報告綜述

 

       伴隨人工智能、半導體、傳感器等快速發(fā)展，無人機系統(tǒng)通過技術(shù)快速迭代，不斷拓展能力和應(yīng)用領(lǐng)域。根據(jù)《無人機系統(tǒng)發(fā)展白皮書》預測，2019- 2029 年全球無人機系統(tǒng)將保持 CAGR 20%以上，10 年內(nèi)產(chǎn)值累計超過 4000 億美元，而帶動的產(chǎn)業(yè)配套拓展和創(chuàng)新服務(wù)市場則更加龐大。

 

       1）無人機自問世以來，就擁有傳統(tǒng)飛行器和大武器系統(tǒng)所不具備的快速迭代能力， 進化出的適用場景不斷拓展，逐步從軍事專用拓展到民用領(lǐng)域。隨著無人機 產(chǎn)業(yè)鏈趨于成熟，飛控與導航技術(shù)的快速發(fā)展，無人機具備了小型化、智能 化、低成本的條件。2014 年消費級爆發(fā)式增長，形成了無人機軍民兩用格 局。

 

       2）無人機的使用需要無人機系統(tǒng)的支持。技術(shù)方面，無人機系統(tǒng)正向 多樣化、智能化、通用化趨勢發(fā)展。軍用方面，無人機系統(tǒng)將成為先進空中 作戰(zhàn)力量的主戰(zhàn)裝備和體系化、智能化作戰(zhàn)的關(guān)鍵組成部分。民用方面：廣 泛的應(yīng)用為無人機系統(tǒng)發(fā)展提供了產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)和市場化活力。

 

       垂直起降固定翼飛行器憑借獨特的構(gòu)型，是近年來無人機乃至有人機領(lǐng)域最具活力的細分賽道之一。

 

       2020 年垂直起降（VTOL）無人機加速軍事化應(yīng)用。因不受起降場地限制， 能適應(yīng)航海、山地等復雜地形環(huán)境，美將垂直起降飛行器列為美軍十大未來 關(guān)鍵裝備之首。2020 年，美空軍發(fā)布“敏捷至上”項目，極力推進電動垂 直起降 eVTOL 無人機軍事化應(yīng)用。多家新興 eVTOL 商企參與，目前 Joby 和 Beta 兩家已經(jīng)進入試飛階段。項目預計于 2023 年完成飛行器適航審定， 2025 年初具備規(guī)�；瘧�(yīng)用的水平，實現(xiàn)大規(guī)模采購。

 

       2020 年垂直起降（VTOL）無人機在工業(yè)級應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，同時繼續(xù) 加速城市交通商業(yè)化發(fā)展。1）工業(yè)級成為全球民用無人機增長新引擎，市 場逐步由 to C 轉(zhuǎn)向 to B。隨著應(yīng)用場景的不斷拓展，預計 2020 年工業(yè)無 人機市場規(guī)模將首次超過消費級無人機，成為全球民用無人機的主要市場。根據(jù) Frost & Sullivan 預測，2020-2024 年全球工業(yè)無人機市場 CAGR 高 達 56.43%，成為全球民用市場增長新引擎，2024 年全球民用市場規(guī)模將 達 4157.27 億元，而垂直起降（VTOL）無人機也是發(fā)展亮點之一。2）VTOL 加速城市交通（UAM）商業(yè)化。2020 年，日韓率先從國家層面頂層設(shè)計 UAM 產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，明確了 UAM 發(fā)展的關(guān)鍵時間點。同時，eVTOL 企業(yè)受到全球 資本包括產(chǎn)業(yè)資本的高度重視（豐田、優(yōu)步、騰訊等），紛紛加緊布局，助 力 UAM 商業(yè)化進程。

       1.1 無人機與無人機系統(tǒng)

 

       無人機是不攜載操作人員、由動力驅(qū)動、可重復使用、利用空氣動力承載飛行、可攜帶有效載荷、 在遠程控制或自主規(guī)劃的情況下完成指定任務(wù)的航空器。按照氣動布局分類，無人機主要分為固定 翼無人機、多旋翼無人機、無人直升機、垂直起降固定翼無人機。其中，垂直起降固定翼無人機兼 具固定翼和多旋翼的特點，對起降場地要求低、可空中懸停，適用于大面積、長航時作業(yè)，可攜帶 載荷作遠距離探測，具有應(yīng)用優(yōu)勢。

 

       無人機逐步從軍事專用拓展到民用領(lǐng)域，形成了軍民兩用格局。早期主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，先后被 用于靶機、偵查、情報探測、攜彈打擊等。20 世紀 80 年代以來，美國、日本、中國紛紛探索無人 機在民用領(lǐng)域的應(yīng)用。2008 至 2014 年，受益于信息化、任務(wù)載荷、衛(wèi)星導航等技術(shù)的發(fā)展，無人 機在軍事領(lǐng)域及工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛。2014 年至今，隨著無人機產(chǎn)業(yè)鏈趨于成熟，飛控與導航 技術(shù)的快速發(fā)展，無人機具備了小型化、智能化、低成本的條件，消費級無人機快速發(fā)展，工業(yè)無 人機在巡檢、安防監(jiān)控、農(nóng)林植保、測繪與地理信息等領(lǐng)域同時得以快速發(fā)展。

 

       無人機的使用需要無人機系統(tǒng)的支持。無人機系統(tǒng)是指揮控制站、一架或多架無人機、機載任務(wù)載 荷、數(shù)據(jù)鏈以及相關(guān)保障設(shè)施共同組成的功能系統(tǒng)。動力系統(tǒng)、任務(wù)載荷設(shè)備能力、感知與自主控 制導骯系統(tǒng)以及起降技術(shù)是無人機系統(tǒng)的四大關(guān)鍵核心技術(shù)。無人機系統(tǒng)按大小、用途、性能特點 可分為大型、中型、微小型無人機系統(tǒng)：

 

       1) 大型無人機系統(tǒng)主要應(yīng)用于軍事高端需求領(lǐng)域，是整個產(chǎn)業(yè)體系的“塔尖”。制空作戰(zhàn)、高 空高速、長航時等任務(wù)功能的大型無人機系統(tǒng)，其開發(fā)復雜程度和技術(shù)挑戰(zhàn)甚至超過了大部 分有人作戰(zhàn)飛機。世界上只有美國、英國、法國、以色列、中國等少數(shù)國家具有大型無人機 系統(tǒng)獨立發(fā)展能力，全球僅有十余家領(lǐng)先防務(wù)企業(yè)具備大型無人機系統(tǒng)研制生產(chǎn)能力。

 

       2) 中型無人機系統(tǒng)的性能可滿足大多數(shù)常規(guī)戰(zhàn)術(shù)場景和行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，一些科技工業(yè)基礎(chǔ)不高 的國家通過技術(shù)合作、引進生產(chǎn)線等方式也進入這一領(lǐng)域，全球約 40 個國家和地區(qū)、數(shù)百家 制造商擁有中型無人機系統(tǒng)研制生產(chǎn)能力，其中既包括傳統(tǒng)防務(wù)及航空制造企業(yè)，也包括不 少新興高科技企業(yè)參與。

 

       3) 微小型無人機系統(tǒng)借助成熟的軟硬件技術(shù)和產(chǎn)品配套體系，正在特種作戰(zhàn)場景和大眾及消費 領(lǐng)域不斷開發(fā)應(yīng)用，涉及技術(shù)、專業(yè)、資金門檻相對較低，從業(yè)企業(yè)數(shù)以千計，中國的大疆 創(chuàng)新等企業(yè)已占有較大市場份額，形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模效應(yīng)。

 

       從價值量看，無人機配套系統(tǒng)約是無人機平臺的 38.5%。無人機平臺包括機體、發(fā)動機、系統(tǒng)成品 和任務(wù)設(shè)備；而無人機配套系統(tǒng)是指綜合保障系統(tǒng)和地面通用站。根據(jù)美國空軍《Aircraft Procurement, Air Force 2018》披露，截至 2017 年美國空軍已經(jīng)完成了 55 套“全球鷹”無人機 系統(tǒng)的采購工作，采購費總投入為 43.54 億美元。其中，飛機平臺 45 架，采購費為 31.43 億美元；通用地面站 10 套，采購費為 2.18 億美元；綜合保障系統(tǒng)采購費為 9.93 億美元。