无人机驱动因素、市场空间、发展趋势、产业链及相关公司深度梳理.docx

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1、无人机驱动因素、市场空间、发展趋势、产业链及相关公司深度梳理目录一、无人机概述31 .定义32 .发展屈呈43 .分类54 .系统构成65 .行业单举7二、驱动因素71 人工智能的发展推动智能作战时代来临82 .信息化建设+政策支持利好无人机产业发展123 .三大技术驱动国产无人机行业高速发展15三、发展现状及竞争格局191 .军用无人机192 .民用无人机20四、产业链及相关公司201 .上游:原材料222 .中游263 .下游28五、市场空间291 军用全球市场稳步提升,中国军贸市场前景广阔292 .国内军用市场需求广阔,成规模列装加速需求释放313 .民用市场未来可期,国内民用领域占全球

2、市场过半32六、未来发展341.无人机技术发展方向352 .反无人机技术发展趋势373 .无人机防护发展方向39一、无人机概述1 .定义无人机最早出现于20世纪初,它的出现与第一次世界大战有关,用于军事用途,当时指不需要驾驶员登机驾驶,而用无线电操纵的小型飞机。在经历了近一个世纪的发展后,无人机正在军事和民用的广阔领域发挥日益重要、甚至是不可替代的作用。随着技术的发展进步,无人机的名称也发生着变化,光典型的英文缩写就有UA、UAVxUAS.RPA等,中文名称则有无人机、遥控驾驶航空器、无人驾驶航空器等。中英文名的字面不同,带来的意义及内涵也略有不同,下面对不同中英文名称做简要说明。根据GB/T

3、38152-2019无人驾驶航空器系统术语和GB/T41300-2022民用无人机唯一产品识别码中的定义:表11名称定义无人驾驶航空器UA,unmannedaircraftUAV,unmannedaerialvehicle注1:无人驾驶航空器包括遥控航空器自主航空器和模型航空器等注2:遥控航空器和自主航空器统称无人机O无人驾驶航空器系统UASunmannedaircraftsystem以无人驾驶航空器为主体,配有相关的遥控站、所需的指挥和控制链路以及设计规定的任何其他部件,能完成特定任务的一组设省。遥控驾驶航空器RPA,remotelypilotedaircraft由遥控站(台)操纵的无人驾驶

4、航空器。遥控驾驶航空器系统RPAS,remotelypilotedaircraftsystem以遥控驾驶航空器为主体,配有相关的遥控站、所需的指挥和控制链路以及型号设计规定的任何其他部件,能完成特定任务的一组设备。民用无人机civildrone;civilunmannedaerialvehicle从事民用领域飞行活动的遥控航空器和/我自主航空器。无人系统主要包含能够自主或通过远程操控完成指定任务的无人飞行器、无人舰船、无人潜器等,最先应用于军事领域,其后广泛应用于民用领域并呈现螺旋式的发展趋势。随着国家推动网络强国、数字中国建设,智慧政务新基建将迎来产业爆发期,智慧交通、社会综合治理、智慧安防

5、及智慧应急等方向市场需求巨大,预计十四五期间高端智能装备市场需求将数倍增长。2 .发展历程从1917年的柯蒂斯无人机开始,无人机系统(UnmannedAerialSystems,简称UAS)经历了百余年发展,在体系、平台、载荷、控制、测控及协同等技术领域都取得了长足进步,也开始在军事和民用领域发挥越来越重要的作用。无人机适合执行的任务可归结为枯燥、恶劣、危险、纵深(DullzDirty,DangerousandDeep,简称4D)等任务,其中,枯燥任务主要指重复性的任务或者持久性的任务;恶劣任务主要指环境涉及核、生物、化学武器威胁的任务;危险任务主要指对飞机和机组成员具有高危险性的任务;纵深任

6、务是指超越当前有人机作战半径的任务。深入分析无人机系统的发展阶段,有利于更清晰地把握无人机技术的发展历程和发展趋势,推动无人机技术的快速发展。军事需求与使命任务任务载荷导航系统控制方式与自主能力标志性事件与平台萌芽起步 阶段初步发展阶 段崛起发展阶 段蓬勃发展阶 段稳步发展阶段智能化发展 阶段作为无人能机满足员的足、等求 人大满射.骗维需 行较,校欺中战满足战场支 援和信息对 抗的需求,满足察打 体和战略侦 察的需求, 执行枯燥、 危险的长航 时持久反恐任务满足高威胁环境下自主对地作为忠诚僚 机执行大范较危险的执行电子对作战需求,执围管控任防空武密 精度校验 等需求抗、心理战、战场监 视及毁伤

7、评 估等任务行纵深打击、港透式侦察等任务务,满足协 同空战、集 群作战需求无相机、红外可见光/红外/可见光/红外超清侦察监视 载荷/制导武4K通用化任 务载荷/空空探测激光/SAR/篁地弹导弹/分布式tS打击武器三轴机械无线电导航GPS加惯导差分GPS加差分GPS加光PNT加激光陀螺仪加惯导惯导纤陀螺陀螺无线电遥无线电遥控程序控制加程序控制加 交互控制:具备3级自 主、故障白 适应、由人 委派能力单机自主拄制自主协同控控:具备加程序控指令控制:加混合主动控制加监督控。级自制:具备1具备2级自制:具备4级制:具备6主、远程级自主、预主、可变任以上自主、意级以上自遥控、有先规划任务、离机重外自适应

8、、机主、多平台人操作能务、有人操规划、有人我重规划、由协同、由人力作能力操作能力人委派能力监督能力无人机首 K th rl.美越战争、 贝卡谷地之海湾战争、 科索沃战丽汗战 争、伊拉克 战争、叙利“神经元”编队飞行、X-47B航母起降人工智能飞 行员击败人 类飞行员: 全自主无人机无人靶机战:侦察无 人机争:信息支 援机亚战争:长 航时察打一以及空中加油:而隐身性体无人机无人机3 .分类无人机有多种分类方式,可以按构造、控制方式、飞行器重量、实用升限、用途以及航程进行分类。无人机按构造即气动布局可分为固定翼无人机、多旋翼无人机、无人直升机、垂直起降固定翼无人机,不同气动布局的无人机飞行原理不同

9、;按控制方式又可分为三种类型:程控型、遥控型、复合型;按飞行器重量可分为微、小、中、大型:微型无人机重量在100克以下,小型无人机重量不足280千克,中型无人机重量范围为2802270千克,大型无人机重量范围为22706800千克;按实用升限分为超低空无人机、低空无人机、中空无人机、高空无人机和超高空无人机;按用途分,无人机可分为靶机、单一用途无人机、察打一体无人机三类;按航程分可分为远、中、近、超近程四类,活动半径从120千米以外变化到10千米左右。图3:无人机种类众多,不同类型各有特点1)VbAULAn2)多IHI此人n3)JLAAHVk4)lMMt宏人人91OUfl9AMWB.MWDMS

10、X.HMFlttitNeiMiW*.QOWM:2)IKRS.IM10KfSMmHM:3)KA.WWP(三KMftttr-1)CIV(100Q)2)9(20.000常).5)IMtA机资料来源:军用无人机、纵横股份招股书、中航(成都)无人机招股书、申万宏源研究注:申万宏源研究自行整理绘制4.系统构成典型的无人机系统由飞行系统、任务载荷、地面保障三大系统组成。无人机系统一般包括一个地面控制站,二个遥控接收站,一个发射架系统与回收系统,312个无人飞行器和相应的无人机控制员。无人机飞行器(UnmannedAerialVehicle,简称UAV)是指不携载操作人员、由动力驱动、可重复使用、利用空气动力

11、承载飞行、可携带有效载荷、在远程控制或自主规划的情况下完成指定任务的航空器。无人机飞行系统包含动力推进、导航、飞控、机体、遥控遥测系统机载部分等,是整个无人机的核心组成,决定无人机的性能;任务载荷包含监视与侦察设备、目标识别设备、通信设备、电子战器材、弹药武器等,决定无人机的使用用途;地面保障系统包含地面系统和使用人员,确保无人机在飞行过程中与地面控制人员保持通信,形成稳定的闭环通信。图1:无人机核心为三大系统5彳亍业壁垒高技术密集+高研发投入+长回报周期铸就无人机行业壁垒。无人机行业属技术密集型行业及人才密集型行业,技术壁垒和人才壁垒都相对较高。以工业无人机产业为例,工业无人机产业中的通信和

12、信息处理技术相对较成熟,技术和研发的壁垒主要体现在发动机集成、飞行控制研发和任务载荷深度集成上;在产品的研发、设计、生产、制造过程中需要涉及多学科知识,对人才的专业技能要求高。另外,军用无人机属航天军用产品/质量要求苛刻,客户对无人机企业的品牌认可度要求较高,新进企业在进入无人机行业时将受到品牌壁垒的限制。无人机前期需要投入大量资金进行长时间产品设计和研发,目研发风险较高,若无国家专项资金支持,单个企业难以长期承担大规模的研发费用。二、驱动因素1 .人工智能的发展推动智能作战时代来临战争形态正由信息化朝智能化作战演变,无人机作为典型智能装备将大有可为。世界军事领域共发生四次军事变革:第一次由以

13、木石兵器为主发展到以金属兵器为主;第二次由以冷兵器(金属兵器)为主发展到以热兵器(火药兵器)为主;第三次由以热兵器为主发展到以机械化兵器为主;第四次是发生在1990年海湾战争后,由以机械化兵器为主发展到以精确制导武器为主,推动军队建设由机械化向信息化转变。战争形态的每一次演变都伴随着人类社会的科技进步,火药、机械制造技术、现代信息集成技术先后推动了热兵器战争、机械化战争、信息化战争形态的发展。近年来,人工智能在运算智能、感知智能和认知智能领域取得重大进展,极大推动了无人机、智能武器等作战装备的研究发展,改变了现有的作战样式、作战装备、作战体系,使得未来的战争形态发生巨大变化。智能作战即将来临,

14、无人机作为典型智能装备,未来大有可为。图6:技术进步推动四次战争形态演变,当前由信息化朝智能化演变资料来源:战争形态演进及信息系统发展趋势、申万宏源研究无人机相较有人机作战优势大,军用领域应用潜力不断提升。由于无人机相较有人机具有安全性高、成本低、灵活高效等优势,目随着飞控导航、网络通信、人工智能等技术的发展,加快了无人机装备性能提升,使其任务谱系日益完善,先后发展出低成本可消耗无人机、无人僚机、无人加油机、空射无人机等多种新质装备。21世纪以来,军用无人机装备在世界范围内迅速扩散,频繁出现在阿富汗、叙利亚、利比亚等局部地区战场,由执行战情监侦等支援性作战任务向火力打击等主战任务转变,应用潜力

15、不断提升。(1)初露锋芒:凭借高能效比军事作用,初始作为战场重要补充伴随战争形态由机械化向信息化演变,无人侦察机自一出现便发挥高能效比军事作用。在20世纪60年代之前,无人机在军事上的应用主要是为高射炮、地空导弹、航炮的实弹射击训练提供靶机,为新式武器装备研制提供全尺寸鉴定用靶机;在此之后,无人机开始作为侦察机正式进入战场。无人侦察机是侦察卫星和有人侦察机的重要补充手段,它与侦察卫星相比,具有成本低、侦察地域控制灵活、地面目标分辨率高等特点;与有人侦察机相比,具有可昼夜持续侦察能力,不必考虑飞行员疲劳与伤亡问题,因而使用起来更加机动灵活,尤其是在高危险区执行任务,比有人侦察机具有更大的优越性。

16、在20世纪60年代,战争形态由机械化向信息化演变,为了适应战争的需要,无人侦察机就此问世,凭借其高能效比,军事强国在战争中大量使用无人侦察机。因此,无人侦察机自诞生之初,便发挥重要的军事作用,至今仍为各国重点研发方向。表5:战争由机械化到信息化,无人机凭高能效比发挥巨大战悦精助作用I时间系统介绍作战方式檄效果1964省南战争美国瑞安T47系列无人机/由C-130运输机运挂就到高空投放,按照预定航线执行侦察共发射3435架次,回收率妁为84%-90%贝卡谷地局部战争以色列.猛犬*、.侦吧机掩护,侦察机搜两天内以9架飞机战毁代1982索兵!fisn./集情报配合有人机作价,推毁敌方26个地空导弹t

17、t博饵吧机战阵地,击落82架战4机1991海湾战争美国短毛猎犬”、11敢死ITBOM-147A无人机,以色列“先无A机、TALD型无人机敢死tr系统:io架飞行器,2个地面控制站,弹射装置.堆面支援设备和6名机Aa人民侦察.搜索水雷、战场评估多国投入200多架无人机在空袭前便获得敌方要信息;侦察战场保障地面部队1995车臣战争俄罗斯,嘱JT无人侦察机1幅JF:10架无人宣驶飞行器,战车发射装置、两个遥控站.一台技术维修保障车监视侦察使用5架.雄蛀无人侦察机,有2架被击落,在对战场进行的监视与侦察中,发挥了举足轻重的作用红隼”系统:6架飞行88,一个车栽地,哟出动近300架无人机,插食者Jfi*

18、.红军”等7个机型面控制站,一个车0配合有人机厢准掖强南联盟1999弹射架,一件人机侦察mJ三.JSW手存放/回收/检测的越作用最大的一场战争,起到野运输车.一个发电了有人机难以发挥的作用(2)大显身手:信息化战争中由战场辅助逐渐成为主战武器,攻防两端彰显威力无人机从战场辅助角色逐步变为信息化作战时代的主战武器。在20世纪80-90年代的局部战争中,随着信息技术的发展,无人机开始担当诱饵机、电子干扰机、反辐射的雷达攻击机、通信中继机等任务;在21世纪初期的阿富汗战争、伊拉克战争中,无人机更是承担对战场进行连续监视、侦察和攻击重要目标的任务。一方面,战争对无人机的需求越来越多,另一方面,信息化时

19、代中传感器信息、精确定位导航、网络技术等的进步,催生了电子战无人机、预警无人机、通信中继机等作战支援飞机,成为无人机中的新生力量,也推动着无人机在战场中发挥重要的作用。三6:信息化战争中,无人机在攻防两端大显身手1时间战役萋战机理作战方式触效果I21阿富汗战争MQ-I-捕食者无人机侦察、打击发射导弹摧毁坦克,开无人机使用精确制导武器攻击地面目根之先河2003伊拉克战争“全球鹰、捕食者、指针、影子200、1银孤背包”等十余种侦察、打击、战场FFtt.电子厮全方位参与战斗,作战样式多样化与俄军地面电子战部队密切配合.2017叙利亚战争俄罗斯海-10-侦察、电子对抗、目标制导对来袭无人机群迸行电子压

20、制;&场侦察救援,缩短战场感知力和反应时间(3)全面开花:低成本、高智能化无人机广泛使用,无人作战时代即将到来随着人工智能技术不断发展,集群作战、协同作战等智能化作战体系崭露头角,战场形态正由信息化向智能化演变,无人作战时代即将到来。据无人争锋近几场局部冲突中无人机作战运用探析中数据显示,2019年胡塞武装凭借单架成本仅为2000美元的无人机集群作战,成功摧毁沙特油田,而沙特购买的爱国者PAC-3型导弹及发射架共耗资54亿美元,每枚价格高达900万美元,两相对比,低端廉价武器构成强大空中威胁,创造了未来战争或武装冲突中的非对称打击新模式。表7智能化作战中无人机全面开花,无人作战时代即将到来Im

21、-J”二YffL)作战方式聪效果i2019沙特油田遇袭伊朗卡慧夫3和无敌.3集群打击、协同作战低成本无人机集群运用,配合巡航导弹成功催毁沙特油田,创造未来战争或武装冲突中的非对称打击新模式2020斩首行动美国-MQ-9侦察、打击与地狱火空地导弹配合,成功狙杀伊朗指挥官苏莱曼尼,定点清除、目标点杀充分显示察打一体无人机作战新特点2020纳卡冲突土耳其rTB-2无人机以色列“哈比-2”巡飞弹、安-2无人机、起重机无人机X-55、俄罗斯-克拉苏哈-4”电子战系统侦察、打击、电子对抗无人机作主战装备贯穿冲突始终,取得显著战果.阿方通过自杀无人机摧毁大量亚方高价值雷达和防空系统,更是直接击毁俄制S-30

22、0防空系统雷达,开创了该型防空系统在实战中被无人机推SS的先河2022俄乌战争MXFB-2-无人机,俄罗斯.猎户座.察打T无人机“海鹰-I(T无人机,前哨无人机侦察、打击、协同作战打破传蜕有人机主导的空中作战格局,初步形成空天融合、有人无人协同的作战形态,提高联合远程战略打击、中低空目标拦截、防身突防等作战能力,形成以无人打有人的作战优势资料来源::无人争锋一近几场局部冲突中无人机作战运用探析、俄乌冲突中的无人机应用、申万宏源研究无人作战为军事竞争新领域,世界军事强国相继发布无人作战体系发展计划。2018年美国空军发布了小型无人机系统的发展路线图,阐述了包括作战任务、忠诚僚机和集群作战样式等相

23、关内容;2016年7月,俄罗斯塔斯社报道,俄罗斯下一代战斗机有望对飞机附近510架无人机集群进行指挥控制;2017年3月,法国达索飞机公司成功实现了神经元无人机与阵风战斗机的数百里编队飞行,促进了有人-无人协同、无人僚机等研究。图8:无人机协同作战概念图资料来源:美军有人-无人协同作战发展与趋势分析、申万宏源研究图9无人机蜂群作战概念图资料来源:美军智能无人机集群作战样式及影响分析、 申万宏源研究2 .信息化建设+政策支持利好无人机产业发展(1)国内国防信息化建设加速,智能化建设为未来方向世界新军事变革的本质和核心是信息化,当前我国信息化基础仍然相对薄弱,国防信息化建设仍处于初步阶段,在未来一

24、二十年,国防信息化建设将面临全面发展的机遇。无人机是信息化装备中重要一环,国内对先进无人机装备作战系统需求迫切。随着战争形态加速演变,建设智能化军事体系已成为世界军事发展重大趋势。通过长期努力,我军已经基本实现机械化,信息化建设也已取得重大进展,但智能化建设仍有较大空间,先进装备更新换代需求较为迫切。图17:里设智能化军事体至已喳世界军事发展重大趋生机械化信息化智能化增强武器机通过利用现代信息技利用智能化使武动力、火力、防术和资源,提高器装备和作战系护力,以武器代军事效能,以系统具笛自感知、际更新和扩大数统涌现的方式提自学习、自提升量的方式提升战升整体战斗力,的能力以快速迭斗力实现跨域联合作代

25、迸化的方式提战升整体战斗力建设智能化军力体系是时界军窜发展也大趋势中、美等世界强国加大信息化建设投入,无人机作为信息化部队中重要作战装备有望充分受益。在新一轮科技革命和产业变革推动下,前沿科技加速应用于军事领域,武器装备远程精确化、智能化、隐身化、无人化趋势更加明显,战争形态加速向信息化战争演变,智能化战争初现端倪,各国加大信息化建设投入。以美国为例,美国已开启对C3I&Space、5G、人工智能等高新技术的新一轮强化投资。2020年美国仅对C3ISpace领域就投资了983亿美元,而2020年我国国防开支预算仅为12680亿元人民币(约1782亿美元),美国C3I&Space支出/我国国防开

26、支预算=55%。我国信息化建设虽已取得重大进展,进入1-2阶段,但相较于美国仍有较大差距,预计至2025年我国军工电子信息化投入总额累计将达1.5万亿,无人机作为信息化部队中重要作战装备有望充分受益。图18:美国加大对C3lSpace等信怠化的投资S19:陵计我国军工电子信息化至2025年累计投入将超万亿美国对C30Spac的支出(亿美元)契fflWC3l&SpaceW支即M国军费(%)国内装翁费(0t)(WMtS费(砒)资料来源:美国国防部.申万宏源研究资料来源:Wind、DOD、新时代的中国国防白皮书、申万宏源研究(2)国家政策推动无人机产业快速发展,军民融合政策进一步扩大军民用市场近年来

27、,国家相关部门出台了大量鼓励军用航空及无人机产品发展的相关政策,国家政策更是提出军工企业发挥优势向新能源、民用航空航天、物联网等新兴领域拓展业务;在确保国防安全和装备技术安全的前提下,着力优化军贸产品结构,提升高新技术装备出口比例,推进军贸转型升级。军民融合政策推动军用无人机技术转型民用的趋势,无人机未来市场规模更具想象空间。表8:国家政策推动无人机产业快速发展领域名称发布日IiR主要内容li,+=三国家战略性新兴产业发展规划)2016年11月适应空域改革迸程,加强空域管制系统技术和装备研发.提出到2020年形成新Tt值B技术.造.生物,煽色低藐At字创意省5个产值规模10万亿元锻的新支柱.在

28、确保国防安全和装法技术安全的前!S下,力优化军贸产品结2017年构,提升高新技术装备出口比例,推进军贸转型升级.落实国家军用见12月一带一路”和走出去战略,推动航空装备等技术成套装*tt.中华人民共和国国民经济和社2021年ma机械化信息化智能化融合发展,全面加强练兵备战,提高捍会发展第十四个五年规划和卫国家主权、安全、发展利益的战略施力,确保2027年实现建2035年远景目标纲要军百年奋斗目标.国务院办公厅关于印发国家突2017年1月支持鼓励通用航空企业增加具有应急救Bl能力的直升机固定国民用发事件应急体系建设-+三三飞板无人机及相关专业设备,发挥其在抢跑救灾、医疗救护等规划的通知领域的作用

29、.到2020年,民用无人机产业持续快速发展,产值达到600亿关于促进和规范民用无人机朝造业发展的指导意见2017年元,年均增速40%以上.到2025年,民用无人机产值达到1800亿元年均增速25%!壮.产业规模,技术水平、企业实力持续保持国际领先势头,建立健全民用无人机标准.检利认证体系及产业体系,实现民用无人机安全可控和良性健康发展.促进民用无人将眼航空健康发展,提升管理和服务质量,建设完促进民用无人将较蛛空发展的2019年善管理体系,提出在2035年之前,建立包括载人在内的无人指导意见征求意见稿5月写驶航空交通运输系究形成一批全球轴先的航空制造、飞行监控、运商服务的无人机龙头企业”.推动民

30、用无人穿驶航空试晚基地(试验区)建设,明确深入开展民用无人宽驶航空试睑基地2020年无人机送运行、开展监修和8R务机制探索、开展无人机适航审定(试豌区)建设工作指引5月技术研究、开发运行技术蛉证.开展支律要靠试验及开疆生卷实验等团点任务.国务院办公厅关于推进人工IB峋天气工作?版量发展的意见)2020年12月提出至2025年,人工1雨(M)作业影响面枳达到550万平方公里以上;明确探索大型无人机等人工影响天气作业新方式、新a.资M来源:政府官网.申万宏源研究3 .三大技术驱动国产无人机行业高速发展(1)技术驱动之一:卫星导航与通信系统完善,无人机导航与通信水平进一步提升导航与通信系统为信息化战

31、争重要组成,决定武器控制的精确性与部队行动快速性。导航定位技术是指利用空间卫星,通过卫星播发的无线电导航信号,为用户在相应时空参考系中提供三维位置、速度和时间的技术。卫星通信,就是地球上的无线电通信站之间利用人造卫星作为中继站进行的通信,由于其通信容量大、距离远、覆盖面积大、不受地理条件限制、通信质量高和机动性好等优点,已成为不可或缺的军事通信手段。对战争过程与节奏要精确掌握,对部队行动要快速精确指挥,对武器使用要精确控制,都离不开快速精确的战区通信导航系统,卫星通信与导航系统在空天地一体化作战体系中发挥重要作用。北斗三号导航定位系统组网成功,国产无人机导航与控制水平进一步提升。导航与控制系统

32、作为无人机系统中的重要组成,直接关系无人机定位与控制精度,通过卫星定位导航等系统支持的无人机的制导与控制也更加精确,误差可以控制在10米以内,使用更加灵活,应用范围也更广。2020年6月23日,北斗三代全球卫星导航系统完成组网,相比北斗二代,三代定位精度由10米提升至为2.5-5米,授时精度由50纳秒提高至20纳秒,覆盖面更广(全球覆盖),无人机到制导与控制精度得到进一步提升。此外,国家正在把导航定位基础设施建设往一带一路沿线国家、东南亚地区、俄罗斯等欧洲国家和地区推广,我国无人机外贸出口多集中于一带一路沿线国家,随着北斗基础设施建设推广,国产无人机有望进一步打开国际市场。图10:北斗三号导航

33、定位及授时精度相较二代提高图11:1t4高精度接收机应用于新加坡施工打桩Tg资料来源:卫星导肮系统官网、申万宏源研究资料来源:我国高精度卫星导航产业发展与前景、申万宏源研究国内卫星移动通信系统与数据中继系统相继建成,无人机通信范围及质量进一步提升。(1)卫星通信为军用无人机信息传输主要路径。在现代战争中,使用无人机可实现远程操作,让作战人员处于更安全的位置,而这些无人机工作时会远离地面站,视距链路通信距离有限无法满足要求,因此,无人机通信只能依赖卫星。(2)国内卫星移动通信系统和中继系统建成提升无人机通信范围及质量。据2021年中国航天科技活动蓝皮书显示,2021年,国内首个自主可控的卫星移动

34、通信系统实现三星组网,范围覆盖中国及周边、中东、非洲等相关地区,以及太平洋、印度洋大部分海域。此外,我国全球数据中继卫星第一代系统收官,第二代持续部署,天基测控和数据中继能力不断增强。随着我国卫星通信技术的发展,无人机通信范围及质量得到进一步提升,提升作战效率。图12:空天地一体化通信网络资料来源:空天地一体化网络技术展望、申万宏源研图13:美国军用高频通信卫星资料来源:国外军用卫星发展现状及趋势,申万宏源(2)技术驱动之二:智能技术提升无人机智能水平,推动协同作战、集群作战发展人工智能技术进步驱动无人机智能化水平不断提高,智能作战体系不断发展。过去无人系统通常完全预先编程,以重复执行定义的动

35、作,并且不受外部影响或控制,无法实现自我决策,自主水平较低,不同无人机之间更是难以建立信息交互,实现协同作战。随着超大规模计算、量子计算、云计算、大数据、类脑芯片和深度学习等新技术的不断突破,人工智能在集成感知、分析、通信、规划、决策和执行能力上取得重大进展,无人机自主程度不断提高,使得蜂群作战、协同作战变为现实,人机交互技术的进步更是直接推动无人机从作战人员的工具变成作战人员真正意义上的团队成员,智能作战体系不断发展。图14:软硬件技术的进步提升无人机智能化水平提升无人机智能化水平中国电科无人机“蛉群”发射车资料来源:人工智能的发展及其在未来战争中的影响与应用思考、中电科官网、申万宏源研究注

36、:申万宏源研究自行整理绘制(3)技术驱动之三:高端原材料的技术进步驱动无人机综合性能提升高端原材料的技术进步降低无人机成本,提升综合性能。无人机具有低成本、轻结构、高机动、大过载、长航程、高隐身、低使用寿命、长储存寿命的技术特点,这些技术特点对于减重具有较大需求,而复合材料的高比强度和高比模量能够大大减轻无人机质量,对无人机缩小体积、增长航时、增加载荷质量具有重大意义。国内高端材料研究及制备技术不断进步,在碳纤维及隐身材料方面均取得了突破,目前已广泛用于航空领域。据先进复合材料在军用固定翼飞机上的发展历程及前景展望数据显示,无人机上复合材料的用量较大,一般在50%80%之间,有的甚至全结构均使

37、用复合材料。据无人机结构用复合材料及其制造技术研究数据显示,相比铝合金材料,碳纤维/环氧树脂复合材料不仅具有更高的结构刚度和强度,还能节省25%-35%的机身重量,大面积复合材料的使用将会降低无人机制造成本。资料来源:先进夏合材料在军用固定翼飞机上的发展历 程及前景展望 )、申万宏源研究资料来源:无人机结构用复合材料及其制造技术研 究.申万宏源研究三、发展现状及竞争格局1 .军用无人机近年来,国内航空领域利好政策频繁出台,政策红利持续释放,航空业迎来重大发展机遇。党的十九大报告提出在本世纪中期把人民军队全面建成世界一流军队,未来我国将由军事大国向军事强国转变,军用航空有望维持高景气发展。近年来

38、,在信息化战争的发展形势下,无人机等新型装备需求大幅提升,再加上不断爆发的安全问题、领土争端,装备无人机成为了以较低成本增强自身国防实力的有效手段,导致全球军用无人机需求不断扩大。由于对无人机装备有需求的国家很多,但目前全球具备自主生产高性能军用无人机能力的国家较少,因此相较传统武器装备,无人机全球军贸市场较为活跃。目前全球无人机系统军贸领域主要出口国家为以色列、中国及美国,澳大利亚、土耳其、瑞典、意大利等国也有部分无人机出口。翼龙是中国无人机出口的主力机型。我国无人机系统发展起步晚于美国、以色列、英国等军事科技强国。近十几年来,我国无人机系统的发展呈厚积薄发趋势,军用无人机系统核心技术和主流

39、产品紧跟国际发展前沿,我国无人机系统发展势头迅猛,正进入创新跨越发展的新时期。2 .民用无人机近年来,全球民用无人机市场实现了快速增长,根据Frost&Sullivan预计,全球民用无人机市场规模将从2015年的214.50亿元人民币增长至2019年的657.38亿元人民币。从类型构成看,过去几年消费无人机一直占据民用无人机的较大市场空间,但随着无人机在工业应用场景的拓展,未来工业无人机将成为民用无人机的发展热点,市场规模将快速增长。工业无人机增速预计明显超过消费无人机并逐步成为民用无人机市场的主要组成部分。近年来,受益于行业发展及国家政策的大力支持,中国民用无人机取得了高速发展,逐渐成为全球

40、无人机行业重要的板块之一。工业级无人机则主要服务企业、政府部门等用户,用以辅助人工进行重复性高、劳力密集型工作或者直接替代人工进行危险、人工难以涉足的工作。工业无人机的应用场景不断扩展,目前主要集中于应急产业、测绘与地理信息、农林植保、安防监控等领域。四.产业链及相关公司无人机产业是一个新兴的高科技产业,产业链分布面广、涉及领域多,研制、生产、销售、运行维护等关键环节的相互依存度较高,价值分布相对集中。主要由原材料供应商、系统设备供应商、系统集成商、运营服务商、终端用户等构成,其中,终端用户在整个产业链中处于最末端。系统集成商位于产业链核心位置,主要为从事无人机系统创新研发和总体设计的单位,大

41、型核心企业为主体、中小型同质化企业聚集周边同步发展。上游分布有原材料供应商、系统设备供应商两大部分,一级上游企业主要包括发动机、任务载荷、指控站、机载设备、数据链路、基础试验等单位,这类单位产品附加值较高。与之配套的二级上游企业主要包括原材料、元器件、电子信息、材料加工等单位,这类单位产品附加值较一级上游企业低。一、二级上游企业技术含量高、专业性强,直接影响无人机系统的性能和质量。下游分布有运营服务商、终端用户两大部分,一级下游企业主要包括载荷应用、数据处理、飞行服务、试验保障、信息技术、金融、中介、物流、会展等单位,这类单位主要提供高端服务和应用支撑,在产业布局中分工地位和经济价值较高。与之

42、对应的二级下游企业主要包括军事、民用两大领域的终端用户,与系统集成商形成相互牵引和促进的循环经济效应。S 33:军用无人机产业槌以及主要企业8公MmL光大任IMfl穴府理下 游中 游整机制造Itt桨 土发动控制 厂发动机(收发IIB 土Ial控设备 U 天线lI-I用电&备 M配电器 I*Ll 电源I-I执行机构-L.传elwl计|8|机_动力系侵-L-地面塔控系统 一近年来,在信息化战争的发展形势下,无人机等新型装备需求大幅提升,加上不断爆发的安全问题、领土争端,装备无人机成为了以较低成本增强自身国防实力的有效手段,导致全球军用无人机需求不断扩大。1 .上游:原材料无人机产业链上游为无人机设

43、计研发及关键原材料的生产,其中关键原材料有金属材料和复合材料两大类,包括钛合金、铝合金、陶瓷基等特殊材料。钛无人机产业链上游代表性企业主要包括炼石航空、宝钛股份、中国航天、泰和新材、会通股份、银禧科技等企业。(1)合金:高速无人机的主要材料速度超过马赫数2.2的无人机可以定义为高超声速无人机。对于高超声速飞行器来说,机体材料的耐热性能非常重要。由于铝合金耐热性能较差,在有人机领域,速度超过马赫数2.2的飞机就较少采用铝合金,而代之以耐高温的不锈钢、钛合金。钛行业在国民经济发展中具有重要的地位,对国防、经济及科技的发展具有战略意义,是支撑尖端科学技术进步的重要原材料产业,也是国民经济发展和产业升

44、级换代的基础产业。我国极为重视钛行业的发展,钛行业受到国家和各级地方政府的支持,陕西省将其列为经济支柱产业,良好的政策环境对钛行业及公司长远发展形成了有力的支持。钛材主要应用于航空、航天、船舶方面的以下领域:主要用作宇宙飞船的船舱骨架,火箭发动机壳件,航天方面的液体燃料发动机燃烧舱、对接件、发动机吊臂,飞机上的发动机叶片、防护板、肋、翼、起落架等,舰船上的水翼、彳亍进器等。(2)复合材料:高速无人机原材料未来发展主流,逐渐取代金属材料先进复合材料(AdVanCedCompositeMaterials,ACM)是指以碳纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维等高性能增强材料与耐高温树脂、陶瓷、金属等高性能基体

45、材料组成的复合材料,其比强度(4X106Cm)和比模量(4X108Cm)不低于铝合金,可用于加工主承力结构和次承力结构。ACM自20世纪60年代中期问世以来,就开始广泛用作各种飞行器的结构材料。经过40多年的技术发展,ACM已经逐步实现了从非承力、次承力构件,到尾翼主承力、再到机翼与机身主承力构件的规模化应用,已经成为继铝、钢、钛合金之后的第四大航空结构材料。先进复合材料技术的实际应用将在UAV的结构设计和生产制造中发挥举足轻重的作用,势必是制约UAV发展的关键核心技术之-O和传统金属材料相比,ACM具有比强度和比模量高、热膨胀系数小、抗疲劳能力和减振能力强、可设计性好、吸波隐蔽性好等特性,因此将其应用于军用UAV上,可以大大改善和提高UAV的综合性能。为适应无人机的发展,机体结构采用先进复合材料是必然的选择。目前,无论是各种大中型无人机还是微型无人机,都大量采用了复合材料,其用量已远远超过有人飞机,甚至出现全复合材料无人机(复合材料用量达到90%以上),比如贝尔公司研制的鹰眼倾转旋翼式无人机机体结构就全部采

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