低空经济作为突破传统经济空间限制、重构生产要素配置、打造经济增长新引擎的战略性领域，是以技术创新为先导、制造创新为基础、场景创新为驱动、制度创新为保障的经济新赛道。它涵盖了关键材料及部件供给、飞行器制造、多元场景应用、基础设施保障和专业化服务等全链条。发展低空经济，是我国推动构建现代化产业体系，提升社会运行效率和公共服务能力，释放低空空域资源价值，深化军民融合和促进区域协调发展的重要战略部署。

低空经济以培育发展低空制造业为先导，其中关键材料是做强低空制造的技术底盘。我国在航空航天、新能源汽车、电子信息等领域取得的化工新材料产业成就令人瞩目，但关键核心技术的自主可控能力仍需加强。当前亟待提升关键材料的国产化率和性能水平，疏通产业链协同发展的堵点，健全标准体系并强化验证平台的支撑能力。通过政策引导和产业升级，提高自主化水平，减少高端材料进口依赖度，满足低空制造“有材可用”“国材国用”发展需求，构建以“内循环”为主导的产业链体系，为低空经济规模化发展奠定坚实基础。

一、做强低空制造是赢得低空经济发展主动权的先手棋

低空制造作为低空经济的核心支柱产业，是赢得低空经济万亿市场主动权的关键，更是保障国家安全、提升产业国际话语权的战略选择。

（一）政策支持呈现“从框架到细则”深化态势

低空经济是在低空空域内（通常为1000米以下，根据实际需要可延伸至不超过3000米），主要的载具为无人机、电动垂直起降飞行器（eVTOL）、直升机、轻型运动飞机等，以载人、载货及其他作业等多场景低空飞行活动为牵引，辐射带动商业活动或公共服务领域融合发展的一种综合性新经济形态。当前，我国低空经济已经进入快速培育阶段，产业发展迎来新契机。

图1 低空飞行器类型及空域区间示意图

2021年2月，中共中央、国务院印发《国家综合立体交通网规划纲要》，首次将“低空经济”概念写入国家规划，标志着低空经济正式上升为国家战略；2023年12月，中央经济工作会议提出打造包括低空经济在内的战略性新兴产业；2024年1月实施的《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》，作为我国无人机领域首部专门性行政法规，进一步明确了低空空域分类管理规则，为产业规范化、法治化发展提供了坚实基础。

2024年3月，工业和信息化部、科学技术部、财政部、中国民用航空局等四部门联合印发《通用航空装备创新应用实施方案（2024-2030年）》，提出到2030年，以高端化、智能化、绿色化为特征的通用航空装备将全面融入人民生产生活各领域，成为低空经济增长的强大推动力，形成万亿级市场规模。

2025年《政府工作报告》提出，通过开展新技术、新产品、新场景的大规模应用示范行动，推动商业航天、低空经济、深海科技等新兴产业实现安全健康发展。

（二）“制造主导”是低空经济产业链的主要特征

低空制造涵盖飞行器研发、生产、运维等全链条，是低空经济实现价值创造的核心，直接决定下游应用场景的经济性与可行性。低空制造涵盖关键材料供给、核心零部件生产、低空飞行器整机制造、设施设备配套保障等环节，是低空飞行、保障及服务等下游应用的技术底盘。其中，低空飞行器材料作为核心基础，直接决定飞行器的性能、安全与成本，是低空制造的关键支撑领域。

根据中国民航局2025年5月发布的《2024年民航行业发展统计公报》，截至2024年底，我国低空飞行器的制造与注册总量约为220.9万架（其中有人驾驶通用航空器3232架，无人机217.7万架）。据赛迪公司公布的数据，2024年我国低空经济市场规模达6702.5亿元，同比增长32.5%，增速远超传统产业。其中，原材料、零部件和整机制造等中上游环节产值占比接近70%（原材料与零部件占35%、整机制造占35%），设计测试占15%，运营服务等消费需求端产值仅为全产业链产值15%左右。

据中国民用航空局预测，2025年低空经济市场规模将突破1.5万亿元，2035年有望达到3.5万亿元，形成覆盖研发、制造、运营的全产业链生态。基于低空经济是以飞行器为主的空域航行模式，eVTOL在各细分方向中获得关注度最高，全球eVTOL市场规模预计将从2025年的797亿元，增长至2030年的4055亿元，年复合增长率高达50%。我国若在关键城市顺利推进eVTOL商业化试点运营，预计到2030年将占全球市场份额的20%。

（三）推进材料升级赢得发展主动权刻不容缓

材料升级是通过突破关键技术、优化生产工艺、扩大生产规模、完善应用验证等方式，一方面降低制造成本，推动下游应用规模化；另一方面提高创新转化效率，解决“卡脖子”问题，满足高端化供给。

以无人机制造成本结构为例，动力系统、飞控系统、结构材料、通信模块和其他配套占比分别为30%、25%、20%、15%、10%。通过突破高性能材料和核心部件技术，可显著降低制造成本，如碳纤维生产成本从2015年800元/千克降至2023年150元/千克，对扩大材料应用具有显著影响。

对比我国与美国、日本低空制造领域相关指标可以看出，尽管中国在市场规模、部分材料资源上占优，但在高端材料、动力电池、芯片等核心领域与国际领先水平相比仍有一定差距，亟需以“技术-政策-资本”三轴联动加快材料升级，突破“卡脖子”难题，保障我国低空经济发展自主保障能力。

表1 我国与美国、日本低空制造领域相关指标

数据来源：作者根据公开资料整理

二、实现从“能用”到“好用”涉及三类主要材料

相比传统飞行器，低空飞行器呈现向安全化、绿色化、智能化加速演进的发展趋势，对核心材料的轻质高强、耐腐蚀与耐候性，动力系统的电池长续航与快充能力，以及整机的高可靠性与安全性等方面提出了新要求，亟需通过技术创新带动材料性能升级，增强材料与制造的适配性，实现全链条制造水平跃升。

图2 低空飞行器所需三类主要材料

（一）结构轻量化材料

1.机身轻量化材料

机身轻量化材料性能是决定低空飞行器续航能力和载荷效率的关键。代表性材料有：碳纤维复合材料（CFRP），用于机身结构、机翼、旋翼；玻璃纤维复合材料（GFRP），应用于机身结构和推进系统；聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）、聚酰亚胺（PI）泡沫材料，用于无人机桨叶夹芯材料，可在减重同时保持结构刚度；芳纶蜂窝材料兼顾强度、弹性与模量，用于电池舱、机身碰撞防护、减震降噪等。

在各类结构材料中，碳纤维复合材料因兼具质轻高强、耐腐蚀、耐高温、抗电磁干扰等优异性能，是低空飞行器的核心轻量化结构材料。以eVTOL飞行器为例，机身结构使用复合材料比例达70%以上，其中90%为碳纤维增强材料。按碳纤维重量占复合材料重量52%计算，一架560千克eVTOL所需纯碳纤维量约204千克（不同型号飞行器用量在100~400千克之间），其中70%以上为T700和T800品级，同等重量下T700及T800平均强度性能比T300提高66%，T1100则可将强度提高98%，实现减重10%~25%，可显著提升续航能力。

据中国低空经济联盟发布的《低空经济发展趋势报告》预测，到2030年我国eVTOL市场保有量有望突破10万架，当年新增产量预计为1.6万~2.5万架，占全球25%~30%的市场份额。据此测算，到2030年我国eVTOL行业拉动T700级以上碳纤维累计增量约2.04万吨，2030年市场需求达到3264~5100吨。进一步考虑无人机单架碳纤维用量30千克及7万架产量，轻型飞机、直升机等通用航空的单机用量约500千克（占机身重量的10%~15%）及1.5万架产量，对应2030年需要新增高性能碳纤维产量约1.4万吨，年均复合增长率将达69%。

图3 典型结构轻量化材料

2.部件轻量化材料

特种工程塑料是低空飞行器性能跃升的“隐形门槛”。代表性材料有：聚醚醚酮（PEEK）用于制造发动机部件、紧固件、齿轮、轴承等，需要耐受高温（250℃以上）和极端环境；聚苯硫醚（PPS）用于制造起落架、机翼、电气部件及热交换器，耐高温高湿环境性能优异，成本低于PEEK，适合中小型无人机；聚酰胺（PA66）与碳纤维复合，用于制造机身框架、桨叶、机臂等部件，因性价比高，且耐磨性优异，具有规模化应用优势；聚甲醛（POM）用于制造齿轮、轴承、传动装置等耐磨损部件；聚碳酸酯（PC）膜，透明度和抗冲击性强，适用于风挡、座舱盖、仪表板、显示屏等透明部件及动力电池防护层；聚酰亚胺（PI）主要用于功能型而非结构型部件，常见于舱内高温区域，制造飞行器隔热层、电气绝缘部件、减震降噪部件；环烯烃共聚物（COC）主要用于机载摄像头镜片等。在未来多种消费级民用机型规模化制造场景下，工程塑料也具备部分替代碳纤维等高成本材料的趋势，将通过工艺创新和混合设计优化性能与成本。

我国2024年工程塑料消费量约为800万吨，年均增速约8%~10%，主要依托新能源汽车、5G通信、绿色包装等需求拉动，以聚酰胺6（PA6）、丙烯酸-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚碳酸酯（PC）等通用型工程塑料为主。PEEK、PI等高端工程塑料国产化率不足30%；POM依托引进技术，产品先进性不足；超高分子量聚乙烯、尼龙66、聚碳酸酯的高性能产品占比不高，COC量产后的应用场景有待拓展，在当前低空制领域使用量合计不足500吨。

按照消费级无人机工程塑料用机身重量的30%~50%，工业级无人机占15%~25%，eVTOL占5%~10%，直升机、通用飞机等用量占比约5%，综合预计2030年我国低空飞行器工程塑料用量可能达到90万~160万吨，年复合增长率约18%~22%。工程材料应用均需经过复合改性，仍需加大研发创新力度，提高复合材料尺寸精度并优化工艺参数，满足定制化需求，实现性能与成本的有效平衡。

3.结构粘接材料

采用结构粘接材料替代铆钉类连接件可显著减轻低空飞行器重量。粘接技术在航空航天各种飞行器上粘接部位较多，粘接面积较大，例如：B-1飞机在机身、机翼、操作面、整流罩、整体油箱等部位，胶接面积达全机表面积80%；波音747飞机的胶接面积达到3000平方米。采用胶粘连接，飞机结构质量可减轻15%~30%，制造总费用可节约25~30%，制造效率比传统铆焊连接方式快2.5倍。

近年来，高品质、高性能、高附加值胶粘剂在需求牵引下，得到市场广泛关注，成为胶粘剂市场利润增长点和研究热点，不断丰富在密封、绝缘、减震、隔热、消音、阻尼、降噪、防潮、粘涂、导电、导磁、减磨、耐油等多种功能上的应用。

在低空飞行器制造领域，代表性材料有：环氧树脂基胶粘剂，用于电机磁钢粘接、机身结构件连接，确保高强度与耐振动，避免飞行中部件脱落；聚氨酯改性灌封胶，适用于旋翼连接处等振动频繁部件和电池舱密封，防止灰尘进入；高温型聚酰亚胺胶，用于座舱视窗、传感器镜头的粘接密封，确保高透明度和抗冲击，避免飞行中视窗破裂；硅基导热凝胶，用于电机、电池、电调等电子部件的散热，防止过热导致性能下降或起火；有机硅三防胶，用于电机控制线路板，防潮湿、盐雾、霉菌，适应沿海或雨林等恶劣环境。

目前，我国胶粘剂总产能约255万吨，但可应用于低空飞行器制造的结构胶占比不足5%，PI胶、PEEK胶等80%需从美国杜邦、日本东丽等企业进口，而中低端过剩也导致通用环氧胶产能利用率仅63%，亟需提高国产化水平。

（二）能源存储材料

1.固态电池材料

高能量密度电池材料是提升低空飞行器续航能力的突破口。我国现有主流锂离子电池能量密度约200~300瓦时/千克电池重量占低空飞行器总重约30%，维持飞行时长不足25分钟，是制约低空飞行器“飞得久”的瓶颈。远期看传统锂电池在低空领域用量占比将降至30%以下，具有高能量密度的固态电池将成为主力品种，各国均在加紧技术迭代和产业转化，我国处于全球领先梯队。

推进高镍正极材料、富锂锰基正极材料、硅碳纳米负极、锂金属负极、氧化物/硫化物固态电解质等产业转化，有望在未来三年实现400瓦时/千克级能量密度电池产品量产，到2030年突破500瓦时/千克，可将低空飞行器续航时间提升2~3倍。预计到2030年，我国低空飞行器对高能量密度电池材料的应用将呈现以固态电池为主、传统锂电池并存的格局，总用量预计超120吉瓦时，其中固态电池占比超70%，所需新型电池材料约达30万吨，技术突破与政策引导将是产业规模化发展的重要引擎。

图5 高能量密度电池材料性能对比示意

2.氢燃料电池材料

氢燃料电池能量密度高，可以为低空飞行器提供长续航动力源。氢燃料电池能量密度已达800瓦时/千克，高于eVTOL能量密度要求，其能量密度理论上限为20000瓦时/千克，目前功率密度为600瓦时/千克。氢锂结合成为较为理想的动力源方案，eVTOL的功率要求为爬升＞悬停＞下降＞巡航，氢燃料电池可在巡航阶段提供恒定功率，而在起飞和降落阶段由锂电池补充燃料电池的功率。

此外，氢燃料电池还可以在负载较低时为锂电池充电。通过与锂电池或超级电容组成混合动力系统，既能够提供垂直起降的高功率，又能实现固定翼模态飞行时的长续航能力。氢燃料电池在未来不断发展过程中，更适合于低功率长时间运行的飞行阶段。

氢燃料电池系统成本持续下探，催化剂等电堆材料为降本关键。氢燃料电池目前还未在eVTOL上具有成熟应用，故以氢能源汽车的各部分成本占比做初步参考。2023年氢能源汽车成本结构发生较大变化，氢燃料电池系统成本占比由2020年的约69%降低到2023年的约52%，预计到2025年底将进一步降低到约41%。

根据南航公司与沃兰特共同发布的《客运eVTOL应用与市场》预测，在2035年及以后，eVTOL进入普及阶段，现有电池（锂电池为代表）容量及电机功率进一步提升并逼近理论上限，小型化、高效的氢燃料电池预计将在2035年以后在eVTOL上得到大规模运用。

（三）安全保障材料

低空制造的核心安全需求包括：结构安全（抗冲击、耐疲劳）、运行安全（防火、减震、电子防护）、环境安全（夜间识别、耐候性）。

1.防火隔热材料

防火隔热材料用于保障舱内安全与设备稳定，代表性品种有：二氧化硅气凝胶，用于座舱内饰衬板，实现高效隔热和降噪，防止外界高温传入舱内，同时降低飞行噪声；酚醛防火隔热泡棉，用于发动机舱、电池舱等关键部位，防止火灾扩散或电池热失控对周边部件的影响；硬质聚氨酯泡沫，作为吸声材料，填充于机身或座舱内部，降低螺旋桨、电机运行产生的噪声，提升乘客舒适度。

2.减震降噪材料

减震降噪材料用于提升飞行稳定性与部件寿命，代表性品种有：有机硅橡胶泡沫，制成密封垫或减振垫，用于机身缝隙、电机底座、旋翼连接部位，减少振动传递至舱内，同时防止灰尘进入；丁基橡胶阻尼减震材料，与金属材料复合，用于机翼、机臂、起落架等结构件，避免因共振导致部件疲劳损坏；碳化硅纳米涂层材料，用于发动机螺旋桨叶片、机身表面，降低空气摩擦，减少运行噪声，同时保护部件免受外部盐碱环境腐蚀。

安全保障材料因品种细分多，生产规模小，目前市场关注度不高，市场规模暂无公开的具体用量数据。随着低空经济向规模化、商业化发展，安全保障材料需向轻量化、高性能、多功能、智能化、绿色化方向升级。以气凝胶为例，2024年，全球市场规模约10亿美元，中国占比40%。在低空制造领域，eVTOL单台需约5~15千克气凝胶，需求占比10%~15%，市场规模约0.4~0.6亿美元。目前该领域仍处于快速成长阶段，市场规模将随低空经济的快速发展而持续扩大。

图6 气凝胶材料

三、我国低空经济关键材料自主保障面临的主要问题

（一）国产化率和性能水平亟待提升

碳纤维材料方面，高品级产品国产化水平低。2024年，我国碳纤维产量约5.9万吨，其中T300级占比64%，但高性能的T700、T800级不足2万吨，更高品级的T1100级碳纤维实际产量不足千吨，国内60%以上高端应用需求依赖进口。

特种工程塑料方面，关键性能指标不能满足使用需求。例如，国产聚醚醚酮的耐高温性能、聚甲醛的紫外线老化性能、聚苯硫醚的抗电磁干扰性等，仍无法适配苛刻环境，低空飞行器所需特种工程塑料对外依存度70%。

新型电池材料方面，用于高能量密度电池的电极和电解液材料制备技术仍在探索，能量密度、电池寿命、安全性能均有待材料端优先实现技术破题。

安全保障材料方面，以PI为例，美国杜邦、日本钟渊化学、日本东丽、韩国SKC公司等占据行业近80%产能，我国约有50家规模大小不等的PI生产企业，多为百吨级装置，产品性能不稳定、精细化程度低、品种少。 

（二）产业链协同仍存堵点

一是材料研发与制造需求脱节。材料研发单位与低空飞行器制造企业缺乏联合开发机制，具有工程转化价值的创新成果占比较少。

二是产业上下游供给失衡。原料端基础品种饱和，但关键聚合单体仍依赖进口，产品端普通品种同质化竞争严重，高端品种占比不足三成。

三是制造选材用材供应链分散。低空飞行器制造涉及结构材料、电池材料、功能材料等多元集成，因缺乏协同适配的一体化设计，分散性选材用材导致低空飞行器综合性能不佳。

四是材料性能优化缺乏真实场景反馈。因当前航空器研制与具体应用场景也存在精准适配不足问题，使实际低空场景对飞行器运行需求未能充分反哺材料设计。

（三）标准体系和验证平台支撑不足

一是工业和信息化部、民航局、科技部对低空飞行器材料标准分别侧重于工艺性能、安全适配、材料创新，部分标准要求存在分歧，导致测试低效和应用梗阻。例如，碳纤维复合材料需分别通过工信部的静态性能测试和民航局的动态疲劳试验，双重认证使研发成本增加30%以上，而标准要求分歧也使上下游企业缺乏统一遵循，无法形成一致性配套供应。

二是专用中试和检测平台不足。服务低空制造材料的综合检测认证平台数量少，现有中试平台在复合改性、跨学科集成方面的支撑能力不足。目前，我国复合材料工程转化周期约为日本的两倍，eVTOL用新型复合材料适航检测验证周期长达18个月，而美国仅为9个月。

四、加快推动关键材料提质升级有关建议

（一）增强关键材料自主可控能力

一是持续开展高品质碳纤维、高性能特种工程塑料、高能量密度电池材料关键核心技术攻关，鼓励材料研制企业与上游原料企业、下游低空制造材料应用企业协同研发，加快突破国产高性能材料自主化及量产瓶颈。

二是加强对新型复合材料研发与转化的支持力度，鼓励企业突破关键制备工艺和核心设备，针对新应用场景开发适用性强的复合材料，结合新材料首批次保险补偿机制，促进国产高性能复合材料在低空制造领域推广应用。

（二）优化提升产业链协同效率

一是鼓励高校等科研机构优化研发模式，加强跨学科融合创新，深化政产学研用协作开发，平衡学术价值与实用价值，提高成果转化率。

二是鼓励现有关键材料生产企业推进技术升级，对标国际领先水平，增加高端产品结构占比，提高进口替代能力。

三是鼓励制造企业开展多元材料一体化研发设计和选材优化示范，探索“材料-设计-制造”系统集成最优模式。

四是增强材料性能与加工工艺创新与市场需求的精准适配性，支撑低空飞行器细分产品开发和应用场景拓展，形成协同发展合力。

（三）推动标准统一化和平台体系化

一是制定低空飞行器材料标准体系指南和全国统一的低空制造材料通用技术规范，统一无人机、eVTOL、通航材料标准，为设计、制造、评价各环节提供遵循。

二是建设国家低空材料大数据中心，整合材料成分-工艺-性能数据，向认证机构和企业开放，优化检测效率，完善适航认证体系，加速新材料商业化进程。

三是鼓励龙头企业牵头建立区域共享中试基地和专用分析测试平台，提供材料制备工艺、工程放大和检测评价全流程服务，缩短新材料开发与产业化周期。

人才梯队建设需要产学研深度融合。建议在高等院校开设特色专业，把真实工作场景搬进课堂，培养既懂材料又熟悉行业应用的复合型人才。对于研发型人才，可探索"双导师制"培养模式，由高校教授和企业工程师共同指导研究生课题。建立行业人才数据库和流动机制，鼓励技术人员在不同领域轮岗交流，培育跨界思维。

五、结语

低空飞行器材料的升级换代是推动低空经济安全健康发展的重要引擎，既是落实国家战略的必然要求，也是支撑经济高质量发展的关键路径，更是破解行业痛点的重要抓手。在政策支持、技术创新和产业链协同发展的多重驱动下，我国低空经济材料领域将迎来高端化、国产化、规模化发展的新阶段，为打造万亿级低空经济产业集群提供坚实的战略支撑，助力我国在国际竞争中占据主动地位，为实现高水平科技自立自强提供核心保障。