是提升低空飛行器續航能力的突破口。我國現有主流鋰離子電池能量密度約200~300瓦時/千克電池重量占低空飛行器總重約30%，維持飛行時長不足25分鐘，是制約低空飛行器“飛得久”的瓶頸。遠期看傳統鋰電池在低空領域用量占比將降至30%以下，具有高能量密度的固態電池將成為主力品種，各國均在加緊技術迭代和產業轉化，我國處于全球領先梯隊。

推進高鎳正極材料、富鋰錳基正極材料、硅碳納米負極、鋰金屬負極、氧化物/硫化物固態電解質等產業轉化，有望在未來三年實現400瓦時/千克級能量密度電池產品量產，到2030年突破500瓦時/千克，可將低空飛行器續航時間提升2~3倍。預計到2030年，我國低空飛行器對高能量密度電池材料的應用將呈現以固態電池為主、傳統鋰電池并存的格局，總用量預計超120吉瓦時，其中固態電池占比超70%，所需新型電池材料約達30萬噸，技術突破與政策引導將是產業規模化發展的重要引擎。

圖5 高能量密度電池材料性能對比示意

2.氫燃料電池材料

氫燃料電池能量密度高，可以為低空飛行器提供長續航動力源。氫燃料電池能量密度已達800瓦時/千克，高于eVTOL能量密度要求，其能量密度理論上限為20000瓦時/千克，目前功率密度為600瓦時/千克。氫鋰結合成為較為理想的動力源方案，eVTOL的功率要求為爬升＞懸停＞下降＞巡航，氫燃料電池可在巡航階段提供恒定功率，而在起飛和降落階段由鋰電池補充燃料電池的功率。

此外，氫燃料電池還可以在負載較低時為鋰電池充電。通過與鋰電池或超級電容組成混合動力系統，既能夠提供垂直起降的高功率，又能實現固定翼模態飛行時的長續航能力。氫燃料電池在未來不斷發展過程中，更適合于低功率長時間運行的飛行階段。

氫燃料電池系統成本持續下探，催化劑等電堆材料為降本關鍵。氫燃料電池目前還未在eVTOL上具有成熟應用，故以氫能源汽車的各部分成本占比做初步參考。2023年氫能源汽車成本結構發生較大變化，氫燃料電池系統成本占比由2020年的約69%降低到2023年的約52%，預計到2025年底將進一步降低到約41%。

根據南航公司與沃蘭特共同發布的《客運eVTOL應用與市場》預測，在2035年及以后，eVTOL進入普及階段，現有電池（鋰電池為代表）容量及電機功率進一步提升并逼近理論上限，小型化、高效的氫燃料電池預計將在2035年以后在eVTOL上得到大規模運用。

（三）安全保障材料

低空制造的核心安全需求包括：結構安全（抗沖擊、耐疲勞）、運行安全（防火、減震、電子防護）、環境安全（夜間識別、耐候性）。

1.防火隔熱材料

防火隔熱材料用于保障艙內安全與設備穩定，代表性品種有：二氧化硅氣凝膠，用于座艙內飾襯板，實現高效隔熱和降噪，防止外界高溫傳入艙內，同時降低飛行噪聲；酚醛防火隔熱泡棉，用于發動機艙、電池艙等關鍵部位，防止火災擴散或電池熱失控對周邊部件的影響；硬質聚氨酯泡沫，作為吸聲材料，填充于機身或座艙內部，降低螺旋槳、電機運行產生的噪聲，提升乘客舒適度。

2.減震降噪材料

減震降噪材料用于提升飛行穩定性與部件壽命，代表性品種有：有機硅橡膠泡沫，制成密封墊或減振墊，用于機身縫隙、電機底座、旋翼連接部位，減少振動傳遞至艙內，同時防止灰塵進入；丁基橡膠阻尼減震材料，與金屬材料復合，用于機翼、機臂、起落架等結構件，避免因共振導致部件疲勞損壞；碳化硅納米涂層材料，用于發動機螺旋槳葉片、機身表面，降低空氣摩擦，減少運行噪聲，同時保護部件免受外部鹽堿環境腐蝕。

安全保障材料因品種細分多，生產規模小，目前市場關注度不高，市場規模暫無公開的具體用量數據。隨著低空經濟向規模化、商業化發展，安全保障材料需向輕量化、高性能、多功能、智能化、綠色化方向升級。以氣凝膠為例，2024年，全球市場規模約10億美元，中國占比40%。在低空制造領域，eVTOL單臺需約5~15千克氣凝膠，需求占比10%~15%，市場規模約0.4~0.6億美元。目前該領域仍處于快速成長階段，市場規模將隨低空經濟的快速發展而持續擴大。

圖6 氣凝膠材料

三、我國低空經濟關鍵材料自主保障面臨的主要問題

（一）國產化率和性能水平亟待提升

碳纖維材料方面，高品級產品國產化水平低。2024年，我國碳纖維產量約5.9萬噸，其中T300級占比64%，但高性能的T700、T800級不足2萬噸，更高品級的T1100級碳纖維實際產量不足千噸，國內60%以上高端應用需求依賴進口。

特種工程塑料方面，關鍵性能指標不能滿足使用需求。例如，國產聚醚醚酮的耐高溫性能、聚甲醛的紫外線老化性能、聚苯硫醚的抗電磁干擾性等，仍無法適配苛刻環境，低空飛行器所需特種工程塑料對外依存度70%。

新型電池材料方面，用于高能量密度電池的電極和電解液材料制備技術仍在探索，能量密度、電池壽命、安全性能均有待材料端優先實現技術破題。

安全保障材料方面，以PI為例，美國杜邦、日本鐘淵化學、日本東麗、韓國SKC公司等占據行業近80%產能，我國約有50家規模大小不等的PI生產企業，多為百噸級裝置，產品性能不穩定、精細化程度低、品種少。 

（二）產業鏈協同仍存堵點

一是材料研發與制造需求脫節。材料研發單位與低空飛行器制造企業缺乏聯合開發機制，具有工程轉化價值的創新成果占比較少。

二是產業上下游供給失衡。原料端基礎品種飽和，但關鍵聚合單體仍依賴進口，產品端普通品種同質化競爭嚴重，高端品種占比不足三成。

三是制造選材用材供應鏈分散。低空飛行器制造涉及結構材料、電池材料、功能材料等多元集成，因缺乏協同適配的一體化設計，分散性選材用材導致低空飛行器綜合性能不佳。

四是材料性能優化缺乏真實場景反饋。因當前航空器研制與具體應用場景也存在精準適配不足問題，使實際低空場景對飛行器運行需求未能充分反哺材料設計。

（三）標準體系和驗證平臺支撐不足

一是工業和信息化部、民航局、科技部對低空飛行器材料標準分別側重于工藝性能、安全適配、材料創新，部分標準要求存在分歧，導致測試低效和應用梗阻。例如，碳纖維復合材料需分別通過工信部的靜態性能測試和民航局的動態疲勞試驗，雙重認證使研發成本增加30%以上，而標準要求分歧也使上下游企業缺乏統一遵循，無法形成一致性配套供應。

二是專用中試和檢測平臺不足。服務低空制造材料的綜合檢測認證平臺數量少，現有中試平臺在復合改性、跨學科集成方面的支撐能力不足。目前，我國復合材料工程轉化周期約為日本的兩倍，eVTOL用新型復合材料適航檢測驗證周期長達18個月，而美國僅為9個月。

四、加快推動關鍵材料提質升級有關建議

（一）增強關鍵材料自主可控能力

一是持續開展高品質碳纖維、高性能特種工程塑料、高能量密度電池材料關鍵核心技術攻關，鼓勵材料研制企業與上游原料企業、下游低空制造材料應用企業協同研發，加快突破國產高性能材料自主化及量產瓶頸。

二是加強對新型復合材料研發與轉化的支持力度，鼓勵企業突破關鍵制備工藝和核心設備，針對新應用場景開發適用性強的復合材料，結合新材料首批次保險補償機制，促進國產高性能復合材料在低空制造領域推廣應用。

（二）優化提升產業鏈協同效率

一是鼓勵高校等科研機構優化研發模式，加強跨學科融合創新，深化政產學研用協作開發，平衡學術價值與實用價值，提高成果轉化率。

二是鼓勵現有關鍵材料生產企業推進技術升級，對標國際領先水平，增加高端產品結構占比，提高進口替代能力。

三是鼓勵制造企業開展多元材料一體化研發設計和選材優化示范，探索“材料-設計-制造”系統集成最優模式。

四是增強材料性能與加工工藝創新與市場需求的精準適配性，支撐低空飛行器細分產品開發和應用場景拓展，形成協同發展合力。

（三）推動標準統一化和平臺體系化

一是制定低空飛行器材料標準體系指南和全國統一的低空制造材料通用技術規范，統一無人機、eVTOL、通航材料標準，為設計、制造、評價各環節提供遵循。

二是建設國家低空材料大數據中心，整合材料成分-工藝-性能數據，向認證機構和企業開放，優化檢測效率，完善適航認證體系，加速新材料商業化進程。

三是鼓勵龍頭企業牽頭建立區域共享中試基地和專用分析測試平臺，提供材料制備工藝、工程放大和檢測評價全流程服務，縮短新材料開發與產業化周期。

（四）探索產學研深度融合的人才梯隊建設

人才梯隊建設需要產學研深度融合。建議在高等院校開設特色專業，把真實工作場景搬進課堂，培養既懂材料又熟悉行業應用的復合型人才。對于研發型人才，可探索"雙導師制"培養模式，由高校教授和企業工程師共同指導研究生課題。建立行業人才數據庫和流動機制，鼓勵技術人員在不同領域輪崗交流，培育跨界思維。

五、結語

低空飛行器材料的升級換代是推動低空經濟安全健康發展的重要引擎，既是落實國家戰略的必然要求，也是支撐經濟高質量發展的關鍵路徑，更是破解行業痛點的重要抓手。在政策支持、技術創新和產業鏈協同發展的多重驅動下，我國低空經濟材料領域將迎來高端化、國產化、規模化發展的新階段，為打造萬億級低空經濟產業集群提供堅實的戰略支撐，助力我國在國際競爭中占據主動地位，為實現高水平科技自立自強提供核心保障。

參考文獻

[1]張曉蘭,黃偉熔.低空經濟發展的全球態勢、我國現狀及促進策略[J].經濟縱橫,2024(8):53-62.

[2]孫乙堯,韓潤奇,等.低空經濟產業基金的發展現狀與實踐路徑探析[J].中國科技產業,2024(10):46-49.

[3]李曉華.政府引導、產業生態構建與低空經濟發展[J].改革,2025(2):21-35.

注：文中部分圖片來源于網絡，版權歸原作者所有，若有侵權請聯系刪除。