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
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