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无人机的未来远景剖析 军民两用都需开展(上)

2018-06-01 18:18

  无人机的未来远景剖析 军民两用都需开展(上)

  无人机按运用可分为军用无人机、民用无人机和消费型无人机。从需求来看,未来10年,全球无人机销量仍将首要会集在中低端的民用无人机和消费型无人机,但首要价值却体现在高空、高速、中长途、长航时、大载荷等类型的军用无人机。从供应端来看,类比机器人,处于“浅笑曲线”两头的军用无人机研制、飞控系统、要害零部件制作以及终端运用效劳将是无人机工业链中附加值和壁垒最高,而且最值得看好的范畴。

  军用无人机运用范畴拓宽,将摆开整个战场无人化的前奏。获益于技能前进,军用无人机由开端只是作为靶机晋级到了现在战场的“多面手”。我国军用无人机紧随以美国、以色列为首的榜首队伍,通过产学研结合的形式,现在现已形成了较为完好的军用无人机出产研制的工业链。有望在未来与美国和以色列在世界军用无人机商场上一较高下。估量未来10年,我国军用无人机商场总规划将到达240亿元以上,出口额将到达54亿元左右。

  民用无人机具有规划不亚于军用无人机的巨大商场。民用无人机用处极为广泛,未来商场首要会集于农林植保、影视航拍、电力巡检等范畴。学习美国对民用无人机监管逐渐放松的进程,以及国内民用无人机方针的标准和低空空域改造的深化,我国民用无人机职业将呈现爆发式添加。估量未来10年,我国民用无人机商场总规划将超越300亿元。

  消费型无人机引爆职业热潮,未来将进入千家万户。以“多旋翼无人机”为主的消费型无人机商场有着技能不高,本钱为王的竞赛形式。我国无人机企业凭仗工业配套系统和相对低价的人工本钱在全球消费型无人机商场中占有无足轻重的位置。其间,大疆无人机一家就占有了50%以上的商场比例。而比如谷歌、Facebook等科技巨子也追求运用无人机打开全新运用。未来,无人机的消费型无人机的运用将不仅限于航拍和玩具,跟着更多前沿运用的拓宽,消费型无人机将可能成为人们的生活必需品。

  类比机器人工业链,看好军用无人机研制制作商、飞控系统研制商、要害零部件制作商和民用效劳供给商。无人机被称为“空中机器人”,其工业链与机器人有着许多相似之处。从工业机器人近年的开展来看,仅可以进行拼装而无力出产要害零部件的厂家正在逐渐遭到筛选。估量无人机在未来将会呈现相同的局势,只要把握包含飞控系统、无人机航空发起机在内的中心零部件研制制作,或许供给客户所需运用效劳的企业才能在未来的无人机职业中立于不败之地。

  在无人机工业链中,未来的出资将会集于航空发起机制作、军用无人机及相关配件制作和具有技能壁垒的民用无人机整机制作,要点引荐重视:

  (1)无人机航空发起机制作商:宗申动力;

  (2)军用无人机整机制作商:威海广泰、洪都航空;

  (3)具有中心零部件出产才能的民用无人机整机制作商:隆鑫通用、德奥通航。

  危险提示

  军用无人机技能打破低于预期;

  民用无人机方针拟定进展低于预期。

  无人机:空中的智能化配备

  无人机引领空中智能化潮流

  无人驾驶飞机简称无人机(Unmanned Aerial Vehicle缩写UAV),是一种有动力、可操控、能带着多种使命设备、履行多种使命,并能重复运用的无人驾驶航空器。从技能视点界说可以分为:无人直升机、固定翼无人机、多旋翼无人机、无人飞艇、无人伞翼机等。其间,运用最为广泛的是无人直升机、固定翼无人机和多旋翼无人机。

  无人机作为无人操控的智能化配备,其正常运转需求完好的操控系统作为条件,无人机系统首要包含飞机系统、地上系统,使命载荷和地上运用确保人员。其间以飞机系统最为重要,包含了飞翔办理操控、导航、推动、起降等多个子系统。

  

 

  五大中心技能筑起高端无人机职业壁垒
 

  无人机内部结构杂乱且会集有许多高技能部件,首要由卫星通讯系统,各类传感器,发起机动力装臵、飞翔操控系统部件以及飞机起降系统部件组成。关于先进的无人机系统来说,中心技能首要会集在飞翔办理与操控系统、动力推动技能、传感器技能、导航技能和通讯技能。

  1)飞翔办理与操控系统对无人机成功履行使命起着至关重要的作用。飞翔办理与操控系统简称飞控系统,对无人机的稳定性、数据传输的可靠性、精确度、实时性等都有重要影响。

  飞控系统一般由传感器子系统、操控与办理计算机、伺服作动子系统以及地上操控与显现终端组成。在整个飞翔操控与办理系统中,操控与办理计算机处于中心位臵,首要背负信息搜集与处理、操控与导航解算、各种办理与监控以及操控输出等作业。

  

 

  无人机飞控系统的难点首要会集在数据链路推迟问题的处理和系统可靠性的确保。数据链路的推迟首要是因为信道带宽存在约束,在视距链路的情况下,信息推迟在100~200ms,在卫星通讯的情况下,遥控遥测信息要通过通讯卫星进行转发,信息推迟将到达秒级。尽管测控研讨范畴提出了许多前进传输才能的机制,但高分辨率使命载荷、信息传输的高安全性和高可靠性对信道又提出了更高的要求。

  在系统可靠性的确保上,相关于有人机,无人机的飞翔操控及安全更依赖于飞翔操控与办理系统。无人机地上操控站中的操控人员关于飞翔状况的把握彻底需求依托机载传感器感触并通过遥测下传。这就对飞翔操控与办理系统的功用、功能和可靠性提出了很高的要求。

  2)航空发起机是一种高度杂乱和精细的热力机械,直接影响无人机的功能、可靠性及经济性。现在无人机广泛选用的动力装臵包含往复式和旋转式活塞发起机,以及燃气涡轮发起机,此外,还有在微型无人机中遍及运用的电池驱动的电动机等。为了满意不同需求,无人机动力装臵功率/推力改变规划很大,但根本归于中小型发起机范畴。

  高端军用无人机对航空发起机有着极高的要求,中高空长航时无人机大多运用涡扇发起机,而高速侦办机或靶机则多运用涡喷射起机。多年来,我国航空发起机技能攻关方向首要会集在战斗机范畴,且现在的技能水平整体停留在第三代,而先进军用无人机需求确保中高空、满意的续航时刻以及航程,因而均选用第四代航空发起机。我国现在在研的新一代军用无人机均只能运用俄罗斯所供给的发起机。这就造成了我国在军用无人机动力推动技能方面都将受制于人。

  相较于军用无人机,民用或军民两用的无人机对发起机的并没有如此高的要求,活塞发起机或三代航空发起机便可以满意要求。我国已于2015年5月成功研制了具有自主知识产权的活塞发起机--“TD0工程样机”,并将其搭载于“彩虹-3”无人机上,TD0发起机的各项功能均不亚于国外同类型发起机。

  3)传感器技能确保了无人机对操作者的反应,直接决议了无人机移动的灵活性和飞翔的准确性。传感器系统为无人机的自主导航供给重要的位臵、速度、姿势等数据信息,其搜集数据的准确性对自主导航作用有严峻的影响。关于军用无人机来说,其战场监督才能和情报搜集才能也取决于传感器的技能凹凸。现在已有越来越多林林总总的传感器被集成到无人机中,从加速度传感器、振荡、位臵传感器等传感器的开发,到导航、节点,仍是到电力和分量办理等方面的,各种技能互相配合,织造出了无人机的感应系统。

  

 

  4)导航系统为无人机指明方向,是无人机的“眼睛”。无人机导航是指依照要求的精度,沿着预订航线在指定时刻内正确将无人机引导到预订位臵的系统。现在在无人机上选用的导航技能首要有惯性导航、卫星导航、多普勒导航、地势辅佐导航和地磁导航等多种方法。各种导航技能可以单一运用,也可以通过组合运用发挥更好的作用。

  5)通讯系统是无人机渠道和指挥操控方互相联系的枢纽。以美国“全球鹰”军用无人机为例,在通讯技能方面,它运用Ku波段卫星通讯系统,能与现有的联合布置智能帮助系统(JDISS)和全球指挥操控系统(GCCS)联合,还可以习惯陆海空军不同的通讯操控系统,将图画实时传给部队指挥官。

  关于无人机来说,因为密布的图画情报需求超越了卫星和地上网络供给图画情报的才能,因而国防信息系统网以及全球信息栅格就显得越发重要。

  美国国防部在2008年前便方案通过变换卫星系统,完结无人机数据在终端履行单位和操控决议方案方的互联互通。随后,美国国防部运用了更为先进的宽带全球卫星所代替,组成了“宽带全球卫星通讯系统”(WGS)。

  此外,军用无人机中的通讯中继无人机还可运用本身的通讯系统,作为戎行作战时的通讯渠道。与通讯卫星比较,其系统构筑更为简略,且具有高速、低滞后的通讯才能。

  

军用无人机:摆开战场无人化前奏

  军用无人机:从低端靶机到现代战场“多面手”

  前期的无人机多用作靶机,企业招聘,直到现代电子技能及操控工程技能的日益前进,军用无人机在现代战场上被赋予了更多使命。世界榜首架真实意义上的无人机是在20世纪30年代由德哈维兰公司所出产的一架无线电遥控的全尺度靶机,名为“蜂后”无人机。通过了挨近一个世纪的开展,军用无人机系统中先后诞生了无人侦办机、无人攻击机、电子战无人机、多用处无人机和通讯中继无人机等多种类型,真实使无人机成为了现代战场上的“多面手”。

  世界军用无人机工业自上世纪90年代起阅历了三次开展的浪潮。因为在暗斗完毕后各国军费的减缩以及戎行的裁人,军方有必要寻觅即能完结使命,又花费较少的途径,这无疑给无人机的开展供给了机会。海湾战役后,军用无人机阅历了从师级战术无人机到中高空长航时无人机再到旅/团级固定翼和旋翼战术无人机系统的开展进程。

  现在,旅/团级固定翼和旋翼战术无人机系统凭仗着体积小、机动性好、价格低价、运用简洁且易与其他军事设备配套等优势,满意了现代戎行的需求。而从现在的趋势来看,军用无人机未来的开展方向首要包含四个方面:1、从低空、短航时向高空长航时开展;2、向隐形无人机方向开展;3、从实时战术侦办向空中预警方向开展;4、从空中侦办向空中搏斗方向开展。

  

产学研结合形式助我国军用无人机开展

  我国军用无人机研制系统完好,多年来通过产学研结合,成功研制了一批先进的军用无人机产品。其间高校及研讨所首要以西北工业大学无人机研讨所、北航无人机研讨所、南航无人机研讨所为代表。另一方面,中航工业、中航科工、我国航天科技集团旗下的无人机相关单位则是当今我国军用无人机工业化的开展的代表。

  

 

  全国的高校中,在无人机范畴占有抢先位置的是西北工业大学。西北工大无人机研讨所代号“西北工业大学第365研讨所”,早在1958年便成功试飞了自主研制的无人机,并于1992年改制,在西安高新技能工业开发区注册建立具有独立法人资格的“西安爱生技能集团公司”。公司现在已开展成为一个从预研、研制、出产到售后效劳自成系统的完好的无人机研制基地。

  除了西北工大,北京航空航天大学和南京航空航天大学无人机研讨所是我国高校无人机研讨范畴中的另两个佼佼者。北京航空航天大学是国内最早从事无人机研讨的单位之一,1959年成功完结国内榜首次飞机无人驾驶飞翔。尔后还研制了“长鹰”系列无人机,并与中航哈飞公司协作研制了BZK-005型无人侦办机,并排装部队。

  南京航空航天大学从50年代末便开端研讨无人驾驶飞机,1968年起正式承受国家下达的无人机研制使命,是我国无人机类型研制的要点基地。先后研制成功漫空系列无人机、BZK-002型无人机、FY-E外贸型高速无人侦办机等多达二十多种类型的飞翔器。

  在军用无人机工业化方面,中航工业集团代表了我国现在最先进的技能,是解放军未来无人机工业开展中最重要设备拼装和系统集成供货商。集团旗下首要有成飞规划研讨所、沉飞、西飞自动操控研讨所和贵州飞机公司担任无人机的出产和研制。

  成飞规划研讨所于2005年开端研制的翼龙通用无人机已于2015年1月正式编队飞翔。一起其还同贵州飞机公司等联合研制了“翔龙”无人侦办机,以及倾向民用海警的需求的VD-200笔直起降无人机。

  沉飞规划研讨所偏重于无人攻击机的研制。由沉飞担任规划,中航工业洪都公司担任制作的白隐身无人攻击机项目于2009年发起,并在2013年底完结首飞。我国的“白”也因而成为继美国的X-47和欧洲的“神经元”之后,第三个试飞成功的大型隐身无人攻击机机型。

  西飞首要通过与潍坊天翔航空工业公司、青岛海利直升机制作有限公司、我国电子科技集团第十研讨所等协作,出产了军民两用的V750无人直升机。

  中航贵飞在无人机范畴的研制偏重于无人侦办机,其出产的机型首要有“翔龙”无人侦办机和鹞鹰系列无人侦办机。中航贵飞是依照中航工业专业化整合战略要求,于2011年5月正式挂牌建立,由原贵州双阳飞机制作厂、贵州云马飞机制作厂、贵航飞机规划研讨所、贵州凌云航空物资供销公司、贵州贵航无人机公司、贵航飞机事业部、贵阳黔江机械厂整合组成的从事无人机/教练机研制、出产的大型军工企业,是中航工业直管的19家要点主机单位之一。

  此外,我国航天科工集团部属的航天科工三院和我国航天科技集团部属的第十一研讨所也在近年研制了包含刀锋无人机、彩虹系列无人机在内的多种军用无人机。

  中美军用无人机间隔正逐渐缩小

  归纳来看,在军用无人机范畴,我国无论是在飞机列装的数量上,仍是在技能水平上,间隔美国等先进国家都还有必定的间隔。世界军用无人机格式大致可依据列装数量、技能水平、世界军贸商场比例等要素分为三个队伍,榜首队伍是以美国、以色列以及以英法为代表的欧洲,第二队伍包含我国、俄罗斯、日本等国,第三队伍则是指不具有自主研制军用无人机才能,需求依托进口的国家。

  我国军用无人机起步于上世纪60年代,其时苏联因为种种原因,撤销了对我国无人机研制的帮助,使我国无人靶机技能呈现严峻缺失。因而,国家下决心进行自出研制,并在1967年成功研制了“漫空一号”无人靶机。

  尔后,我国在无人侦办机和通用无人机方面都取得了长足的前进,先后成功研制长虹一号(无人侦办-5)、ASN-206、WZ-2000等无人机型。现在,我国正在研制“翔龙”、“翼龙”、“白”等多种类型的不同类型无人机,各项功能均到达世界先进水平。

  相较于我国,美国在军用无人机范畴长时间占有霸主位置,至今已研制了上百种无人机系统,路线图则触及40多种。一起,美国国防部对军用无人机研制的许多投入也是确保其技能抢先的重要要素。海湾战役、阿富汗战役和伊拉克战役更是促进美军在无人配备上继续加大投入。依据美国国防部方案,自2003年美国发起伊拉克战役到2013年,美国在军用无人机范畴已累计投入了近300亿美元。

  美军列装和方案开展的高功能军用无人机类型多达数十种,其间包含“全球鹰”、“捕食者”等机型已向韩国、以色列等国出售。美国军用无人机现在正向功能高端化;设备小型化和使命特殊化等方向开展。

  我国的军用无人机技能整体落后于美国10-15年,但跟着近年来,我国军用无人机范畴科研投入的添加,间隔正逐渐缩小。美国在高端无人侦办机和配备型无人机范畴具有巨大优势,其传感器和卫星等配套设备也具有全球抢先的技能。可是,跟着我国戎行新军事改造的推动,解放军的中心将从本来的“规划效益型部队”转变为“质量效益型部队”,作战人员的生命安全将愈加遭到重视。因而,军用无人机作为确保部队质量效益的新一代作战兵器,无疑将越来越多的遭到重视。

  全球军用无人机需求旺盛,我国有望抢占商场

  跟着未来战场无人化改造的继续推动,军用无人机商场将在未来10年迎来巨大机会。据猜测世界公司剖析,2014-2023年的10年间,世界军用无人机商场规划将达710亿美元,其间无人机出产占比约为53%,其间分无人机本体、地上操控站和机载有效载荷三部分;无人机研制和保护则别离占比43%和4%。

  依据猜测世界数据,2014年,全球包含无人机本体、机载有效载荷和地上操控站在内的军用无人机商场总价值约为26亿美元。在未来10年,整个商场的规划有望继续添加,在2023年全年军用无人机商场价值有望挨近50亿美元,2014-2023年的商场总规划将到达400亿美元左右,复合添加率为6.54%。

  从2014-2023年间无人机研制拨款来看,美国将会到达110亿美元,约占全球的39%;亚洲国家和西欧国家则将别离到达77亿美元和52亿美元。而未来十年,全球军用无人机制作则将以中空长航时无人机为主,其代表机型有美国的“捕食者”、以色列的“守望者”和我国的“翼龙”,商场规划将达137亿美元,占总数的38.5%;战术无人机紧随其后,商场规划将达86亿美元。

  

 

  我国有望凭仗本身技能特色以及更具竞赛力的价格在世界军用无人机的大商场中占有一席之地。尽管我国的军用产品出口终年遭到政治要素的阻止,但实践出口规划依然继续添加。据斯德哥尔摩世界和平研讨所(SIPRI)数据,我国兵器出口自2004年的3.86亿美元上升到2013年的20.68亿美元,复合增速达18.28%。

  包含无人机在内军用飞机增速相同显着,2013年我国军用飞机对外出口额到达5.89亿美元,2004-2013年复合添加率到达20.94%。此外,军用飞机也是2004-2013年间出口额最大的,到达32亿美元,占总出口额的32%左右。

  据外媒报导,我国现在已有多款军用无人机完结了出口,其间首要有彩虹-3、彩虹-4以及“翼龙”无人机,首要客户包含巴基斯坦、缅甸等国。以“翼龙”通用型无人机为例,其价格约为100万美元,价格仅约为美国“捕食者”中空长航时无人机的三十分之一。一起,国产军用无人机的功能和质量也使其有望在未来得到更多国外客户的喜爱。

  依据猜测世界数据以及对我国军用无人机商场的达观预判,咱们保存估量我国军用无人机商场价值将在2023年占到全球15%左右的商场比例,到达50亿元左右的商场规划。2014-2023年的10年间,我国军用无人机商场总规划将到达240亿元以上,坚持18%左右的复合添加率。

  此外,依据猜测世界数据,1994-2013年间,全球各国军用无人机出口总量超越1,200架,年均出口量120架。咱们估量在2014-2023年间,全球无人机年均出口量将完结倍增,到达240架,而我国军用无人机在世界商场的比例将可能逐渐提升至15%左右。据媒体报导,“翼龙”无人机大约600万元的单价,而无人机本体约占整个系统价值的40%,若配套机载配备、操控系统以及指挥操控车等设备,则总价格约为1,500万元。由此咱们大致计算,我国未来10年军用无人机出口额将可以到达54亿元左右。

  相关上市公司

  1、洪都航空

  公司前身是南昌飞机制作公司,创建于1951年,是国家“一五”方案156项要点工程之一;是我国教练飞机、强击机、农林飞机、海防产品、片梭织机、公司公告,摩托车及发起机的出产基地;是集航空产品和机电产品科研、出产、运营一体化的高科技企业集团。

  公司在首要担任制作有中航沉飞规划研讨所主导研制的“白”隐身无人攻击机。“白”项目于2009年发起,通过3年试制,于2012年12月13日在江西某飞机制作厂总装下线,并于2013年底完结首飞。“白”是继美国的X-47B无人机和欧洲“神经元”之后,又一成功试飞的大型隐身无人机机型,未来也很可能成为我国空军无人战斗机中的主力机型。

  2、威海广泰

  威海广泰空港设备股份有限公司简称“威海广泰”,由李光太先生兴办于1991年,坐落山东省威海市,是从事空港地上设备及专用配备研制与制作的专业公司。公司现现已过了质量系统认证、环境系统认证等,是国家级火炬方案要点高新技能企业。

  公司于2014年12月2日布告与某单位协作签订了《系列无人机系统开发协作协议书》,其间某类型高速无人机已试飞成功,两边将在无人机范畴打开愈加深化的协作。