2月14日香港灣仔海濱無人機表演 來源：新華社

原標題：低空經濟爆發：無人機產業背后的制造極限與計算革命

日前（2026年2月14日），在粵港澳大灣區的上空，2026架無人機騰空而起，組成一幅“駿馬迎春”的數字畫卷，拉開了中國低空經濟“蹄疾步穩、一馬當先”，正式進入“規模化破局之年”的序幕。

當成千上萬架無人機在除夕夜的天空中變幻出立體春福，當外賣“從天而降”成為寫字樓白領的日常，當山區的急用藥可以通過空中通道快速送達——這些科幻電影般的場景，正在2026年的中國加速照進現實。

2026年伊始，低空經濟熱度有增無減。從竹基復合材料無人機的成功全球首飛，到全國超過200萬注冊無人機數量走進大眾，這片“萬億藍海”已不再是單純的政策概念，而是進入了體系化落地的關鍵階段。新華社援引民航局預測，2025年我國低空經濟市場規模將達1.5萬億元、2035年有望突破3.5萬億元[1]。然而，當交付壓力呈指數級增長，作為制造大國的我們是否真的準備好了迎接“制造極限”的挑戰？

01 低空經濟進入規模化拐點，無人機正成為新“基礎設施”

如果說2024年是低空經濟的政策元年，2025年是低空經濟的發展元年，那么2026年無疑是其規模化運營的“破局之年”。

賽迪智庫最新行業報告顯示[2]，2025年我國低空經濟通過持續深化政策引領與產業協同，在空域管理精細化、運行標準體系化方面取得突破，呈現“量質齊升”態勢 。截至2025年底，我國無人機運營企業數量已突破近2萬家，飛行時長大幅增長。曾經遙遠的eVTOL（電動垂直起降航空器）也進入了適航審定的深水區，預示著載人飛行時代的臨近。

過去一年，我國無人機應用場景實現爆炸式擴張，商業化程度不斷加深：物流配送方面，美團無人機已完成超60萬真實訂單，京東等企業在偏遠山區布局常態化航線[3]；公共服務方面，應用無人機進行應急救援、山地物資投送、電力巡檢成為剛需；農業植保方面，無人機智慧化升級大幅提升病蟲害識別與精準噴灑效率；文化娛樂方面，無人機表演、共享無人機租賃、航拍旅拍等業務成為城市文旅與數字傳播新亮點。

無人機的不同應用場景 來源：unmanned systems technology

市場增長的同時，行業標準體系建設也在加速。2026年2月，十部門聯合發布《低空經濟標準體系建設指南（2025年版）》，明確到2027年標準體系“基本建立”，到2030年低空經濟領域標準“超過300項”[4]。幾乎同一時間，行業也被提醒：2026年年內多項低空強制性國標將施行，不符合強制性國家標準的生產企業將面臨產品召回風險——這句話像一記警鐘，更是對市場規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式的強度積累：大規模訂單、嚴苛標準、復雜結構件的一致性要求，與過去手工作坊式“小批量試錯”模式的生產矛盾愈發尖銳。這一矛盾已成為行業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”，傳統的“設計-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、更復雜：無人機制造的三大趨勢

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

更輕：先進輕量材料成為主旋律

輕量化是無人機設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航、更大的有效載荷和更廣的適用范圍。在低空無人機的材料體系中，CFRP（碳纖維增強聚合物復合材料）與輕合金已成為主流關鍵材料：CFRP因強度重量比和抗疲勞優勢被廣泛用于機身、機翼、槳葉等；鋁合金以良好成形性、較高比強度與抗振性能等常用于框架、支撐結構與連接件。

中國復合材料工業協會報告指出[6]，CFRP（碳纖維增強聚合物復合材料）以高比強度、高比模量、抗疲勞等特性成為航空航天結構設計的核心材料，同時也強調了其制造成本與工藝復雜性、制造缺陷控制（如孔隙率、纖維排布偏差影響可靠性）等挑戰。

碳纖維增強聚合物復合材料 來源：NitPro composites

然而，先進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：薄壁化與大尺寸結構并行

無人機的“更大”并不只意味著翼展或機身變長，更意味著外殼、艙體、承力框架在結構上走向“大殼體+局部強化”的形態。從工業巡檢平臺到物流運輸載具，從 eVTOL 到大型固定翼無人機，這類大尺寸機型正逐漸進入主流應用領域。這種“大”的演進，將帶來無人機在任務能力、平臺可靠性與靈活性等維度質的飛躍。與之同步發生的是無人機的薄壁化趨勢，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》關于A380合金薄壁殼體壓鑄的研究強調：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、比壓等關鍵參數做系統試制與優化[7]。也就是說，對于無人機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，只要其中一環輕微偏離，良率就會雪崩式下滑。

遠程重載多用途中空長航時無人機“翼龍”-3  來源：搜狐

更復雜：加速向一體化成型結構轉變

過去無人機設計強調模塊化裝配——標準化部件通過接口組合成整機，可以靠墊片、局部打磨、應力釋放、裝配順序去“補償”一部分制造波動。如今為了減少裝配誤差、提升結構剛度與整體可靠性，設計逐步向一體化成形結構轉變，通過將多個功能區域融入同一結構件中，以實現整機重量與應力路徑的最優配置。

國家材料腐蝕與防護科學數據中心的研究指出[8]：為達到氣動外形精度與減重效果，復合材料的無人機機體更適合“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，任何質量問題都會從局部缺陷變成系統風險[9]。因此，一體化結構對制造一致性、尺寸精度和熱處理控制提出了更高要求，必須在模具設計環節進行鑄造仿真與優化[9]。也可以理解為，一體化成型的本質是用“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“更輕、更大、更復雜”的趨勢無疑是推動行業前進的動力。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后果[5]。

對于正在進入規模化階段的無人機產業來說，這三道工程極限，是必須跨越的“三道關口”。

極限一：
薄壁大尺寸帶來充型穩定性難題

大尺寸薄壁構件的制造首先面臨的，是材料流動、模具填充與冷卻穩定性的極限挑戰，也就是“能不能填得滿、能不能填得穩”。傳統工藝在中小尺寸零件上具有豐富的經驗，但當尺寸達到極大量級、壁厚極薄時，熔體在型腔內的填充路徑變長、速度分布不均，造成卷氣風險；冷卻速度失去均衡，容易產生殘余應力與內應力梯度；熱循環不均使變形、冷隔風險提高。

充型不穩的直接后果最先體現在“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，開發周期達到150–180天。模具高投入與設備投資疊加，使得“一次試錯”變得異常昂貴。同理，在無人機制造領域，每一次“填不滿”，燒掉的不只是材料和工時，更是交付窗口、客戶信心與現金流安全。

極限二：
輕量化材料帶來極窄工藝窗口挑戰

如果說薄壁結構挑戰的是“能不能填滿”，那么輕量化材料挑戰的則是“有沒有空間犯錯”。無人機產業大量使用鋁合金、鎂合金以及復合材料體系，這些材料雖然具有優異的比強度，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、冷卻速率等。在傳統材料體系中，這些參數往往存在一定緩沖區間，即便發生輕微波動，也不一定會導致嚴重缺陷。而在輕量化材料體系中，這個緩沖區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生氧化夾雜；高強鋁合金對凝固路徑極其敏感，容易產生熱裂與縮孔；薄壁結構下補縮能力下降，氣孔缺陷更難避免；熱處理過程中殘余氣孔可能迅速膨脹，引發結構失效。

在這種情況下，依靠經驗逐步試錯的傳統工藝開發方式，已經難以在有限周期內找到穩定工藝窗口。

極限三：
一體化成形帶來應力與變形風險

無人機制造的第三道坎，是一體化成型帶來的應力與變形挑戰。一體化結構的最大痛點，是沒有裝配補償空間，任何內部應力、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苛要求[9]。在鑄造成形階段，金屬液從高溫狀態迅速冷卻凝固，不同區域的溫度梯度會形成復雜的熱應力場。對于尺寸較大的結構件，薄壁區域與加強筋區域之間的冷卻速度差異會進一步放大這種應力分布不均。這些應力被“鎖”在材料內部，就會形成殘余應力。

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

在大型結構件生產中，這種風險會迅速放大為供應鏈壓力。模具開發周期長、設備投入高，一旦工藝路線出現問題，每一次試制失敗都會消耗大量時間與資金。對于剛剛進入規模化階段的無人機產業來說，這種“高投入—高不確定性”的制造風險幾乎是致命的。

04 決戰，從“試出來”到“算出來”

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

過去幾十年，制造業習慣通過“試制—修模—再試制”的方式尋找最優工藝。這種方法在產品復雜度較低、生產節奏較慢的時代是可行的。但當產品尺寸不斷擴大、結構日益復雜、交付周期持續壓縮時，制造企業逐漸意識到：決定競爭力的，不再是試錯速度，而是仿真預測能力。

仿真成為制造系統的重要基座

在這一背景下，仿真軟件已不再是單一的輔助工具，而是轉變為制造系統中解決新質生產力制造瓶頸的關鍵能力。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”等指標寫進項目目標，反映了國家層面對“算得快、算得準、算得動”的仿真能力的現實需求[11]。

通過多物理場仿真，制造企業可以在真實生產之前，對整個制造過程進行數字化預測，金屬液充型路徑、溫度場演化、凝固過程、缺陷形成、應力與變形等原本只能在試模后才能發現的問題，如今完全可以在設計階段就被識別與優化。

也正是在這樣的產業背景下，新一代國產鑄造仿真平臺開始涌現。

SuperCAST 智鑄超云

以國產模流軟件“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、數據傳遞、可復用經驗”組建成一條完整鏈路，讓組織從“靠人扛”轉為“靠系統跑”。

具體來說，智鑄超云仿真的核心能力體現在三個關鍵維度。

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”。

對于大型復雜結構件，仿真模型的網格數量往往達到億級規模，傳統軟件的算力似乎已經到達天花板，動輒計算崩潰或需要好幾天的計算時間，導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首個云原生CAE平臺架構，采用“MPI+X”混合并行模式，既支持CPU多核，也支持GPU加速。通過服務器核數拉滿的極限測試，對于1000噸級以下的小產品，從導入模型到計算結束，最快只要15分鐘；即使面對6000噸以上的大型一體化結構件，智鑄超云最快也能在2小時內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。

國內首個云原生CAE平臺“星河架構”

第二，自研求解器技術體系，捕捉每一個細節。

無人機結構件常常包含大量薄壁、薄筋與局部加強結構，這些幾何細節往往是決定良品率的關鍵。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、應力變形求解器，可以在保持計算效率的同時捕捉關鍵細節，逐幀還原高速填充、大湍流、拐點變化等細節流態；精準模擬零件從凝固到冷卻的全過程應力變形。

第三，多物理場耦合，真正支撐決策。

真實的無人機制造過程往往是多物理場耦合的結果，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、溫度場乃至應力與變形等物理場耦合過程，仿真結果才能真正用于工程決策。

智鑄超云實現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、半固態等主流鑄造工藝；支持流場、溫度場、應力場、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“聯動視圖”，可同時在同一頁面對不同仿真結果進行關聯洞察，做出最優決策。

智鑄超云多物理場“聯動視圖”結果對比

05 結語

低空經濟的快速崛起，表面上是一場關于飛行器與空域的新產業革命。但更深層次上，它也是一次制造邏輯的重新洗牌。當無人機產業走向規模化，真正決定企業競爭力的，不只是飛行控制算法或應用場景，而是制造體系是否能夠穩定支撐復雜產品的大規模交付。在這個過程中，比拼的是制造系統的整體協同能力，誰能夠在設計階段預測風險、在制造前鎖定工藝、在組織層面復用經驗，誰就更有可能在規模化競爭中脫穎而出。

隨著低空經濟等更多新質生產力領域的持續繁榮，仿真技術也將作為高端制造體系的重要底座，讓工藝設計的門檻被無限降低，創新迭代的速度被極大釋放，讓中國高端制造引領世界潮流，創造屬于未來的智造秩序！

參考文獻

[1] 新華網.《逐空而上！低空經濟加速啟航萬億新賽道》，2025-12-22.

[2] 賽迪研究院.《2026我國低空經濟發展形勢展望》，2026-1.

[3] 證券日報.《技術破壁與政策護航 低空經濟2026開啟規模化運營新篇章》，2026-1-15.

[4] 新華網.《十部門發文推動低空經濟標準體系建設》，2026-02-02.

[5] 經濟參考報（新華網轉載）.《多項低空強制性國標將施行》，2026-01-28.

[6] 中國復合材料工業協會.《碳纖維增強聚合物復合材料在航空航天領域的應用演進與挑戰》，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科學數據中心.《無人機用超輕碳纖維復合材料》，2018-07-13.

[9] 《特種鑄造及有色合金》.查敏，《輕合金大型一體化結構部件壓鑄成形技術研究進展》，2024.

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

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