吴军 · 飞行史方法论

吴军论鸟飞派

人类是如何进入飞行时代的

像鸟儿一样飞翔,是人类自古就有的梦想。从模仿一只鸟,到理解一片机翼,这条路上走过两种截然不同的思路。

01

第一幕 · 鸟飞派 (Bird School)

既然鸟儿飞行靠翅膀,那给自己装上一对翅膀不就行了?

古埃及带翼人物石刻浮雕
① 古老梦想

像鸟儿一样飞翔,是人类自古就有的梦想

达·芬奇人力扑翼机标注草图
③ 代表人物

这其中的代表人物就是达·芬奇

达·芬奇飞行器手稿四拼幅
3.1 解剖研究

从解剖学角度写的《论鸟的飞行》

达·芬奇蝙蝠翼扑翼机设计草图
3.2 扑翼机设计

达·芬奇设计的扑翼机

早期人力滑翔机崖边试飞历史照片
④ 纵身一跃

方向和道路确定了,剩下的就是撸起袖子使劲跳

结果可想而知,轻则鼻青脸肿,重则缺胳膊少腿,甚至牺牲了生命

鸟飞派的思路:直接模仿鸟的身体结构,给自己装上一对翅膀,靠拍动翅膀飞行。

从“鸟飞派”到“空气动力学派”

思路变了:不再复制鸟的翅膀,而是先搞懂机翼为什么能自动产生升力。

02

第二幕 · 空气动力学派 (Aerodynamics School)

乔治·凯利爵士肖像与翼型对比

空气动力学之父 乔治·凯利爵士

发现了固定的机翼能自动产生升力。

罗斯·奥古斯托·奥托与四冲程内燃机剖面

罗斯·奥古斯托·奥托

发明了四冲程内燃机,为飞机提供了可靠动力。

莱特兄弟、三轴操纵示意图与飞行者一号

发明飞机(airplane)的莱特兄弟

莱特兄弟的本质贡献是发明了飞机的控制方式。

莱特兄弟制造的第一架飞机——“飞行者”1号

03

第三幕 · 旋翼之路

西科斯基肖像、VS-300 三视图与试飞照片

发明直升机(helicopter)的西科斯基

西科斯基发明的 VS-300。

德·博特·扎特、四旋翼机照片与 1930 专利图

德·博特·扎特

发明了多轴旋翼,也就是油动 VTOL,是多轴旋翼的祖师爷。

04

第四幕 · 多轴旋翼路线的后继 (1921 载人尝试 → 大疆航拍 → 当下载人热潮)

① 载人尝试

天生载运效率低

德·博特·扎特早在 1921 年就造出多轴旋翼机,并实现了载人飞行;项目由美国军方资助,但由于多轴旋翼天生载运效率低,很快因实用性不足而中止。此后各国反复尝试,始终没能像固定翼飞机和直升机那样成为实用产品。

② 缩比航拍

扬长避短做航拍

后来大疆等企业把同一构型缩小为航模尺寸,绕开了载运率低的天生短板,转而利用多轴悬停稳定的优势,改造为航拍平台,最终取得成功。

③ 外推复刻

从航模放大到载人尺度

看到大疆成功的事实后,很多企业认为大疆既然能够成功,那么把大疆从航模放大到载人尺度,当然也能成功了。这就是这轮 eVTOL 热潮的起因。

吴军之问

那么,根据吴军论鸟飞派的论点,大疆和 eVTOL 企业,谁是“鸟飞派”,谁是“空气动力学派”呢?

模仿外表的“鸟飞派”屡战屡败;搞懂原理的“空气动力学派”把人类真正送上天空。突破从来不在于把自己装成一只鸟,而在于先理解飞行背后的原理。

本页 10 幅历史影像与手稿均为课件原图高清修复版;论述框架沿用吴军“鸟飞派与空气动力学派”的类比。

飞行史方法论 · 分类谱系

飞行器家族谱系

人类进入飞行时代以后,所有能飞的器物统称为飞行器;再按飞行空间与升力方式逐层归类。

分类框架参考国家民航局老版科普网页

飞行器
总类:所有能飞的器物
航天器
大气层以外
航空器
大气层以内 · 人类日常航空活动所在
火箭和导弹
自带推进剂 · 独立成支
固定翼 · 飞机 airplane
莱特兄弟与飞行者一号档案图
飞机
莱特兄弟发明;plane 本意“平板”,指平板状固定机翼产生升力。
旋翼 · 机 靠旋转翼面产生升力
西科斯基 VS-300 档案图
直升机
西科斯基发明
德·博特·扎特多轴旋翼机档案图
多轴旋翼机
eVTOL 原型 · 德·博特·扎特

两套分类口径

口径一 · 按飞行空间划分
大气层以外 → 航天器
大气层以内 → 航空器

火箭和导弹另立一支,不纳入大气层内的航空活动。

口径二 · 航空器内部按升力方式划分
固定翼产生升力 → 飞机(airplane)
旋转翼面产生升力 → 机(直升机 · 多轴旋翼机)

固定翼与旋翼是航空器内部的两大支,旋翼再细分为直升机与多轴旋翼机。

词源小注

plane 源自“平板”之意:固定翼飞机的机翼就是一块对气流而言平板状翼面;旋翼类器物不称“飞机”,统称“机”。

所以,在您投身或投资航空业时,您首先要搞清您搞的 / 投的是 “机” 还是 “飞机”。

档案影像为同系列课件高清修复版;图标为示意线描,不代表具体型号。

本页为教学科普梳理,分类以国家民航局老版科普口径为准。

飞行史方法论 · 竞争格局

三足鼎立,固定翼的百年统治

人类进入飞行时代后,初期形成固定翼、直升机和多轴旋翼三足鼎立的竞争格局;但在莱特兄弟发明飞机之后的第一个一百年里,固定翼占据了绝对的统治地位——公共运输全部采用固定翼,通用航空中固定翼同样占绝大多数。

01
第一幕 · 三条路线同时起步
三足鼎立:固定翼 · 直升机 · 多轴旋翼
固定翼

靠固定翼面产生升力;1903 年由莱特兄弟完成首次动力飞行,是第一个成熟落地的航空路线。

直升机

靠旋翼桨盘提供升力与反扭矩,可垂直起降;西科斯基 VS-300 奠定了现代直升机构型。

多轴旋翼

靠多个旋翼协同提供推力与姿态控制;早期仅为雏形,尚未形成载人实用产品。

三条路线同期起步,竞争格局看似三分天下。

02
第二幕 · 公共运输
航空公司机队,全部都是固定翼

国航、东航、南航等公共运输航空公司,客运与货运机队全部由固定翼飞机构成;直升机与多轴旋翼不进入干线与客运机队。

2020 年运输飞机保有量(架)
数据来源:空客、CAAC
25000 20000 15000 10000 5000 0 22,800 全球 4,054 中国
运输场景为何只选固定翼
  • 干线客运、货运追求载重、航程与起降效率;
  • 固定翼在巡航速度与经济性上形成压倒性优势;
  • 直升机、多轴旋翼不进入公共运输机队。
全球保有量
22,800 架
中国保有量
4,054 架
中国约占全球 17.8%,运输机队同样全部为固定翼。
03
第三幕 · 通用航空
通用航空:固定翼仍占 93%

通用航空类似民用出行里的私家车、出租车与特种车辆;据 GAMA 2021 年统计,全球通用航空器共 440,000 架。

2021 年全球通用航空器保有量
数据来源:GAMA
分类
全球通用航空器
固定翼
旋翼(直升机)
数量(架)
440,000
408,161
31,839
占比
100%
93%
7%
440,000 架
2021 · GAMA
固定翼 408,161 架 · 93%
旋翼(直升机)31,839 架 · 7%

口径注记:7% 为直升机统计口径;多轴旋翼在 2021 年尚未形成通用航空器保有量规模,GAMA 表内未单列。

第一个一百年,固定翼在两类市场都占据绝对统治地位:公共运输机队 100% 为固定翼;通用航空中固定翼占 93%,旋翼仅占 7%。

04
第四幕 · 投资视角与未来判断
投资投大概率方向,固定翼仍将统治下一个一百年
投资逻辑

投资是投大概率方向。

胜出根本

固定翼胜出,在于其无可比拟的高效性。

未来判断

在下一个一百年里,固定翼依然是霸主地位。

运输飞机保有量为 2020 年数据,来源空客与 CAAC;通用航空器保有量为 2021 年数据,来源 GAMA。

本页为教学科普梳理,占比按四舍五入处理;图表由 HTML / CSS / SVG 确定性构建。

1917年首架现代无人飞机历史影像

UNMANNED AERIAL VEHICLE · 1917 — POST-WAR

无人机发展简史
从教练机改造,到导弹

从 1917 年首架现代无人飞机升空,到二战期间遥控机群跨海作战,再到战后大型固定翼无人机被技术路线分化——无人机的第一个八十年,始终生长在战争与军用体系之中。

5 个关键节点 1917 — 二战后 军用体系内生长

EVOLUTION TIMELINE

八十余年演进:五个关键节点

  1. 1917START
    1917年由寇蒂斯N-9教练机改造的首架现代无人飞机 起点 · 改造型

    首架现代无人飞机(UAV)

    Curtiss N-9 · 美国海军

    美国海军以寇蒂斯 N-9 型教练机为基础改造成功,成为现代无人飞机(UAV)的开端。人类第一次把"无人飞行"从试验设想推向工程样机,无人机的概念由此落地。

  2. 1935RETURNABLE
    1935年DH.82B蜂王号返回式无人靶机 返回式 · 自主起降

    蜂王号 Queen Bee

    DH.82B · 英国皇家空军靶机

    DH.82B「蜂王号」实现了自动起飞与自动降落,成为可回收、可重复使用的返回式无人靶机。无人机从"一次性试验品"进入可复用装备阶段,为后续遥控靶机体系奠定基础。

  3. 1944WEAPON 1
    1944年复仇者1号巡航导弹先驱影像 巡航导弹先驱

    复仇者 1 号

    V-1 Revenge Weapon 1

    作为巡航导弹的先驱,复仇者 1 号把无人飞行器直接导向攻击用途。无人平台从靶机、试验机跨入"制导武器"序列,无人机与武器化的边界由此被打开。

  4. 1944NORMANDY
    诺曼底登陆期间盟军遥控机群跨海作战编队 集群遥控 · 战时规模

    诺曼底遥控机群跨海

    Remote-controlled formation · D-Day

    诺曼底登陆期间,盟军约 50% 的运输飞机为无人驾驶飞机,由前方飞机上的飞手遥控跨海飞行。遥控编队第一次形成大规模战场应用,验证了无人平台在战役级行动中的组织方式。

  5. 战后MISSILE
    二战后大型固定翼无人机技术路线分化为导弹 军用封闭 · 路线分化

    大型固定翼无人机 · 分化为导弹

    Post-war military division

    二战后,大型固定翼无人机已显示出重大军事价值;因当时体系不允许民用,这一支技术路线后续发展为导弹。无人机与制导武器在军用体系内长期并行演化,民用场景被长期排除在外。

第一个八十年:军用封闭,民用未启

无人机的早期发展始终被战争需求牵引,成果集中沉淀在军用靶机、遥控机群与导弹体系之中。技术能力在封闭的军用场景内迭代成熟,民用低空应用长期缺少开放的制度与市场空间——直到低空经济时代,无人飞行才重新回到开放市场的起点。

  • 无人靶机
  • 遥控武器
  • 制导导弹
本页内容按项目讲述口径整理;机型年代与史实细节以公开权威史料为准。
THE PROBLEM · 01
03

痛点 1:基础设施之困——「天路」虽有,「驿站」难寻

民用机场严重缺位,是制约中国民航和低空经济发展的根本性瓶颈


美国通用机场数量
2万+
其中 1.8 万个免费开放
50× 断层
中国通用机场数量
400+
绝大多数集中在东部沿海
美国 · 通用机场网络全域密布
美国通用机场全域密布分布图
中国 · 通用机场网络东密西疏
中国通用机场东密西疏分布图

基础设施缺位带来的三重制约

数量级断层

中美机场数量差距达 50 倍,中西部及偏远地区稀缺,无法形成全国性低空网络。

运营成本高昂

稀缺机场推高转场燃油与时间成本,额外维保费用挤压利润,商业模式难规模化。

安全隐患突出

非标准临时起降场地频繁使用,空管协调缺失,增加飞行事故概率。

天路要通,先修驿站——中国低空之困,困在没有机场。
数据来源:中国民航局、美国联邦航空管理局(FAA)· 通用机场数量统计;上方大数为演示口径(含通用机场、直升机场与水上起降点)。图中数量为各自图例口径:美国在册约 1.3 万个;中国在册 738 个(263 运输机场 + 475 通用机场,2024 年底民航局公报口径,不含港澳台)。
MTOW 1 吨级 纯电推进 电池 400 Wh/kg 同起飞重量理论对比

电动化时代,先跑通的是固定翼

在同一吨级起飞重量与 400 Wh/kg 电池基线上,常规固定翼与 STOL 固定翼巡航效率最高、无悬停功率负担、工程成熟度最高,最先具备实用价值;垂直起降构型受结构重量与悬停能耗约束,航程普遍低于 500 km。

核心判断

五种构型中,常规固定翼效率最高、航程最远、技术复杂度最低;STOL 固定翼以可控的工程增量换取非铺装短距起降,效率与航程接近常规固定翼。二者构成电动化第一梯队;倾转旋翼与 eVTOL 属于场景观察梯队,无人直升机在纯电条件下任务半径受限。

五构型八维度理论对比

口径:同 MTOW、纯电、400 Wh/kg 电池
对比维度 常规固定翼 第一梯队 · 效率最高 STOL 固定翼 第一梯队 · 短距灵活 倾转旋翼 第二梯队 · 场景观察 eVTOL 第二梯队 · 场景观察 无人直升机 第三梯队 · 纯电受限
载运率
(有效载荷 / MTOW)
高
约 28~38%
中等
约 20~30%
低
约 10~20%
中等
约 18~30%
中等
约 18~28%
最大平飞速度高
200~350 km/h
高
200~350 km/h
高
250~400 km/h
中低
120~200 km/h
低
100~150 km/h
巡航效率
(km/kWh)
最高较高
略低于常规
较高中等最低
航程
(同起飞重量)
远
约 600~1000 km
较远
约 500~800 km
较远
约 450~800 km
中等
约 250~500 km
短
约 120~250 km
起降场地需跑道超短距
约 40 米,非铺装路面
垂直起降垂直起降垂直起降
悬停能力无无有,但低效
10~20 分钟
优秀
15~30 分钟
优秀
20~40 分钟
技术复杂度低中等
高升力系统 + 分布式电推
最高中等中等
噪音较低较低中等低高

同 MTOW 航程区间对比(km)

绿色为固定翼梯队,其余为旋翼与过渡构型

为什么是固定翼先跑通

机理 01

升阻比领先,耗电最低

固定翼巡航依靠机翼维持升力,升阻比显著高于旋翼构型;单位里程耗电最低,电池能量转化为航程的效率最高,是 400 Wh/kg 电池条件下航程优势的根本来源。

机理 02

零悬停能耗,电池全部用于巡航

固定翼不携带悬停功率储备,电池能量全部投入巡航段;直升机、eVTOL 与倾转旋翼必须为垂直起降和悬停预留功率与能量,直接挤压巡航电池份额,航程与载运率同步下降。

机理 03

结构成熟,取证门槛最低

常规固定翼结构简单、技术复杂度低;STOL 仅在成熟固定翼基础上增加高升力装置与分布式电推,工程增量可控,研制周期、试验取证与量产门槛显著低于旋翼类双模式系统。

STOL 的折中定位

STOL 在载运率(20~30%)与航程(500~800 km)上均介于常规固定翼(需跑道)与垂直起降机型(航程普遍低于 500 km)之间;以约 40 米非铺装路面短距起降能力,换取固定翼级别的效率与航程,是“效率”与“灵活性”折衷后的最优解。

电动化实用价值梯队

第一梯队 · 最先实用

常规固定翼 / STOL 固定翼

效率最高、航程最远或较远、技术复杂度低;STOL 补足短距起降灵活性,是当前电池能量密度下工程风险最低、可率先规模化部署的方案。

第二梯队 · 场景观察

倾转旋翼 / eVTOL

具备垂直起降能力,但载运率低、航程中等,转换控制律、动力冗余与取证复杂度高;需等待电池比能量与飞控技术进一步成熟,在特定场景逐步落地。

第三梯队 · 纯电受限

无人直升机

巡航效率最低、航程短(120~250 km)、噪音高;旋翼悬停优势无法转化为巡航效率,纯电条件下任务半径与载荷空间受限,适合短距特种任务而非干线运输。

口径说明:400 Wh/kg 为电池比能量假设;表内航程为同 MTOW 条件下的理论对比区间,未计入任务剖面、风场高度、返航储备与应急备降;本表基于所提供《面向未来的权衡:一吨级、纯电、400 Wh/kg 电池,全部机型理论对比表》整理,用于方案权衡,不构成型号设计指标。

中国低空之争

一场关于场景、技术与门派的三维竞争

竞争:中国低空经济的核心战场

万亿级市场背后,是三条战线的同时开战——选对战场、赢在技术、认清对手。

三
大应用场景争峰

涵盖城市内短途通勤(0-30km)、经济区互联互通(30-300km),以及跨经济区干线运输(300-1000km)的全空域价值挖掘。

核心问题:Where to Play?
四
大技术路线博弈

传统固定翼、超短距起降(STOL)固定翼、直升机与复合翼/倾转旋翼飞行器的技术路线角力,决定了未来的飞行效率与商业化成本。

核心问题:How to Win?
五
大门派斗法

航空派、航模派、面条厂派,外资打工仔派和民航派(用户派),五大门派的复杂而充满活力的产业竞争格局。

核心问题:Who are the Players?

三大应用场景之争

低空经济的竞争本质上是三大场景的份额博弈,不同距离区间对应截然不同的技术要求与商业模式。

城市内场景 (0–30km)

核心特征
高频、小件、低空域、空域管制严格,注重末端即时响应能力。
典型应用
同城即时配送、CBD空中接驳、紧急医疗转运、城市安防巡查。
主力机型与定位
多旋翼无人机、小型eVTOL。末端配套市场,单体价值低,总量有天花板。

经济区/城市群 (30–300km)

核心特征
中高频、中载重、商业化落地快、需求基数大,政策利好密集。
典型应用
城际物流运输、枢纽机场互转、能源管线巡检、区域应急响应。
主力机型与定位
固定翼STOL、中型eVTOL。低空经济核心主赛道,最大增量来源。

跨经济区场景 (300–1000km)

核心特征
低频高价值、大载重、长航程,依赖特定政策与基础设施支持。
典型应用
省际干线货运、远疆物资投送、海岛补给、国家战略物资紧急调运。
主力机型与定位
大型固定翼STOL、货运固定翼飞机。增量蓝海,作为传统航空的专项补充。

低空经济的竞争本质上是三大场景的份额博弈。其中,经济区/城市群凭借庞大的市场基数、适中的技术门槛与快速的商业落地能力,成为当下及中长期体量最大、价值最高的核心战场,也是企业技术布局、资源投入与商业模式验证的战略制高点。

四大技术路线的终极博弈

四类机型在跑道依赖、起降能力、效率、成本、载重五个核心维度上的全面博弈。

传统固定翼

长距高效运输专家

优势在于极致的燃油效率与最远航程,但对跑道和机场设施有强依赖,无法悬停作业。

核心场景:干线跨城物流、大宗商品长途货运,如民航货运与eCTOL。

固定翼 STOL

无跑道航空运力

具备7-40米超短距起降能力,可在非铺装地面部署,机动性大幅提升,是突破地理限制的关键。

核心场景:山地海岛补给、应急物资投送,代表如AI-101"空中吉普"。

直升机

全地形垂起作业者

唯一可实现真正悬停与复杂地形作业的成熟技术,但高昂的购置与运维成本是其最大商业化障碍。

核心场景:生命救援、消防灭火、海上风电巡检等高价值特种作业。

多轴/倾转旋翼

城市低空新主力

多旋翼结构简单易取证,倾转旋翼兼顾高速与垂起,是未来eVTOL飞行汽车与城配物流的主流方向。

核心场景:城市空中交通、即时配送,代表企业如亿航、峰飞等。

技术路线的分化定义了市场的细分格局:传统机型凭借成熟的产业链在干线运输中占据成本优势;而新兴构型则通过灵活性突破了地理与场景的限制。未来低空经济的终局之战,将属于那些能将技术性能、运营成本与场景需求完美融合的解决方案。

五大门派之争

不同出身的玩家带着各自的基因杀入低空经济,路线之争背后是派系之争。

航空派代表机型
01
航空派
逆工程出身,从航空工业体系内切入
航模派代表机型
02
航模派
创始人航模起家,从消费级无人机升级
面条厂派代表场景
03
面条厂派
航空派里的"邪教",游走在灰色地带
04
04
外资央企打工仔派
原螺丝钉变总工
民航派DIY飞机
05
民航派
传统主机企业不作为,用户自己DIY

中国低空经济 · 竞争格局全景

低空经济的真正底牌

不是通用航空——那是美国的天下。中国打的是另一张牌:把航模玩具产业,塞进了"航空"的壳子里。

单谈通用航空,美国碾压级领先

如果只讨论传统意义上的通用航空(GA),中国连尾灯都看不到。这是事实,不必回避。

UNITED STATES

美国通用航空

全球第一,断层式领先

  • 通用航空机队规模20万+
  • 通航机场数量1.5万+
  • 持照飞行员60万+
  • 年飞行小时2300万+
  • 产业规模$1500亿
VS
断层差距
CHINA

中国通用航空

起步晚、底子薄、差距大

  • 通用航空机队规模3000+
  • 通航机场数量400+
  • 持照飞行员1万+
  • 年飞行小时130万+
  • 产业规模~$100亿

把"航模玩具"算进来,中国立刻翻盘

大疆占了全球消费级无人机70%以上的市场。广东一个省的无人机产能,比全世界其他地方加起来还多。这就是"低空经济"这个概念诞生的真正原因——它不是通用航空的延伸,而是玩具产业的升维。

CHINA · 玩具帝国

中国无人机 / 航模产业

全球绝对霸主

  • 消费级无人机全球份额70%+
  • 广东无人机企业1.2万+
  • 大疆年出货量数百万台
  • 产业链成熟度全球第一
+
纳入统计
US · 近乎空白

美国消费级无人机

基本依赖进口,本土制造薄弱

  • 本土消费级品牌极少
  • 供应链自主率低
  • 制造成本极高
  • 产能弹性弱

一个被精心包装的合并口径

它不是凭空创造的新产业,而是把两个原本不相干的东西,强行放进一个筐里。

通用航空(美国天下)
+
航模/无人机玩具(中国天下)
=
低空经济

这不是国际通用的航空分类,而是中国学者的独创——把玩具产业包装成"低空经济",中国从一个追赶者,变成了定义规则的人。

一个把屁股送上天,一个把眼睛送上天

通用航空和航模无人机,看似都在"低空"飞,解决的却是完全不同的问题。

通用航空

屁股坐在天上

人在飞机上,飞的是"人"

  • 核心载荷人
  • 本质运输人
  • 成本极高
  • 频次极低
  • 门槛极高
vs
本质不同
航模 / 无人机

把眼睛放在天上

人在地面上,飞的是"传感器"

  • 核心载荷传感器
  • 本质采集数据
  • 成本极低
  • 频次极高
  • 门槛低

别再问"低空经济标杆是谁"——先搞清楚你是谁

所有人都在问:低空经济怎么搞?标杆有没有?向谁学?答案很简单:看你手里拿的是哪张牌。

CASE 01

你是造玩具的

无人机、航模、消费级、零部件、供应链

  • 你的标杆中国玩具产业
  • 学习对象深圳 / 东莞 / 大疆模式
  • 核心打法成本破坏、供应链密度、快速迭代
  • 赛道本质把眼睛送上天,采集数据,高频低价
?
对号入座
CASE 02

你是搞通用航空的

通航运营、整机制造、飞行员培训、机场

  • 你的标杆美国
  • 追赶目标FAA体系 / 1.5万机场 / 60万飞行员
  • 核心打法适航认证、安全体系、基础设施、长周期
  • 赛道本质把屁股送上天,运输人/货,低频高价
"低空经济"的本质,是中国用玩具产业的供应链优势,
去中和美国通用航空的强势。

低空经济 · 真相洞察