无人机军转民的四驾马车：深度剖析刀枪入库马放南山的进程

2023-07-23 理论教育版权反馈

【摘要】：气象探测无人机的历史至今已有40余年。2008年，无人机抗震救灾。一年后，Aquila在亚利桑那州尤马县成功完成首次试飞，试验中，无人机飞行高度达600米，飞行时长超过90分钟。经过了数十年的磨砺和积淀，民用无人机迎来了群雄纷争、烽烟四起的局面。民用无人机行业能够取得今天前所未有的辉煌，主要受“四驾马车”驱动，分别是飞控系统开源、配套技术进步、产业链体系趋向成熟，以及市场需求的持续增加。

冷战结束后，美苏两大阵营的对峙宣告终止。当国际形势趋向缓和，以美俄为代表的世界军事强国开始对原有的国防工业和军事体系加以调整和改革，带动了世界范围内的“军转民”热潮。

1989～1991年，俄罗斯对军用生产单位进行改革，明确了民品生产开拓作为新的努力方向；1993年，时任美国总统克林顿宣布“军转民”五年计划，提出拨款200亿美元用于推进1993～1997财年的“军转民”进程；1996年，法国政府宣布军用飞机制造商达索飞机制造公司和民用飞机制造商宇航公司的合并计划……

历史经验表明，很多科技革命都是在军事革命的背景下诞生的，当战争危机放缓，科技的浪潮惠及民用是一种必然趋势。计算机、原子能、激光、卫星不仅为军事领域带来了巨大变革，也深入到了百姓生活，造福民生。诞生于第一次世界大战，先后经历了第二次世界大战、冷战、越南战争、反恐战争的无人机，演变轨迹也是如此。

无人机诞生至今，大部分时间都以军用身份示人，直到后来的几十年，其民用属性才开始被挖掘。从20世纪70年代开始，无人机在建立了一座座里程碑后，在民用领域终于站稳脚跟。

1973年，气象探测无人机初探。气象探测无人机的历史至今已有40余年。早在1973年，NASA（美国国家航空航天局）就开始研制系列小型无人机，将其用于边远地区的高层大气探测。随后，澳大利亚、日本、韩国及中国的气象相关部门，在极地、海洋、火山等上空，进行了大量的无人机气象探测试验，用以测量温度、湿度、风速、气压等气象参数。

20世纪80年代，雅马哈发明植保无人机。日本是最早将无人机应用于农业的国家之一，也是植保无人机技术最成熟的国家之一。其本土品牌雅马哈，凭借着数十年的技术积累和作业经验，一直是全球植保无人机领域的标杆。自20世纪80年代，雅马哈就开始研发植保无人直升机，现在其无人机累计飞行时长超过200万小时。

2004年，NASA将民用无人机发展提上日程。2004年NASA发布了一份名为“Civil UAV Capabilities Assessment”（民用无人机能力评估）的文件，探讨了当时无人机的现状，规划了民用无人机的未来方向及所需的技术支撑。

2008年，无人机抗震救灾。“5·12”汶川地震发生后，有关部门和企业联合成立了无人机工作小组，将无人机快速投入到灾区的遥感测绘工作中，共获取了百余张高清图片和视频影像。经过拼接和几何校正，将合成影像与地震前的卫星影像进行对比，为救援提供了科学依据。

2009年，电力巡线现苗头。国家电网公司于2009年正式立项研制无人机巡检系统。同年，南方电网普洱供电局输电所党支部成立的党员攻关小组开展技术创新，提出了“无人机巡线”的设想。

2012年，航拍时代开启。这一年，大疆创新公司（简称大疆）发布的全球首款三轴无刷电动机直驱云台禅思Z15-5N，利用姿态解析和超高精度无刷电动机控制，革命性地解决舵机式云台响应慢、转动不平滑所导致拍摄的视频抖动以及水波纹问题，开启了多轴无人机真正意义上的航拍时代。两年后，大疆又推出了高清广角相机并和无刷云台集成的一体机方案Phantom2 Vision+。无人机厂商自主研发高清相机并集成到云台成为了之后的趋势。

2013年，亚马逊提出送货无人机计划。2013年12月1日，亚马逊公司的CEO杰夫·贝佐斯（Jeff Bezos）首次透露了公司的送货无人机服务计划“Prime Air”，打算让无人机在30分钟内，把重5磅^[3]以内的货物送到消费者手中。为了实现这一目标，亚马逊公司已经对其无人机进行了多次试验和改良换代。

2015年，Facebook联网无人机诞生。2015年7月，Facebook推出全尺寸太阳能无人机——Aquila，欲为世界偏远地区带来互联网接入服务。Aquila计划飞行高度为20～30千米，一次在空中飞行90天。一年后，Aquila在亚利桑那州尤马县成功完成首次试飞，试验中，无人机飞行高度达600米，飞行时长超过90分钟。

经过了数十年的磨砺和积淀，民用无人机迎来了群雄纷争、烽烟四起的局面。传统无人机厂商不断取得技术性突破，新兴企业正映入大众视野。民用无人机行业能够取得今天前所未有的辉煌，主要受“四驾马车”驱动，分别是飞控系统开源、配套技术进步、产业链体系趋向成熟，以及市场需求的持续增加。

飞控系统开源

开源对于任一行业的技术交流和突破都有着积极的促进作用，开源的产品和概念早已搭建成了我们日常生活环境的地基。Linux开源系统也许对很多非专业人士还很陌生，但是基于Linux开发出来的安卓系统应当是人尽皆知，这个绿色的小机器人2008年诞生后，五年内便席卷了十亿用户，安卓平台手机的全球市场占有率早已稳定在80%以上，一直以绝对的优势称霸着移动系统平台——这就是开源的优势：开放性的系统允许任何个人、厂商加入到对其的开发和创新中，而随着开发者的增多，这个开源系统就会拥有愈加丰富的资源，从而吸引更多的用户；开源系统也会为生产者节省下相当的开发成本，提高开源平台产品的竞争力，更低的生产成本又会吸引来更多的竞争，从而催生出更优质的开源产品。

飞控对于无人机来说就像是载人飞机的驾驶员，肩负着控制无人机完成起飞、空中飞行、执行任务和返场回收等整个飞行过程的重要职责，是控制无人机飞行的大脑。目前的开源飞控主要有APM、PPZ（Paparazzi）、PX4、Pixhawk、MWC（Multi Wii Copter）、OpenPilot等。从一定程度上讲，开源飞控系统使得无人机制造领域的入行门槛降低，甚至有些消费者可以自己购买零部件，开发DIY无人机。

配套技术进步

无人机相关硬件正在向小型化、低功耗和低成本方向迈进，这为无人机制造业创造了良好的生存环境。

以锂电池为例，锂电池的研究始于20世纪50年代，到20世纪70年代实现军用和民用，先后经历了锂一次电池、金属锂二次电池、锂离子电池和锂聚合物电池的技术阶段。1991年索尼推出了第一块商品化锂离子电池，被称为是电池工业的一次革命，几年后锂聚合物电池也投入商业化，将电池市场推上了新高度。技术发展到今天，锂聚合物电池已经成为多旋翼无人机最常见的动力来源，相比于前几代，其能量高、小型化和轻量化的特性，无疑为无人机制造商们提供了极大便利。

另一个典型的例子是无人机芯片。或许是由于个人计算机和手机市场发展乏力，与之唇齿相依的传统芯片商举步维艰，面对势头正劲的无人机，高通、英特尔、英伟达等厂商相继布局开发配套的无人机芯片技术，提供双目视觉、红外激光、图像图形识别、高级人工智能等不同支持。

所以，无人机技术的进步不是仅靠一个行业就能够完成的，全球整体的科研环境，包括新材料、新能源和新理念都可能会为无人机带来变革。

产业链体系趋向完善

2014年5月，美国加利福尼亚州的无人机数据采集服务公司Skycatch成立仅一年后，就完成了1320万美元融资，使业界开始注意到无人机服务市场的潜力。当无人机制造业格局已定，当进一步的技术突破很难在短时间实现，Skycatch这种“卖数据，不卖无人机”的业务模式，成了掘金无人机领域的另一法宝。

2014年6月，中国人寿财产保险股份有限公司同国内某无人机公司签署协议，为该公司的植保无人机提供机身险和第三者责任险服务，开创了中国无人机保险的先河。保险的落地，为无人机厂商和用户们设置了一层经济防护。

数据采集服务、保险，以及后来无人机电商和租赁等平台的构建，使业界对于无人机的认知不再仅局限于研发制造。无人机行业产业链上的服务环节，开始搭建成型，制造业短板正在被补齐。

市场需求持续增加

恩格斯说：“社会一旦有技术上的需要，则这种需要就会比10所大学更能把科学推向前进。”几年前，对于普通民众而言，无人机还只与极客或者竞速爱好者相关。随着无人机应用潜力被挖掘，这种具备航拍、投递和通信中继功能的飞行平台，凭借着安全、便携、易部署等优势，愈发受到行业用户和普通消费者群体的青睐。现如今无人机用途已经达到600多种，千亿市场亟待挖掘。

2015年和2016年，无人机一度被形象地称为“风口上的猪”，它的发展轨迹也屡次被拿来与手机、计算机、互联网等行业进行对比。资本的纷纷涌入，行业巨头的跨界布局，无一不证明着无人机这把火确实烧起来了。

[1]1亩=666.6平方米，后同。

[2]本节部分内容参考自《兵器知识》《中国飞机全书》和《舰船电子工程》。

[3]1磅=0.454千克，后同。

无人机军转民的四驾马车：深度剖析刀枪入库马放南山的进程

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