2月14日香港灣仔海濱無人機(jī)表演 來源：新華社

原標(biāo)題：低空經(jīng)濟(jì)爆發(fā)：無人機(jī)產(chǎn)業(yè)背后的制造極限與計算革命

日前（2026年2月14日），在粵港澳大灣區(qū)的上空，2026架無人機(jī)騰空而起，組成一幅“駿馬迎春”的數(shù)字畫卷，拉開了中國低空經(jīng)濟(jì)“蹄疾步穩(wěn)、一馬當(dāng)先”，正式進(jìn)入“規(guī)模化破局之年”的序幕。

當(dāng)成千上萬架無人機(jī)在除夕夜的天空中變幻出立體春福，當(dāng)外賣“從天而降”成為寫字樓白領(lǐng)的日常，當(dāng)山區(qū)的急用藥可以通過空中通道快速送達(dá)——這些科幻電影般的場景，正在2026年的中國加速照進(jìn)現(xiàn)實。

2026年伊始，低空經(jīng)濟(jì)熱度有增無減。從竹基復(fù)合材料無人機(jī)的成功全球首飛，到全國超過200萬注冊無人機(jī)數(shù)量走進(jìn)大眾，這片“萬億藍(lán)海”已不再是單純的政策概念，而是進(jìn)入了體系化落地的關(guān)鍵階段。新華社援引民航局預(yù)測，2025年我國低空經(jīng)濟(jì)市場規(guī)模將達(dá)1.5萬億元、2035年有望突破3.5萬億元[1]。然而，當(dāng)交付壓力呈指數(shù)級增長，作為制造大國的我們是否真的準(zhǔn)備好了迎接“制造極限”的挑戰(zhàn)？

01 低空經(jīng)濟(jì)進(jìn)入規(guī)模化拐點，無人機(jī)正成為新“基礎(chǔ)設(shè)施”

如果說2024年是低空經(jīng)濟(jì)的政策元年，2025年是低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展元年，那么2026年無疑是其規(guī)模化運營的“破局之年”。

賽迪智庫最新行業(yè)報告顯示[2]，2025年我國低空經(jīng)濟(jì)通過持續(xù)深化政策引領(lǐng)與產(chǎn)業(yè)協(xié)同，在空域管理精細(xì)化、運行標(biāo)準(zhǔn)體系化方面取得突破，呈現(xiàn)“量質(zhì)齊升”態(tài)勢 。截至2025年底，我國無人機(jī)運營企業(yè)數(shù)量已突破近2萬家，飛行時長大幅增長。曾經(jīng)遙遠(yuǎn)的eVTOL（電動垂直起降航空器）也進(jìn)入了適航審定的深水區(qū)，預(yù)示著載人飛行時代的臨近。

過去一年，我國無人機(jī)應(yīng)用場景實現(xiàn)爆炸式擴(kuò)張，商業(yè)化程度不斷加深：物流配送方面，美團(tuán)無人機(jī)已完成超60萬真實訂單，京東等企業(yè)在偏遠(yuǎn)山區(qū)布局常態(tài)化航線[3]；公共服務(wù)方面，應(yīng)用無人機(jī)進(jìn)行應(yīng)急救援、山地物資投送、電力巡檢成為剛需；農(nóng)業(yè)植保方面，無人機(jī)智慧化升級大幅提升病蟲害識別與精準(zhǔn)噴灑效率；文化娛樂方面，無人機(jī)表演、共享無人機(jī)租賃、航拍旅拍等業(yè)務(wù)成為城市文旅與數(shù)字傳播新亮點。

無人機(jī)的不同應(yīng)用場景 來源：unmanned systems technology

市場增長的同時，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)也在加速。2026年2月，十部門聯(lián)合發(fā)布《低空經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2025年版）》，明確到2027年標(biāo)準(zhǔn)體系“基本建立”，到2030年低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)“超過300項”[4]。幾乎同一時間，行業(yè)也被提醒：2026年年內(nèi)多項低空強(qiáng)制性國標(biāo)將施行，不符合強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)企業(yè)將面臨產(chǎn)品召回風(fēng)險——這句話像一記警鐘，更是對市場規(guī)模制造能力與良率控制的直接考驗[5]。

交付壓力與制造能力之間的矛盾正在以爆發(fā)式的強(qiáng)度積累：大規(guī)模訂單、嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的一致性要求，與過去手工作坊式“小批量試錯”模式的生產(chǎn)矛盾愈發(fā)尖銳。這一矛盾已成為行業(yè)不可回避的核心命題——制造端必須在第一次試制之前就給出“正確答案”，傳統(tǒng)的“設(shè)計-試制-修模-再試制”周期在巨大的交付壓力和時間成本前正失去存在空間。

02 更輕、更大、更復(fù)雜：無人機(jī)制造的三大趨勢

當(dāng)市場從試點走向規(guī)模化，“輕量、尺寸與復(fù)雜度的極限”同時成為制造的主旋律。機(jī)體必須越來越輕以延長續(xù)航與提升載荷效率，同時為了承擔(dān)更豐富的任務(wù)，無人機(jī)尺寸和內(nèi)部功能復(fù)雜度也在同步上升；這些發(fā)展趨勢并非孤立存在，而是互為因果、共同推動制造端進(jìn)入一個全面加速、且難度指數(shù)級攀升的階段。

更輕：先進(jìn)輕量材料成為主旋律

輕量化是無人機(jī)設(shè)計與制造的核心趨勢之一，每一克減重都可能換來更長的續(xù)航、更大的有效載荷和更廣的適用范圍。在低空無人機(jī)的材料體系中，CFRP（碳纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料）與輕合金已成為主流關(guān)鍵材料：CFRP因強(qiáng)度重量比和抗疲勞優(yōu)勢被廣泛用于機(jī)身、機(jī)翼、槳葉等；鋁合金以良好成形性、較高比強(qiáng)度與抗振性能等常用于框架、支撐結(jié)構(gòu)與連接件。

中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會報告指出[6]，CFRP（碳纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料）以高比強(qiáng)度、高比模量、抗疲勞等特性成為航空航天結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心材料，同時也強(qiáng)調(diào)了其制造成本與工藝復(fù)雜性、制造缺陷控制（如孔隙率、纖維排布偏差影響可靠性）等挑戰(zhàn)。

碳纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料 來源：NitPro composites

然而，先進(jìn)輕量材料往往伴隨著更為狹窄的工藝窗口，對溫度、壓力、固化路徑的控制要求極高。這就是說，能用來“糾錯”的時間更短，參數(shù)波動更致命，給制造端帶來前所未有的不確定性。

更大：薄壁化與大尺寸結(jié)構(gòu)并行

無人機(jī)的“更大”并不只意味著翼展或機(jī)身變長，更意味著外殼、艙體、承力框架在結(jié)構(gòu)上走向“大殼體+局部強(qiáng)化”的形態(tài)。從工業(yè)巡檢平臺到物流運輸載具，從 eVTOL 到大型固定翼無人機(jī)，這類大尺寸機(jī)型正逐漸進(jìn)入主流應(yīng)用領(lǐng)域。這種“大”的演進(jìn)，將帶來無人機(jī)在任務(wù)能力、平臺可靠性與靈活性等維度質(zhì)的飛躍。與之同步發(fā)生的是無人機(jī)的薄壁化趨勢，即用更少的材料覆蓋更大的空間。

在制造層面，薄壁殼體表面積加大、平均壁厚變小，表面張力則會顯著影響充型，容易出現(xiàn)澆不足、縮松縮孔等缺陷，同時加工余量更少帶來更大的尺寸控制難度。《特種鑄造及有色合金》關(guān)于A380合金薄壁殼體壓鑄的研究強(qiáng)調(diào)：為了獲得“高精度、輕量化薄壁殼體”，需要圍繞充型速度、增壓時間、比壓等關(guān)鍵參數(shù)做系統(tǒng)試制與優(yōu)化[7]。也就是說，對于無人機(jī)的壁薄化大尺寸殼體，在“充型—凝固—頂出”全制造鏈條都更敏感，只要其中一環(huán)輕微偏離，良率就會雪崩式下滑。

遠(yuǎn)程重載多用途中空長航時無人機(jī)“翼龍”-3  來源：搜狐

更復(fù)雜：加速向一體化成型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變

過去無人機(jī)設(shè)計強(qiáng)調(diào)模塊化裝配——標(biāo)準(zhǔn)化部件通過接口組合成整機(jī)，可以靠墊片、局部打磨、應(yīng)力釋放、裝配順序去“補償”一部分制造波動。如今為了減少裝配誤差、提升結(jié)構(gòu)剛度與整體可靠性，設(shè)計逐步向一體化成形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，通過將多個功能區(qū)域融入同一結(jié)構(gòu)件中，以實現(xiàn)整機(jī)重量與應(yīng)力路徑的最優(yōu)配置。

國家材料腐蝕與防護(hù)科學(xué)數(shù)據(jù)中心的研究指出[8]：為達(dá)到氣動外形精度與減重效果，復(fù)合材料的無人機(jī)機(jī)體更適合“大面積一體化成型”，以減少拼接組裝帶來的連接問題與連接贅重。

但這也意味著，任何設(shè)計與制造之間的偏差都會直接累積到成品上，幾乎沒有裝配補償空間，任何質(zhì)量問題都會從局部缺陷變成系統(tǒng)風(fēng)險[9]。因此，一體化結(jié)構(gòu)對制造一致性、尺寸精度和熱處理控制提出了更高要求，必須在模具設(shè)計環(huán)節(jié)進(jìn)行鑄造仿真與優(yōu)化[9]。也可以理解為，一體化成型的本質(zhì)是用“工藝與計算”去換“零件與裝配”。

03 三道必須跨越的工程極限

無人機(jī)“更輕、更大、更復(fù)雜”的趨勢無疑是推動行業(yè)前進(jìn)的動力。但在制造端，也是逼近工程極限的三大尖銳痛點，往往會演化為試制成本失控、模具周期被拖長、良率遲遲無法爬坡、交付窗口不斷被壓縮，投資回報不確定等商業(yè)后果[5]。

對于正在進(jìn)入規(guī)模化階段的無人機(jī)產(chǎn)業(yè)來說，這三道工程極限，是必須跨越的“三道關(guān)口”。

極限一：
薄壁大尺寸帶來充型穩(wěn)定性難題

大尺寸薄壁構(gòu)件的制造首先面臨的，是材料流動、模具填充與冷卻穩(wěn)定性的極限挑戰(zhàn)，也就是“能不能填得滿、能不能填得穩(wěn)”。傳統(tǒng)工藝在中小尺寸零件上具有豐富的經(jīng)驗，但當(dāng)尺寸達(dá)到極大量級、壁厚極薄時，熔體在型腔內(nèi)的填充路徑變長、速度分布不均，造成卷氣風(fēng)險；冷卻速度失去均衡，容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力與內(nèi)應(yīng)力梯度；熱循環(huán)不均使變形、冷隔風(fēng)險提高。

充型不穩(wěn)的直接后果最先體現(xiàn)在“試制成本”上。以汽車一體化壓鑄為參照，中國證券報報道指出[10]，傳統(tǒng)壓鑄模具成本不超過400萬元，而超大型壓鑄模具成本普遍在千萬元以上，開發(fā)周期達(dá)到150–180天。模具高投入與設(shè)備投資疊加，使得“一次試錯”變得異常昂貴。同理，在無人機(jī)制造領(lǐng)域，每一次“填不滿”，燒掉的不只是材料和工時，更是交付窗口、客戶信心與現(xiàn)金流安全。

極限二：
輕量化材料帶來極窄工藝窗口挑戰(zhàn)

如果說薄壁結(jié)構(gòu)挑戰(zhàn)的是“能不能填滿”，那么輕量化材料挑戰(zhàn)的則是“有沒有空間犯錯”。無人機(jī)產(chǎn)業(yè)大量使用鋁合金、鎂合金以及復(fù)合材料體系，這些材料雖然具有優(yōu)異的比強(qiáng)度，卻往往伴隨著一個共同特點——把工藝窗口壓縮到極窄。

工藝窗口，是指制造參數(shù)允許波動的范圍，包括澆注溫度、模具溫度、填充速度、壓射曲線、增壓時機(jī)、冷卻速率等。在傳統(tǒng)材料體系中，這些參數(shù)往往存在一定緩沖區(qū)間，即便發(fā)生輕微波動，也不一定會導(dǎo)致嚴(yán)重缺陷。而在輕量化材料體系中，這個緩沖區(qū)往往被壓縮到極小范圍。例如：鎂合金在充型過程中更容易產(chǎn)生氧化夾雜；高強(qiáng)鋁合金對凝固路徑極其敏感，容易產(chǎn)生熱裂與縮孔；薄壁結(jié)構(gòu)下補縮能力下降，氣孔缺陷更難避免；熱處理過程中殘余氣孔可能迅速膨脹，引發(fā)結(jié)構(gòu)失效。

在這種情況下，依靠經(jīng)驗逐步試錯的傳統(tǒng)工藝開發(fā)方式，已經(jīng)難以在有限周期內(nèi)找到穩(wěn)定工藝窗口。

極限三：
一體化成形帶來應(yīng)力與變形風(fēng)險

無人機(jī)制造的第三道坎，是一體化成型帶來的應(yīng)力與變形挑戰(zhàn)。一體化結(jié)構(gòu)的最大痛點，是沒有裝配補償空間，任何內(nèi)部應(yīng)力、熱膨脹、變形趨勢都必須在工藝路線中提前計算與控制，對模具與仿真提出更嚴(yán)苛要求[9]。在鑄造成形階段，金屬液從高溫狀態(tài)迅速冷卻凝固，不同區(qū)域的溫度梯度會形成復(fù)雜的熱應(yīng)力場。對于尺寸較大的結(jié)構(gòu)件，薄壁區(qū)域與加強(qiáng)筋區(qū)域之間的冷卻速度差異會進(jìn)一步放大這種應(yīng)力分布不均。這些應(yīng)力被“鎖”在材料內(nèi)部，就會形成殘余應(yīng)力。

更為棘手的是，這些問題并不會立刻顯現(xiàn)。很多零件在鑄造完成時看起來完全合格，但在后續(xù)機(jī)加工或熱處理過程中，殘余應(yīng)力釋放后便可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)翹曲、尺寸偏移甚至局部開裂。一旦問題暴露，很難通過后續(xù)工藝完全修復(fù)，意味著整批零件都可能需要返工甚至報廢。

在大型結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)中，這種風(fēng)險會迅速放大為供應(yīng)鏈壓力。模具開發(fā)周期長、設(shè)備投入高，一旦工藝路線出現(xiàn)問題，每一次試制失敗都會消耗大量時間與資金。對于剛剛進(jìn)入規(guī)模化階段的無人機(jī)產(chǎn)業(yè)來說，這種“高投入—高不確定性”的制造風(fēng)險幾乎是致命的。

04 決戰(zhàn)，從“試出來”到“算出來”

面對上述不斷逼近的制造極限，行業(yè)中一個新的共識正在悄然形成：必須改變工藝開發(fā)的方法論，從“試出來”走向“算出來”。

過去幾十年，制造業(yè)習(xí)慣通過“試制—修模—再試制”的方式尋找最優(yōu)工藝。這種方法在產(chǎn)品復(fù)雜度較低、生產(chǎn)節(jié)奏較慢的時代是可行的。但當(dāng)產(chǎn)品尺寸不斷擴(kuò)大、結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜、交付周期持續(xù)壓縮時，制造企業(yè)逐漸意識到：決定競爭力的，不再是試錯速度，而是仿真預(yù)測能力。

仿真成為制造系統(tǒng)的重要基座

在這一背景下，仿真軟件已不再是單一的輔助工具，而是轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃煜到y(tǒng)中解決新質(zhì)生產(chǎn)力制造瓶頸的關(guān)鍵能力。對這一點，工信部國家科技重大專項指南已明確把“多物理場耦合仿真、GPU并行加速比不低于10倍、仿真時間從‘以天計’縮短至2小時以內(nèi)”等指標(biāo)寫進(jìn)項目目標(biāo)，反映了國家層面對“算得快、算得準(zhǔn)、算得動”的仿真能力的現(xiàn)實需求[11]。

通過多物理場仿真，制造企業(yè)可以在真實生產(chǎn)之前，對整個制造過程進(jìn)行數(shù)字化預(yù)測，金屬液充型路徑、溫度場演化、凝固過程、缺陷形成、應(yīng)力與變形等原本只能在試模后才能發(fā)現(xiàn)的問題，如今完全可以在設(shè)計階段就被識別與優(yōu)化。

也正是在這樣的產(chǎn)業(yè)背景下，新一代國產(chǎn)鑄造仿真平臺開始涌現(xiàn)。

SuperCAST 智鑄超云

以國產(chǎn)模流軟件“SuperCAST智鑄超云”為例，它不只給工程師提供一個快捷的工具，而是把“算力、流程、數(shù)據(jù)傳遞、可復(fù)用經(jīng)驗”組建成一條完整鏈路，讓組織從“靠人扛”轉(zhuǎn)為“靠系統(tǒng)跑”。

具體來說，智鑄超云仿真的核心能力體現(xiàn)在三個關(guān)鍵維度。

SuperCAST智鑄超云

第一，并行與云計算能力，一體化大件也能“算得動”。

對于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，仿真模型的網(wǎng)格數(shù)量往往達(dá)到億級規(guī)模，傳統(tǒng)軟件的算力似乎已經(jīng)到達(dá)天花板，動輒計算崩潰或需要好幾天的計算時間，導(dǎo)致每一次修改方案和驗證都要漫長的等待。

智鑄超云打造了國內(nèi)首個云原生CAE平臺架構(gòu)，采用“MPI+X”混合并行模式，既支持CPU多核，也支持GPU加速。通過服務(wù)器核數(shù)拉滿的極限測試，對于1000噸級以下的小產(chǎn)品，從導(dǎo)入模型到計算結(jié)束，最快只要15分鐘；即使面對6000噸以上的大型一體化結(jié)構(gòu)件，智鑄超云最快也能在2小時內(nèi)完成全流程仿真分析。不用安裝，不挑硬件，在哪都能高效跑仿真，大幅縮短計算周期。

國內(nèi)首個云原生CAE平臺“星河架構(gòu)”

第二，自研求解器技術(shù)體系，捕捉每一個細(xì)節(jié)。

無人機(jī)結(jié)構(gòu)件常常包含大量薄壁、薄筋與局部加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，這些幾何細(xì)節(jié)往往是決定良品率的關(guān)鍵。智鑄超云采用格子玻爾茲曼算法（LBM）流體求解器、溫度求解器、應(yīng)力變形求解器，可以在保持計算效率的同時捕捉關(guān)鍵細(xì)節(jié)，逐幀還原高速填充、大湍流、拐點變化等細(xì)節(jié)流態(tài)；精準(zhǔn)模擬零件從凝固到冷卻的全過程應(yīng)力變形。

第三，多物理場耦合，真正支撐決策。

真實的無人機(jī)制造過程往往是多物理場耦合的結(jié)果，孤立地看任何一個場都是片面的，只有在同一計算框架下同時考慮充型、凝固、缺陷、溫度場乃至應(yīng)力與變形等物理場耦合過程，仿真結(jié)果才能真正用于工程決策。

智鑄超云實現(xiàn)了從單一物理場到多物理場、從單一工藝到全流程的跨越：覆蓋高壓、低壓、重力、半固態(tài)等主流鑄造工藝；支持流場、溫度場、應(yīng)力場、微觀組織演化等多物理場耦合分析；提供從充型、凝固到熱處理的全流程仿真以及從宏觀到微觀的一體化分析能力。同時，智鑄超云支持多物理場“聯(lián)動視圖”，可同時在同一頁面對不同仿真結(jié)果進(jìn)行關(guān)聯(lián)洞察，做出最優(yōu)決策。

智鑄超云多物理場“聯(lián)動視圖”結(jié)果對比

05 結(jié)語

低空經(jīng)濟(jì)的快速崛起，表面上是一場關(guān)于飛行器與空域的新產(chǎn)業(yè)革命。但更深層次上，它也是一次制造邏輯的重新洗牌。當(dāng)無人機(jī)產(chǎn)業(yè)走向規(guī)模化，真正決定企業(yè)競爭力的，不只是飛行控制算法或應(yīng)用場景，而是制造體系是否能夠穩(wěn)定支撐復(fù)雜產(chǎn)品的大規(guī)模交付。在這個過程中，比拼的是制造系統(tǒng)的整體協(xié)同能力，誰能夠在設(shè)計階段預(yù)測風(fēng)險、在制造前鎖定工藝、在組織層面復(fù)用經(jīng)驗，誰就更有可能在規(guī)模化競爭中脫穎而出。

隨著低空經(jīng)濟(jì)等更多新質(zhì)生產(chǎn)力領(lǐng)域的持續(xù)繁榮，仿真技術(shù)也將作為高端制造體系的重要底座，讓工藝設(shè)計的門檻被無限降低，創(chuàng)新迭代的速度被極大釋放，讓中國高端制造引領(lǐng)世界潮流，創(chuàng)造屬于未來的智造秩序！

參考文獻(xiàn)

[1] 新華網(wǎng).《逐空而上！低空經(jīng)濟(jì)加速啟航萬億新賽道》，2025-12-22.

[2] 賽迪研究院.《2026我國低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢展望》，2026-1.

[3] 證券日報.《技術(shù)破壁與政策護(hù)航 低空經(jīng)濟(jì)2026開啟規(guī)模化運營新篇章》，2026-1-15.

[4] 新華網(wǎng).《十部門發(fā)文推動低空經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)》，2026-02-02.

[5] 經(jīng)濟(jì)參考報（新華網(wǎng)轉(zhuǎn)載）.《多項低空強(qiáng)制性國標(biāo)將施行》，2026-01-28.

[6] 中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會.《碳纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用演進(jìn)與挑戰(zhàn)》，2025-08-08.

[7] 《特種鑄造及有色合金》.吳玲等，《A380合金薄壁殼體壓鑄工藝研究》，2022.

[8] 國家材料腐蝕與防護(hù)科學(xué)數(shù)據(jù)中心.《無人機(jī)用超輕碳纖維復(fù)合材料》，2018-07-13.

[9] 《特種鑄造及有色合金》.查敏，《輕合金大型一體化結(jié)構(gòu)部件壓鑄成形技術(shù)研究進(jìn)展》，2024.

[10] 中國證券報（證券時報網(wǎng)轉(zhuǎn)載）.《汽車輕量化需求大 一體化壓鑄“輕裝上陣”》, 2022-07-27.

[11] 工業(yè)和信息化部.《智能制造系統(tǒng)和機(jī)器人國家科技重大專項》2026申報指南, 2025-09.