張聚恩/文
2024年3月5日下午,在「創而新」(北京)公司舉辦的開放式「中小學航空科技老師培訓班」上,我應邀作線上發言。活動組織者根據錄音,整理出文稿。全文較長,現節選部分內容,適當增刪,發佈於此,請分享。
各位老師,各位關注者,很高興能參與這個交流學習活動。我的發言題目是「中小學航空科技教育與創新人才培養一席談」。我把參與這方面工作的感受,相關的航空知識與感悟,以及學習有關中小學科技教育文件要求的一些認識,和大家做個交流分享。
我談三個方面的認識:第一,航空科技教育的目的;第二,航空科技教育的使命;第三,航空科技教育的任務。最後,應組織者的要求,介紹一點無人機和低空經濟的情況,單列為「四、航空科技教育的新背景——關於無人機和低空經濟的情況介紹」。
一、航空科技教育的目的——提升素質&開啟心智
航空科技教育的目的可以用八個字來概括:提升素質,開啟心智。這八個字不僅僅是航空科技教育的目的,也是我們全民、特別是青少年科技教育的目的。
首先,和大家分享中國科技館原黨委書記蘇青先生,在出席江蘇省青少年科技教育高峰論壇後填寫的一首詞。這首詞作體現了蘇青先生對於青少年科技教育的認識。寫得很好,富有真情,極具灼見。
浪淘沙
出席江蘇省青少年科技教育高峰論壇有感
科教育良才,起步童孩。
精心輔導潤情懷。
融會人文提素質,搭建平台。
民智待啟開,愚昧堪哀。
百年德賽樹常栽。
封建陰魂如瘴癘,不滅臨災。
近年來,我國發布了多部有關科教和科普的法令、規劃、計劃、方案。最重要的有三部:2002年發布的《中華人民共和國科學技術普及法》,這也是世界上第一部科普法;2006年國務院頒布的《全民科學素質行動計劃綱要》和2021年印發的《全民科學素質行動計劃綱要實施方案(2021-2035年)》。
據此,教育部和北京市做了具體的部署。我最近集中學習研讀了幾份有關文件,在這裡跟大家分享幾個要點。
科教和科普是兩個關係密切但稍有區別的概念。其基本點相同,都是利用各種傳媒和形式,面向全體公眾,特別是青少年,用他們易於理解、接受和參與的方式,介紹自然科學和社會科學知識,推廣科學技術的應用,倡導科學方法,傳播科學思想,弘揚科學精神。
在談到公民科學素質時,這些法規、綱要、方案做了很到位的定義。所謂公民具備科學素質,是指崇尚科學精神,樹立科學思想,掌握基本科學方法,了解必要的科技知識,並具有應用其分析判斷事物和解決實際問題的能力。提升科學素質,對於公民樹立科學的世界觀和方法論,對於增強科技自主創新能力和創新文化軟實力,具有十分重要的意義。
教育部在2023年5月17號會同其他17個部門制定和發布了《關於加強新時代中小學科學教育工作的意見》。12月,又發布了《推薦首批全國中小學科學教育實驗區、實驗校的通知》。北京市則在2024年1月25號,在市第16屆人民代表大會第二次會議上通過並頒布了《北京國際科技創新中心建設條例》,其中對於創新人才培養和基礎教育密切結合,培養科技創新後備人才做了具體策劃。
北京市正在實施內容豐富的青少年科學素質提升行動,主要包括「科學家精神進校園」、「院士專家進校園」,提升基礎教育階段的科學教育水平,助力雙減政策落地,加強200餘家北京市中小學科技教育師範學校的建設,以及推進科學基礎課程建設,鼓勵科學家參與教材編寫、教具和實驗課程設計,建立科學多元的發現和培育機制,探索從基礎教育到高等教育的科技創新後備人才的貫通培養模式,建立健全校內外科學教育資源銜接機制,引導中小學充分利用科學中心、少年宮、科技館、博物館、科普基地等場所開展學習實踐活動等。
北京市還提出要成立青少年創新學院,命名了首批青少年拔尖創新人才培養基地,並就啟動兩個領域的試點工作,做出部署,其中特別提到集納大中小學、校外教育、科研院所等優質資源,在學員發現、課程開發、師資建設、大中貫通方面進行系統改革,堅決不與基礎教育階段招生入學掛鉤,旨在探索創新人才培養的新載體、新賽道。
我想我們所有從事這項神聖工作的老師們、朋友們,都需要好好研讀和學習這些文件,理解它們的精神實質,並貫徹到我們的工作中來。
在新時期科技教育中,以下一些要求具有新意:以學生主動探索為中心的課程活動設計,引入業界廣泛應用的軟硬體平台,參與具有工程應用前景的挑戰競賽活動。實施上述要點後,整個科技教育將會從以教為中心變為以學為中心,從以知識傳授為主向能力培養為主轉變,從單純的課堂學習為主向多種學習方式轉變。
我們要通過有新意的科技教育去激發孩子們對科技的興趣,幫助他們廣泛接觸各領域的科技知識,掌握常用工程工具的使用方法,初步訓練工程思維,培養他們勇於接受挑戰、主動學習和綜合運用知識來解決問題的能力。我們要學習借鑒世界先進理念和經驗,如STEAM教育,即在科學、數學、技術、工程和人文藝術這幾個方面,從原理規律的探索和掌握、定量描述工具的學習、技能的學習、集成能力和廣義的人機情操這五個方面,全面實施綜合教育。
剛才我說的這些都是科技教育。而航空科技教育是科技教育的一個科目,也可以說是科技教育的一個特別的課堂。它既帶有科技教育的普遍性,又有獨具魅力的特殊性,且直通有趣的專業和誘人的職業。我們要通過傳播航空科學知識,培養孩子們的探索精神、創造精神、協作精神和動手能力,幫助他們把興趣和志向相結合,為航空航天事業培育高質量的人才打好基礎,這是航空科技教育的目的所在。
二、航空科技教育的使命——傳承文明&強盛國家
關於航空科技教育的使命,我用八個字——「傳承文明、強盛國家」來概括。在這一部分,我跟大家分享一些關於大形勢、大環境、大背景的認識。
首先,搞航空科技教育,要建樹航空事業的全球視野與歷史眼光,知道我們從哪裡來、到哪裡去,要知道世界的格局是什麼?不管是在一線奮鬥的航空從業者和未來要加入這個行業的孩子們,都需要知道我們承擔什麼樣的強國使命和如何實現這個使命。
當我們回溯歷史的時候,請記住這六位先驅。
--241年前,蒙哥爾費兄弟通過製作和使用氣球,實現了人類從兩維空間活動到三維空間活動的偉大提升。
--121年以前,美國的萊特兄弟發明了可操縱、有動力、能夠載人的飛機,開闢了現代航空的新紀元。
--也是在1903年,俄羅斯的齊奧爾科夫斯基指出,人類不能僅在地球和大氣層活動,要飛得更高更遠。
--美國的戈達德在1924年製作了世界首例液體火箭,從技能和工具的層面提供了飛出大氣層的可能性。
這六位是我心目中的航空航天現代文明的開創者。世界航空航天事業,不管是科學技術的創建,還是產業的孕育發展,都是偉大先驅和萬千從業者創造性勞動的成果結晶,並且與三次工業革命,也就是現代科技文明進步密切關聯。
在1760年發端的第一次工業革命中,出現了蒸汽機。蒸汽機的發明使用開闢了火車、輪船等交通工具的新時代,也孕育了空中蒸汽車的設想。雖然未能成功,但在這次工業革命中,蒙哥爾費兄弟藉助熱氣球實現了飛天夢想。在這之後,人類不斷地製造飛行工具,持續改進飛行能力,實現更遠大的飛行目標,成為不斷發展航空、不斷進步的永恆主題。
1870年開啟第二次工業革命,人類有了電力,有了燃機。剛才說的蒸汽機是外燃機,而把能量轉化在密封腔體內部實現,就成了內燃機,也叫活塞發動機。它是人類現代航空的第一份可用動力,直接促成了萊特兄弟有動力、可操縱、載人飛機的成功。第二次工業革命是飛機問世到改進發展、可用航空動力蓬勃發展的時代。
在20世紀40年代開啟的第三次工業革命中,航空發展成為恢宏的產業。以1957年人造衛星升空和1961年蘇聯的加加林成為第一位太空人為標誌,航天業誕生。與核能的釋放、電子計算機和網路的問世與進步、人類認識自身的基因工程的發展等交相輝映,世界航空航天事業奏響壯麗的時代交響。當今,空天動力、先進材料、現代製造與控制技術發展迅猛,AI正在為空天一體、空天融合的新前景賦能。
各位老師、各位關注者,從認知航空航天與工業革命的關係中,我們會看到,全社會的基礎科學、基礎工業為航空航天的發展提供了寶貴的支撐。而航空航天的需求又強烈地帶動了基礎科學和基礎工業的發展與進步。
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跟科學技術和林林總總的航空器、航空裝置並行發展的,是航空產業從形成到壯大的進程。科技在突破發展,需求不斷提出,產業便擴張發展。
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世界航空產業經歷了初創期、擴張期,以及從蘇聯解體到延續至今的整合壟斷期等三個階段,形成了當今的世界格局。
在航空製造業的世界格局中,大型客機領域波音、空客兩強鼎立。支線客機兩個最主要的強者是巴西飛機公司和空客;在2019年空客收購了加拿大龐巴迪公司的C系列飛機之後,空客成為「干支統合」的新超強。公務機、軍用飛機、航空發動機等領域也都有各自的頭部企業。
就航空工業的銷售額而言,美國佔了全球銷售額的一半左右,呈現一強獨霸。而在第二梯隊中,中國已經衝上了排頭。我們的老大哥俄羅斯已經淪落到世界第六。
美國在世界格局中佔據如此強勢的地位,緣於他們對於航空的高度重視,直到今天仍然如此。在2023年一個年份中,美國就發布了三個國家級的航空科學技術、航空工業發展的規劃和計劃。從20世紀60年代以來,美國的航空製造業已經成為保持國際競爭力、維持大國地位的支柱產業,取代了汽車、船舶、鋼鐵、家電,成為對外出口的主要產品,是美國維持貿易平衡的主要工具。
當我們處在「坐二望一」的新歷史地位時,我們應該怎樣規劃未來?我們必須不失時機地提出航空強國的目標。這是我們這一代人、當前的從業者以及你們的教育對象——現在的青少年——要代代接續承擔的歷史責任。
航空強國的內涵之一是,中國航空產業成為與美歐比肩的強國。在2035年前後,實現部分強國目標;到2049年,中華人民共和國建國百年時,成為真正的世界航空強國。進入21世紀以來,中國的航空業已經取得了歷史性的進步。在軍用飛機方面,我們有了「20」系列,引國人自豪的運-20、殲-20和直-20等新裝備,代表了快速發展和取得成就的努力與水平。在民機方面,作為第三極的中國製造正在崛起。
航空強國的另一內涵是,以不斷增強的航空業為國家做出更大貢獻,在產值和就業方面展現其優勢能力。我國的軍民航擁有持久、全面、旺盛的需求。把航空快速發展起來,使其成為牽引科技發展、基礎工業、經濟建設的引擎,是完全可能的。
在所有軍機品種上,我國已無空白,主要品種軍機已經能與世界最強者同場競技。原本較弱的民用航空部門,近年來也取得重大突破。ARJ21新支線噴氣客機已累計交付127架,乘機旅客數已超過1100萬。幹線客機C919已正式交付5架,開始商業運營。C919和ARJ21還飛出國門,參加了今年的新加坡航展。
展望未來,中國民機市場前景向好,預計未來20年需要大約8000架干支線客機和貨機。考慮到經濟基本面對民航產業的持續需求,這提供了巨大的市場潛力。雖然目前中國市場份額還小,但隨著產能的逐年提高,前景無量。Airbus(空客)、Boeing(波音)加上中國商用飛機所代表的「C」,將形成「A+B+C」的新世界格局。
至於無人機,我們在軍用和民用領域都取得了令世界矚目的成就。隨著民用無人機廣泛應用於通用航空和低空經濟,場景擴大,用量劇增,放管結合,造就了獨特的中國現象。迄今實名登記的無人機已超過126萬架,發放了20萬本操控員執照,運營企業接近2萬家。
教育工作者必須了解未來的方向,未來是充滿希望的,值得我們將資源和精力投入到這一偉大的事業。這是我想與大家分享的。
三、航空科技教育的任務——寓教於趣&人才培養
航空科技教育的任務,我也用八個字來概括我的認知:寓教於趣、人才培養。結合航空教育自身特點,談談自己的認識。
所謂「寓教於趣」,意在航空的神奇與有趣。人類的飛天追求是永恆的。從三次工業革命以來,自輕於空氣和重於空氣的航空器先後問世,航空就與國計民生密切關聯。我們需要持續不斷地追求更高、更遠、更久、更舒適、更便捷的飛行。
航空航天本身非常有趣。它涉及的科學技術、工具、創造的產品都非常引人入勝。我從事航空業一生,但每次登機時,看到身軀龐大的飛機能將我們載至高天,快速實現點對點旅行,仍感神奇無比。在教授孩子們航空科學技術時,務必讓他們感受這種神奇,進而萌生永恆追求的夢想。
關於航空科技教育在「人才培養」中的作用,我認為重要的是,通過小學到初中的持續教育,激發孩子們對航空航天的興趣,激勵他們的創新熱情,其中,技能和動手能力至為重要,而知識的積累是持續的過程,需要終生學習。在人才培養中,最應關注的是熱情和初始能力的培養。我概括了16個字:「培養興趣、知曉神奇、積累知識、喜愛動手」。要把這16個字變為豐富的實踐,就需要好老師、好環境、好教材、好教具以及好的活動。
利用這個機會,我再次介紹航空航天的根本驅動力,我們這些施教者需要有更廣闊的知識背景與視野。
從航空到航天,人類的飛行活動不斷擴展邊界。20世紀60年代末升空的「先驅者」和「旅行者」等4款深空航天器,已在太空中飛行了數十年。直到最近,旅行者1號與人類永久失聯,它已在太空飛行了47年,仍未衝出太陽系。探究浩瀚無垠的宇宙,正是航空航天興趣和好奇心的來源。我們需要從一個更高更遠的視角認識和理解宇宙,包括認識地球和人類自己。
從某種意義上說,航空航天的本質驅動可以概括為六個字:「興趣、好奇、不甘」。在上帝創造人類的時候,我們無法像鳥兒一樣自由翱翔,這就需要擺脫生理限制,研製人造裝置,克服星體引力。即使人類藉助人造裝置實現飛行,生理條件也限制了無法無限制地承受高速飛行。在航空航天中,無法自然地提高速度、加速度和過載能力,必須開發替代方案。
要克服地球的引力,有條件地離開大氣層,從稠密的大氣層飛向稀薄的高空,直至真空環境,首要任務是提高速度。當速度超過每秒7.9公里時,有條件地擺脫了地球的引力,這是第一宇宙速度,飛行器成為人造衛星。當達到每秒11.2公里的第二宇宙速度時,飛行器成為人造行星。當達到每秒16.7公里的第三宇宙速度時,可以有條件地擺脫太陽的引力,向著遙遠的深空飛行。
我們的地球被大氣層所包裹,低空有白雲繚繞。為了方便研究和工程實踐,將1000到1200千米厚的大氣層分為五層:對流層、平流層、中間層、熱層和散逸層。位於地表向上100千米高度,有一條看不見的「卡門線」,是錢學森的老師馮·卡門計算得出的軌道運行最低高度,被世界航空航天界認可為航空航天工程分界線。
在當前的航空航天科技活動中,人們通常將接近卡門線的那段高度域稱為Near Space,在許多媒體和文獻中稱臨近空間,實際上,稱為近太空可能更好些,高度範圍覆蓋整個中間層,即從50千米到卡門線。從地面到100千米高度是航空的活動範圍,且分屬各國領空。卡門線之上為自由空間。
在卡門線以上,世界各國釋放和布局了大量航天器,主要是各種人造衛星,這也是商業航天的主戰場。如200千米高的科學衛星,300到400千米高的空間站,即太空站,以及大約1000千米高的低軌通信衛星等。高度繼續增加,直到36,000千米,是地球同步衛星的軌道高度。
航空航天各有特點。無論是輕於空氣的航空器,還是重於空氣的航空器,都需要有效利用空氣,同時又必須克服空氣帶來的負面影響,如阻力和氣動加熱等。
而航天之難,集中在需要使用大推力火箭獲得高速度,直至宇宙速度,要應對嚴酷的真空、強輻射的太空環境,要解決極遠距離通信以及軌道和姿態控制等難題。
航空與航天的產業特點不同,前者通常是大批量生產,後者多為小批量甚至單件生產。大多數航天器是一次性的,除非是載人或必須返回的返回艙需要回到地面,而所有航空器都是從地面起飛並返回地面。因此,我將其形容為:頂天立地是航空,詩與遠方是航天。這不是政治釋義,而是各自科技特點的表述。
我們回到「人才培養」這個話題。目前,國家在大力推動創新人才的培養。那麼,什麼是創新人才?我以為,其最重要的兩個特質是:像科學家一樣思考,像工程師一樣行動。這是一種形象的描述,可能不完全精準。像科學家一樣思考的核心是科學邏輯;像工程師一樣行動的核心是工程思維。在英語中分別是「Logic of Science」和「Engineering Thinking」。要培養創新型人才,需要努力從小培養孩子的科學邏輯和工程思維。
科學邏輯的目標是解釋真實存在的世界,而工程思維的目標是創造前所未有的「世界」——這裡的「世界」可以小至一個小產品,大至一項浩繁複雜的工程。科學邏輯強調自由思想、好奇心、無功利性,識別、推理和驗證。工程技術人員需要從科學中探索可能性。
還以地球及其大氣層為例,這是客觀存在的。地球的自轉和公轉也是客觀存在的,月亮圍繞地球轉動,形成潮汐現象。這是基於科學邏輯的認知。如果現代人缺乏足夠的科學知識,就無法建樹科學邏輯。在航空航天領域,有許多相關的科學知識需要掌握,諸如地形、洋流和高空環流的影響、無線電信號的傳輸特性、氣溫在大氣層的垂直分布、極光和電離現象的發生及其影響等。
而工程思維則通過構造、約束和選擇來創造新世界。構造指的是從無到有的創意和設計;小到一個與眾不同的茶杯,不僅要有實用價值,還要能提供良好的用戶體驗,甚至像藝術品一樣美觀,賞心悅目。任何設計都受到約束,包含社會效益、科學倫理、成本和材料的可用性等。然後,才能做出選擇,尋找最優解決方案。這些思維模式並不深奧,時時處處體現在我們的生活與工作中。對於孩子們的教育,需要能動地引入有利於建樹工程思維的方法與工具,有些工具還要與實際工程中的工具相一致。這是我對創新人才特質的一些理解。
在討論學校科技教育的形式時,以賽生趣、以賽促學,是一個適應多領域的好方法。而航空科技教育中以航模和無人機為載體進行的賽事,更具科技性和趣味性。一個好的賽事,需考慮賽事要素、賽事情境和賽事設計等三方面。賽事要素有有四個:知識、技能、工具和團隊。雖然表面上是一個人參與比賽,但後台一定有一個團隊支持。要幫助孩子們從小就建立團隊和協同合作的理念。
關於賽事情境,可按三個層階考慮,即興趣激發、應用牽引和系統解決問題。可以按照「持續進步、進階提升、面嚮應用」的方針,去設計賽事。這是一個動態的、不斷變化的思考方式,可根據這個邏輯來策劃和設計賽事。作為一線教師,你們有這份責任,同時你們也有豐富的實踐經驗。
我認為,在小學階段,主要是激發興趣和掌握基本技能。基本技能包括手工製作,當然是一些相對容易實現的航模和低端無人機的製作;還有操控技能,既包括個人的操控,也包括團隊的合作操控。可以設計和開展有趣的競技比賽,如競速、穿越,避障等,還可以開展空中影像攝取競賽,使用無人機獲取高清晰度的俯瞰照片和錄像。現在,隨著計算機技術的普及,小學生就開始學習編程,可以把無人機編程挑戰作為基本賽事。
到了初中階段,需要逐步加強應用導向,讓學生理解和應用知識在各種生活場景中的實際價值,如應急救援、監測巡檢、農林植保、物流運送等。這些真實的應用場景,有些甚至在小學階段就接觸到,而初中階段可以圍繞這些場景設計一些賽事,以競賽為趣、以競賽促學,培養理解應用,和把知識、技能應用於多樣社會生活場景中的能力。
進入高中階段後,提升的重點是針對特定問題,提出解決方案。以編程為例,小學階段就有按初級要求開展的編程挑戰,而高中階段可以進行創意編程。比如,針對交通擁堵問題,通過觀察交通情況,建立流量統計與流量匹配的數學模型,把無人機用於觀察、監控、調整等任務環節,從而解決這一問題,這需要綜合運用相關知識和無人機技術等。還可對於軍事應用,進行專題探索等。
相信在各位老師和科研機構、創新公司、大學和商業機構等的共同努力下,以無人機為載體的賽事活動,一定能夠設計好、開展好,成為航空科技教育中最誘人、最活躍的組成部分。
四、航空科技教育的新背景——關於無人機和低空經濟的情況介紹
應活動組織者的要求,我用一點時間,與大家分享一些關於當前航空發展熱點的資訊與認識,主要是關於無人機和低空經濟,這些與我們的學校航空科技教育有關,也和有關機構正在組織編製的學校科技教育團體標準有關。
首先是關於無人機。無論航空器有多少種,根據有無人駕駛來分,就是兩類:有人駕駛和無人駕駛航空器。根據國際民航組織的規定,無人駕駛也包括模型航空器。同時,還有遙控航空器RPA(Remotely Piloted Aircraft)和自主航空器UA(Unmanned Aircraft)或UAS(Unmanned Aircraft System)。這三類航空器處於同一層次。
在中國航空界,把遙控和自主這兩類航空器統稱為無人機或無人系統。對應的英語辭彙是近年來廣泛使用、軍民皆可的Drone。按照用途分類,無人機分為軍用和民用兩類。軍用無人機也稱國家無人機。民用無人機原來分為工業級和消費級,隨著載人無人機的出現,可能出現一種「載人級」的新類別。
老師們對於航模和無人機之間的關係特別關注。它們有一些共同之處,也有一些不同之處。共同之處在於它們都是無人操作的,都具有科學驗證的功能。沒有航模就沒有航空事業。儘管無人機具有各種用途,但它仍然可以用於科學驗證。在這兩個方面,航模和無人機是相似的。在基本構型、材料、製造等方面,它們也有很多相似之處。
航模和無人機的區別可以列出許多。但最重要的是兩點:第一是功能的差異,第二是性能的差異。功能差異的核心是看機上有無任務載荷,是否具有任務能力。如果沒有,可以歸為航模。至於性能方面,航模都是通過遙控來實現,是短距離的、低空的自由飛。但無人機不同,它們既有遙控操控的,也有自動控制的,還會有完全自主控制的,即不需要人工干預,不僅機內無人,地面也不需要人工控制,包括高端的軍用無人機,它們不需要地面的指揮控制系統,可以獨立執行任務,實時感知態勢,做出決策,包括在需要時自行改變已經裝訂的航路與任務程序。這被稱為自主控制。
綜合以上介紹,通過是否具有任務載荷和控制方式的區別,我們可以把航模與無人機區分開來。但同時我認為,在小學、初中和高中的科技教育中,只要概念清楚,並非一定要把航模和無人機劃分得那麼清楚。
我們應該去幫助孩子們體味航空模型的魅力,孩子們很容易進入這個有魅力的小世界,進而去觸摸無人機事業。無論是航空模型還是無人機,它們都是知識載體,通過「做」「玩」「用」,去學習,去領悟,去積累,這是成長的生動課堂,也是了解航空事業最初的平台。
最近,大家都很關心低空經濟。利用這個機會,也介紹一點情況,談一點認識。2023年11月,中央經濟工作會議明確將低空經濟作為我國戰略性新興產業之一,提出要打造和大力發展低空經濟,並提出開闢產業新賽道。
這項事關我國經濟與航空發展的號召與部署,有兩個關鍵點,第一,低空經濟被認定為戰略性新興產業,成為新時期國家現代化產業體系的組成部分,成為新質生產力的代表,為航空發展指明了新的應用領域與方向,意義非凡;第二,低空經濟的主角是「航空」,核心活動是「飛行」,提出發展低空經濟,將極大地促進我國全航空產業的大發展,其意義堪比「大飛機」與「兩機專項」,其影響與作用甚至更為深遠。
何為低空經濟?低空經濟是一個經濟概念,是描述一種經濟形態的專用術語,即以低空飛行活動為核心,牽引和帶動相關領域發展、取得經濟價值的一種綜合性經濟形態。「低空」是空域高度範圍的一個界定,按照我國空域劃分,從地面起,真高1000米以下的大氣高度範圍為「低空」。
所謂空域,是指地球表面以上可供飛行的空間;國家空域具有主權性、公共性、安全性和經濟性;而「真高」即真實高度,指飛行中的航空器和它正下方的地面之間的垂直距離。
低空飛行的主要航空器為直升機、小型飛機和各式各樣的無人機等。也就是說,在1000米以下、依靠適用於這個高度範圍的各式航空器開展的飛行活動構成了低空經濟的核心活動。無低空飛行,就無低空經濟。無低空航空器,就無低空經濟。
但是,既然低空經濟是經濟概念,是一種經濟形態的表述,它必然要落腳到經濟上。因此,低空航空器是經濟活動的平台,低空飛行是經濟活動的載體,其本質作用是助力創造經濟價值,而不是「為飛而飛」的無功利飛行。
故而,對於低空經濟模式的典型表徵是:行業(應用)+航空(飛行)。諸如「貨運+航空」「農林+航空」「醫療+航空」「通勤+航空」「旅遊+航空」「體育+航空」「電力+航空」「環保+航空」「研學+航空」等等。所有需要低空航空的行業與應用主體,在應用低空航空後產生的經濟增值的總和就是低空經濟的價值。
發展低空經濟需要多要素支撐,最基本的五大要素是:市場、空域、政策、技術、安全。技術與安全要素,既體現在適用產品上,又體現在管理與服務中。核心要素是市場,即是否有持續、大規模應用低空飛行器、開展低空飛行活動的需求。
舉一個最新的案例。2月27日,上海峰飛航空科技公司自主研製的「盛世龍」電動垂直起降(eVTOL)航空器,按「空中的士(飛的)」模式,模擬載運一家人出行,從深圳蛇口郵輪母港飛至珠海九洲港碼頭,試飛成功。航線跨越珠江入海海灣,航程50km,用時20分鐘。利用地面交通工具,完成這樣的點對點抵達,需要2.5到3小時。
這次公開演示飛行,意義重大,表明一種快捷、環保的新出行方式,正向我們走來。而在此次飛行的一個月前,2024年1月26日,在深圳市羅湖區政府「低空經濟十條」政策發布會上,區委書記范德繁親身乘坐EH216-S,完成了一次演示體驗飛行。EH216-S是另一款eVTOL航空器,由廣州億航智能公司研發;2023年10月13日獲我國民航局頒髮型號合格證(TC),成為新品種——載人級無人駕駛航空器的世界首證。
把無人機用於載人,加入空中交通體系,實現召之即來的低空飛行服務,這就是人們期盼的「飛的時代」。這個時代是否真的到來,應以常態化、規模化應用為標誌。應用場景的湧現,與經濟活動的活躍程度和國民的消費水平直接相關。
粵港澳大灣區正在中央大力發展低空經濟的號令下,大手筆地規劃和推動低空飛行,計劃在未來數年內開設數百條eVTOL航線和上千個起降點。在GDP總量超過13萬億的大灣區,為在這裡生活和工作的1億公眾,率先提供一種新出行方式,讓低空飛行不再是少數人的「專享」。而人的快速便捷流動,將有力地帶動低空經濟的要素配置與活動開展,創造出新的應用,帶來相應經濟效益。
這只是一個例子。隨著我國空域的不斷開放,低空經濟活動將越加活躍,這是一個動態過程,是一個逐步發展、不斷演化、不斷擴展的過程。
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在我們從事航空科技教育時,要密切關注這些最新進展,同時也應該用適當方式,把這些新動態和未來發展前景告訴給孩子們,激發他們的美好憧憬,更自覺地參與學習與活動,為長大後投身航空航天事業做好準備。
感謝大家一個半小時的陪伴。歡迎以各種方式與我取得聯繫,指出不足之處,提出批評和建議。再次感謝!