2月14日香港湾仔海滨无人机表演 来源：新华社

原标题：低空经济爆发：无人机产业背后的制造极限与计算革命

日前（2026年2月14日），在粤港澳大湾区的上空，2026架无人机腾空而起，组成一幅“骏马迎春”的数字画卷，拉开了中国低空经济“蹄疾步稳、一马当先”，正式进入“规模化破局之年”的序幕。

当成千上万架无人机在除夕夜的天空中变幻出立体春福，当外卖“从天而降”成为写字楼白领的日常，当山区的急用药可以通过空中通道快速送达——这些科幻电影般的场景，正在2026年的中国加速照进现实。

2026年伊始，低空经济热度有增无减。从竹基复合材料无人机的成功全球首飞，到全国超过200万注册无人机数量走进大众，这片“万亿蓝海”已不再是单纯的政策概念，而是进入了体系化落地的关键阶段。新华社援引民航局预测，2025年我国低空经济市场规模将达1.5万亿元、2035年有望突破3.5万亿元[1]。然而，当交付压力呈指数级增长，作为制造大国的我们是否真的准备好了迎接“制造极限”的挑战？

01 低空经济进入规模化拐点，无人机正成为新“基础设施”

如果说2024年是低空经济的政策元年，2025年是低空经济的发展元年，那么2026年无疑是其规模化运营的“破局之年”。

赛迪智库最新行业报告显示[2]，2025年我国低空经济通过持续深化政策引领与产业协同，在空域管理精细化、运行标准体系化方面取得突破，呈现“量质齐升”态势 。截至2025年底，我国无人机运营企业数量已突破近2万家，飞行时长大幅增长。曾经遥远的eVTOL（电动垂直起降航空器）也进入了适航审定的深水区，预示着载人飞行时代的临近。

过去一年，我国无人机应用场景实现爆炸式扩张，商业化程度不断加深：物流配送方面，美团无人机已完成超60万真实订单，京东等企业在偏远山区布局常态化航线[3]；公共服务方面，应用无人机进行应急救援、山地物资投送、电力巡检成为刚需；农业植保方面，无人机智慧化升级大幅提升病虫害识别与精准喷洒效率；文化娱乐方面，无人机表演、共享无人机租赁、航拍旅拍等业务成为城市文旅与数字传播新亮点。

无人机的不同应用场景 来源：unmanned systems technology

市场增长的同时，行业标准体系建设也在加速。2026年2月，十部门联合发布《低空经济标准体系建设指南（2025年版）》，明确到2027年标准体系“基本建立”，到2030年低空经济领域标准“超过300项”[4]。几乎同一时间，行业也被提醒：2026年年内多项低空强制性国标将施行，不符合强制性国家标准的生产企业将面临产品召回风险——这句话像一记警钟，更是对市场规模制造能力与良率控制的直接考验[5]。

交付压力与制造能力之间的矛盾正在以爆发式的强度积累：大规模订单、严苛标准、复杂结构件的一致性要求，与过去手工作坊式“小批量试错”模式的生产矛盾愈发尖锐。这一矛盾已成为行业不可回避的核心命题——制造端必须在第一次试制之前就给出“正确答案”，传统的“设计-试制-修模-再试制”周期在巨大的交付压力和时间成本前正失去存在空间。

02 更轻、更大、更复杂：无人机制造的三大趋势

当市场从试点走向规模化，“轻量、尺寸与复杂度的极限”同时成为制造的主旋律。机体必须越来越轻以延长续航与提升载荷效率，同时为了承担更丰富的任务，无人机尺寸和内部功能复杂度也在同步上升；这些发展趋势并非孤立存在，而是互为因果、共同推动制造端进入一个全面加速、且难度指数级攀升的阶段。

更轻：先进轻量材料成为主旋律

轻量化是无人机设计与制造的核心趋势之一，每一克减重都可能换来更长的续航、更大的有效载荷和更广的适用范围。在低空无人机的材料体系中，CFRP（碳纤维增强聚合物复合材料）与轻合金已成为主流关键材料：CFRP因强度重量比和抗疲劳优势被广泛用于机身、机翼、桨叶等；铝合金以良好成形性、较高比强度与抗振性能等常用于框架、支撑结构与连接件。

中国复合材料工业协会报告指出[6]，CFRP（碳纤维增强聚合物复合材料）以高比强度、高比模量、抗疲劳等特性成为航空航天结构设计的核心材料，同时也强调了其制造成本与工艺复杂性、制造缺陷控制（如孔隙率、纤维排布偏差影响可靠性）等挑战。

碳纤维增强聚合物复合材料 来源：NitPro composites

然而，先进轻量材料往往伴随着更为狭窄的工艺窗口，对温度、压力、固化路径的控制要求极高。这就是说，能用来“纠错”的时间更短，参数波动更致命，给制造端带来前所未有的不确定性。

更大：薄壁化与大尺寸结构并行

无人机的“更大”并不只意味着翼展或机身变长，更意味着外壳、舱体、承力框架在结构上走向“大壳体+局部强化”的形态。从工业巡检平台到物流运输载具，从 eVTOL 到大型固定翼无人机，这类大尺寸机型正逐渐进入主流应用领域。这种“大”的演进，将带来无人机在任务能力、平台可靠性与灵活性等维度质的飞跃。与之同步发生的是无人机的薄壁化趋势，即用更少的材料覆盖更大的空间。

在制造层面，薄壁壳体表面积加大、平均壁厚变小，表面张力则会显著影响充型，容易出现浇不足、缩松缩孔等缺陷，同时加工余量更少带来更大的尺寸控制难度。《特种铸造及有色合金》关于A380合金薄壁壳体压铸的研究强调：为了获得“高精度、轻量化薄壁壳体”，需要围绕充型速度、增压时间、比压等关键参数做系统试制与优化[7]。也就是说，对于无人机的壁薄化大尺寸壳体，在“充型—凝固—顶出”全制造链条都更敏感，只要其中一环轻微偏离，良率就会雪崩式下滑。

远程重载多用途中空长航时无人机“翼龙”-3  来源：搜狐

更复杂：加速向一体化成型结构转变

过去无人机设计强调模块化装配——标准化部件通过接口组合成整机，可以靠垫片、局部打磨、应力释放、装配顺序去“补偿”一部分制造波动。如今为了减少装配误差、提升结构刚度与整体可靠性，设计逐步向一体化成形结构转变，通过将多个功能区域融入同一结构件中，以实现整机重量与应力路径的最优配置。

国家材料腐蚀与防护科学数据中心的研究指出[8]：为达到气动外形精度与减重效果，复合材料的无人机机体更适合“大面积一体化成型”，以减少拼接组装带来的连接问题与连接赘重。

但这也意味着，任何设计与制造之间的偏差都会直接累积到成品上，几乎没有装配补偿空间，任何质量问题都会从局部缺陷变成系统风险[9]。因此，一体化结构对制造一致性、尺寸精度和热处理控制提出了更高要求，必须在模具设计环节进行铸造仿真与优化[9]。也可以理解为，一体化成型的本质是用“工艺与计算”去换“零件与装配”。

03 三道必须跨越的工程极限

无人机“更轻、更大、更复杂”的趋势无疑是推动行业前进的动力。但在制造端，也是逼近工程极限的三大尖锐痛点，往往会演化为试制成本失控、模具周期被拖长、良率迟迟无法爬坡、交付窗口不断被压缩，投资回报不确定等商业后果[5]。

对于正在进入规模化阶段的无人机产业来说，这三道工程极限，是必须跨越的“三道关口”。

极限一：
薄壁大尺寸带来充型稳定性难题

大尺寸薄壁构件的制造首先面临的，是材料流动、模具填充与冷却稳定性的极限挑战，也就是“能不能填得满、能不能填得稳”。传统工艺在中小尺寸零件上具有丰富的经验，但当尺寸达到极大量级、壁厚极薄时，熔体在型腔内的填充路径变长、速度分布不均，造成卷气风险；冷却速度失去均衡，容易产生残余应力与内应力梯度；热循环不均使变形、冷隔风险提高。

充型不稳的直接后果最先体现在“试制成本”上。以汽车一体化压铸为参照，中国证券报报道指出[10]，传统压铸模具成本不超过400万元，而超大型压铸模具成本普遍在千万元以上，开发周期达到150–180天。模具高投入与设备投资叠加，使得“一次试错”变得异常昂贵。同理，在无人机制造领域，每一次“填不满”，烧掉的不只是材料和工时，更是交付窗口、客户信心与现金流安全。

极限二：
轻量化材料带来极窄工艺窗口挑战

如果说薄壁结构挑战的是“能不能填满”，那么轻量化材料挑战的则是“有没有空间犯错”。无人机产业大量使用铝合金、镁合金以及复合材料体系，这些材料虽然具有优异的比强度，却往往伴随着一个共同特点——把工艺窗口压缩到极窄。

工艺窗口，是指制造参数允许波动的范围，包括浇注温度、模具温度、填充速度、压射曲线、增压时机、冷却速率等。在传统材料体系中，这些参数往往存在一定缓冲区间，即便发生轻微波动，也不一定会导致严重缺陷。而在轻量化材料体系中，这个缓冲区往往被压缩到极小范围。例如：镁合金在充型过程中更容易产生氧化夹杂；高强铝合金对凝固路径极其敏感，容易产生热裂与缩孔；薄壁结构下补缩能力下降，气孔缺陷更难避免；热处理过程中残余气孔可能迅速膨胀，引发结构失效。

在这种情况下，依靠经验逐步试错的传统工艺开发方式，已经难以在有限周期内找到稳定工艺窗口。

极限三：
一体化成形带来应力与变形风险

无人机制造的第三道坎，是一体化成型带来的应力与变形挑战。一体化结构的最大痛点，是没有装配补偿空间，任何内部应力、热膨胀、变形趋势都必须在工艺路线中提前计算与控制，对模具与仿真提出更严苛要求[9]。在铸造成形阶段，金属液从高温状态迅速冷却凝固，不同区域的温度梯度会形成复杂的热应力场。对于尺寸较大的结构件，薄壁区域与加强筋区域之间的冷却速度差异会进一步放大这种应力分布不均。这些应力被“锁”在材料内部，就会形成残余应力。

更为棘手的是，这些问题并不会立刻显现。很多零件在铸造完成时看起来完全合格，但在后续机加工或热处理过程中，残余应力释放后便可能导致结构翘曲、尺寸偏移甚至局部开裂。一旦问题暴露，很难通过后续工艺完全修复，意味着整批零件都可能需要返工甚至报废。

在大型结构件生产中，这种风险会迅速放大为供应链压力。模具开发周期长、设备投入高，一旦工艺路线出现问题，每一次试制失败都会消耗大量时间与资金。对于刚刚进入规模化阶段的无人机产业来说，这种“高投入—高不确定性”的制造风险几乎是致命的。

04 决战，从“试出来”到“算出来”

面对上述不断逼近的制造极限，行业中一个新的共识正在悄然形成：必须改变工艺开发的方法论，从“试出来”走向“算出来”。

过去几十年，制造业习惯通过“试制—修模—再试制”的方式寻找最优工艺。这种方法在产品复杂度较低、生产节奏较慢的时代是可行的。但当产品尺寸不断扩大、结构日益复杂、交付周期持续压缩时，制造企业逐渐意识到：决定竞争力的，不再是试错速度，而是仿真预测能力。

仿真成为制造系统的重要基座

在这一背景下，仿真软件已不再是单一的辅助工具，而是转变为制造系统中解决新质生产力制造瓶颈的关键能力。对这一点，工信部国家科技重大专项指南已明确把“多物理场耦合仿真、GPU并行加速比不低于10倍、仿真时间从‘以天计’缩短至2小时以内”等指标写进项目目标，反映了国家层面对“算得快、算得准、算得动”的仿真能力的现实需求[11]。

通过多物理场仿真，制造企业可以在真实生产之前，对整个制造过程进行数字化预测，金属液充型路径、温度场演化、凝固过程、缺陷形成、应力与变形等原本只能在试模后才能发现的问题，如今完全可以在设计阶段就被识别与优化。

也正是在这样的产业背景下，新一代国产铸造仿真平台开始涌现。

SuperCAST 智铸超云

以国产模流软件“SuperCAST智铸超云”为例，它不只给工程师提供一个快捷的工具，而是把“算力、流程、数据传递、可复用经验”组建成一条完整链路，让组织从“靠人扛”转为“靠系统跑”。

具体来说，智铸超云仿真的核心能力体现在三个关键维度。

SuperCAST智铸超云

第一，并行与云计算能力，一体化大件也能“算得动”。

对于大型复杂结构件，仿真模型的网格数量往往达到亿级规模，传统软件的算力似乎已经到达天花板，动辄计算崩溃或需要好几天的计算时间，导致每一次修改方案和验证都要漫长的等待。

智铸超云打造了国内首个云原生CAE平台架构，采用“MPI+X”混合并行模式，既支持CPU多核，也支持GPU加速。通过服务器核数拉满的极限测试，对于1000吨级以下的小产品，从导入模型到计算结束，最快只要15分钟；即使面对6000吨以上的大型一体化结构件，智铸超云最快也能在2小时内完成全流程仿真分析。不用安装，不挑硬件，在哪都能高效跑仿真，大幅缩短计算周期。

国内首个云原生CAE平台“星河架构”

第二，自研求解器技术体系，捕捉每一个细节。

无人机结构件常常包含大量薄壁、薄筋与局部加强结构，这些几何细节往往是决定良品率的关键。智铸超云采用格子玻尔兹曼算法（LBM）流体求解器、温度求解器、应力变形求解器，可以在保持计算效率的同时捕捉关键细节，逐帧还原高速填充、大湍流、拐点变化等细节流态；精准模拟零件从凝固到冷却的全过程应力变形。

第三，多物理场耦合，真正支撑决策。

真实的无人机制造过程往往是多物理场耦合的结果，孤立地看任何一个场都是片面的，只有在同一计算框架下同时考虑充型、凝固、缺陷、温度场乃至应力与变形等物理场耦合过程，仿真结果才能真正用于工程决策。

智铸超云实现了从单一物理场到多物理场、从单一工艺到全流程的跨越：覆盖高压、低压、重力、半固态等主流铸造工艺；支持流场、温度场、应力场、微观组织演化等多物理场耦合分析；提供从充型、凝固到热处理的全流程仿真以及从宏观到微观的一体化分析能力。同时，智铸超云支持多物理场“联动视图”，可同时在同一页面对不同仿真结果进行关联洞察，做出最优决策。

智铸超云多物理场“联动视图”结果对比

05 结语

低空经济的快速崛起，表面上是一场关于飞行器与空域的新产业革命。但更深层次上，它也是一次制造逻辑的重新洗牌。当无人机产业走向规模化，真正决定企业竞争力的，不只是飞行控制算法或应用场景，而是制造体系是否能够稳定支撑复杂产品的大规模交付。在这个过程中，比拼的是制造系统的整体协同能力，谁能够在设计阶段预测风险、在制造前锁定工艺、在组织层面复用经验，谁就更有可能在规模化竞争中脱颖而出。

随着低空经济等更多新质生产力领域的持续繁荣，仿真技术也将作为高端制造体系的重要底座，让工艺设计的门槛被无限降低，创新迭代的速度被极大释放，让中国高端制造引领世界潮流，创造属于未来的智造秩序！

参考文献

[1] 新华网.《逐空而上！低空经济加速启航万亿新赛道》，2025-12-22.

[2] 赛迪研究院.《2026我国低空经济发展形势展望》，2026-1.

[3] 证券日报.《技术破壁与政策护航 低空经济2026开启规模化运营新篇章》，2026-1-15.

[4] 新华网.《十部门发文推动低空经济标准体系建设》，2026-02-02.

[5] 经济参考报（新华网转载）.《多项低空强制性国标将施行》，2026-01-28.

[6] 中国复合材料工业协会.《碳纤维增强聚合物复合材料在航空航天领域的应用演进与挑战》，2025-08-08.

[7] 《特种铸造及有色合金》.吴玲等，《A380合金薄壁壳体压铸工艺研究》，2022.

[8] 国家材料腐蚀与防护科学数据中心.《无人机用超轻碳纤维复合材料》，2018-07-13.

[9] 《特种铸造及有色合金》.查敏，《轻合金大型一体化结构部件压铸成形技术研究进展》，2024.

[10] 中国证券报（证券时报网转载）.《汽车轻量化需求大 一体化压铸“轻装上阵”》, 2022-07-27.

[11] 工业和信息化部.《智能制造系统和机器人国家科技重大专项》2026申报指南, 2025-09.