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军用无人机产业链全解析
糖芯儿 / 06月03日 21:39 发布
军用无人机已成为现代战场中的重要装备和制空作战主体,当前全球军费增长与地缘冲突推动无人机加速爆发。
根据俄罗斯国防部通报称,6月2日乌克兰当局使用FPV无人机对摩尔曼斯克州、伊尔库茨克州、伊万诺沃州、梁赞州和阿穆尔州的机场发动袭击。这是无人机群首次对军事战略要地进行的大规模打击,反映了无人机和反无在战场上日趋重要性。
无人机广泛用于各类作战场景,当前化和协同作战是重点发展方向。
随着各国加速投入军用无人机采购、部署与研发,无人机军贸或迎高速增长。
军用无人机产业链分布面广、涉及细分环节多,本文重点对产业链各核心环节进行梳理。
军用无人机行业概览
军用无人机的本质是促进杀伤链闭环时间的极限压缩,其核心优势在于以极低成本实现高效毁伤、减少人员损失风险及全域心理震慑。
按主要用途,军用无人机可分为无人机、察打一体无人机、遂行通信任务无人机、靶标无人机等。
从发展历程来看,我国军用无人机起步于1964年,1980年代开始批量使用无人机,最初主要作为防空系统的靶机和干扰诱饵等。
进入21世纪,我国军用无人机开始爆发式发展,相关科研院所、高等院校积极合作,开发出了多型的无人机设备。尤其是彩虹系列、翼龙系列的研制成功,标志着我国军用无人机部分产品已经达到同类无人机的国际先进水平。
无人机现代战场应用渗透率提升具体体现在国内列装、国际军贸两大市场。
国内列装方面,从珠海航展到实战化部署,渗透率进入快速提升阶段。珠海航展展示多型先进无人机,涵盖、察打一体、隐身突防、协同等全谱系能力,这些机型的技术成熟度已满足实战需求,部分型号已进入列装阶段。各军兵种(、、空军、)已逐步将无人机纳入作战体系。
国际军贸方面来看,各国加大军费投入巩固国防安全,我国军贸无人机出口有望大幅增长。
军用无人机产业链
军用无人机产业链主要包括上游原材料、元器件/零部件,中游动力装置和飞行平台分系统、有效载荷分系统和地面控制分系统,下游整机制造厂三个部分。
军用无人机产业链图示:
资料来源:行行查
从竞争格局来看,上游高端原材料产品需求旺盛竞争格局稳定,结构件加工行业壁垒低,竞争激烈;中游动力系统、地面系统、飞控导航系统附加值较高;下游整机制造商位于产业链核心位置。
军用飞机的研制是多单位协作的系统性工程。
设计单位根据国防需要安排整机交付计划,整机总装企业经营主管部门制订整体经营计划、采购主管部门据此制订主要原材料的采购计划并向供应商组织采购。
最后整机总装企业根据计划安排进行军用飞机的试飞、总装、部装、零件等全部环节,调试试飞完成后交付军方用户。
从行业壁垒来看,无人机是复杂的系统产品,技术门槛较高。其高技术壁垒的核心在于动力技术,光电、雷达等传感器技术,通信数据链以及人工智能等技术,这些领域的发展都将带来显著的价值拉动效果。
01
军用无人机原材料及结构件
军用无人机上游包括原材料和零部件电池、电机、芯片、螺旋仪、结构件等。
上游原材料最能反映产业链的高景气度,包括碳纤维复合材料、高温合金、钛合金和隐身材料等。相关厂商包括光威复材、中简科技、中复神鹰、抚顺特钢、钢研高纳、宝钛股份、西部超导和华秦科技、光启技术等。此外,包括提供无人机零部件加工装配的广联航空和立航科技等;提供机体结构件和电线电缆的通达股份等。分系统制造企业包括精确制导产品系统、智能感知、特种电机、高端智能装备、红外热成像设等供应商,例如,航天电子在精确制导领域有优势,为多种战术导弹提供弹载惯导组件和雷达制导系统,同时无人系统业务增长;高德红外获得“无人机及其投弹器”实用新型专利授权,大立科技提供红外热成像设备,是军用无人机任务载荷分系统的主要厂商之一。
02 军用无人机动力系统 动力系统是无人机的“心脏”,决定无人装备的载荷能力、升限续航、飞行速度和机动性等总体性能。
动力系统主要包含发动机、发动机控制和螺旋桨等关键部件。其中,发动机研制是无人机产业链中的重要环节之一。
航空发动机充分受益于军机加速列装、实战训练损耗等多重驱动。
航发机加环节主要涉及锻造、铸造和钣金,主要厂商包括三角防务、中航重机和航宇科技等。
无人机广泛采用的动力装置类型各异,包括涡扇发动机、涡桨发动机和重油活塞发动机等。其中,涡扇发动机推进效率较高,是当前主流发展方向。航发动力是国内唯一能够研制涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、活塞等全谱系军用航空发动机的企业。爱乐达从事飞机零部件及发动机零件的生产。
我国发动机主要研制企业包括航发动力、宗申动力、航瑞动力等。
国内航发制造产业链主要参与者:
03 军用无人机飞控系统
飞行控制系统是无人机的“大脑”,对无人机的稳定性、数据传输的可靠性和实时性产生重要影响。
第三代飞控系统加入了飞行、图像识别、自主避障、自动跟踪飞行等高级飞行功能,向机器视觉、化和开发过程平台化的方向发展。
公开资料显示,军用无人机飞控系统目前主要由航空618所、中航机电和航天电子负责研制生产。国内无人机飞行控制系统企业还包括纵横股份、广为海洋、麦克普特、威海广泰、华科尔、零度智控、亿航等。
惯性导航系统是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统,是无人机的“小脑”。目前中国较为成熟的包括MEMS加速度计和石英挠性加速度计,主要供应商有陕西航晶微电子有限公司、航天惯性、开拓精密等;国内主要GNSS板卡厂商为合众思壮等。
04 军用无人机通信系统 造成无人机坠毁的最常见故障是飞机与地面站之间的通信中断。
无人机的通信链路和地面控制站也称有效载荷通信(CNPC)链路,对于无人机的生存能力至关重要。
无人机通信系统主要分为三大部分:地面站、飞控以及无线通信链路。
链路系统是核心环节,建立一个空地双向数据传输通道,完成地面控制站对无人机遥控、遥测和任务信息传输。
军用无人机的数据链系统主要负责目标、环境和协同三个方面信息的传递和交换。
数据链系统图示:
公开资料显示,通信系统主要由航空615所、中电科54所和航天发展等进行生产研制。
国内无人机通信系统及装备系统厂商中,星网宇达点对点卫星通信网络系统采用经典SCPC组网方式,卫星载波效率高以及带宽独享。中海达碟状天线具有宽带较宽、相位中心稳定和低噪声等特点,属有源天线,支持多星多频(L1/B1/G1、L2/B2/B3/G2、E1/E5b)卫星信号接收,可用于无人机、车载和便携式高精度测量行业等领域。观典防务开发的通信链路系统是一种多通道复合数据传输系统,与传统数据通信相比,该系统能够同时传输多路异频异构数据(数据结构和刷新频率不同),包括遥控信号、任务载荷控制信号和图像视频数据等。
05 军用无人机任务荷载系统 载荷分系统包括光电传感器,合成孔径雷达等。
可以在战场上空进行高速扫描,也可控制无人机低速飞行或者悬停凝视,提供实时情报支持。
光电吊舱:是飞行器在空中完成对目标的探测和跟踪任务时配备的硬件系统,通常由机载稳定平台和探测设备组成。
公开资料显示,国内从事研究和生产航空光电吊舱的企业主要有:613所(中航光电研究所)、波谱华光、晶品特装、久之洋、彼岸科技、贯中精仪、长春通视、星网智控(星网宇达子公司)、大立科技、上博智像、重庆亿飞、成都浩孚、云汉通航、天盈光电、科盾科技、伊贝基科技、武汉天进科技、航天数维等。
光电传感器:我国典型的无人机机载光电产品有中航工业光电研究所(613所)推出的龙之眼系列吊舱在无人机上大量使用,其中最高端的YY-12HD光电球可支持15公里射程的激光制导武器。彩虹-4无人机光电吊舱部分采用星网宇达的SCA350型设备。大立科技为翼龙无人机和大疆无人机供货的红外热成像吊舱。睿创微纳提供无人机吊舱和车载光链系统等。
合成孔径雷达(SAR):是一种脉冲雷达技术,其工作原理为使用小天线作为辐射单元,此单元沿一直线不断移动,在不同位置接收同一地物的回波信号进行相关解调压缩处理。国内无人机孔径雷达企业包括中国电子科技集团、中航电子、天津萨瑞德、中科宇达等。
06 军用无人机地面测控分系统 地面测控分系统是无人机系统的指挥和控制中心,由地面塔控系统、地面通信系统、地面测控系统三部分组成。
如要有效地对无人机实施指挥控制,还需要先进的无线数据链来保持控制站与无人机之间的持续联通。
各国研发的大中型军用无人机基本上都由综合地面控制站进行指挥和操控。公开资料显示,我国地面控制系统的主要企业有中国电科54所、恒宇信通、航天通信等。
07 军用无人机制造及总装 在中大型无人机制领域,中无人机和航天彩虹均处于国内领先地位,在军贸市场及国内市场均品牌效应;在中小型无人机制造领域,航天电子背靠航天工业集团具技术优势和渠道优势。
航天彩虹无人机主业依托十一院空气动力技术传统优势,“远、中、近”程相衔接的无人机产品体系,包括彩虹-6大型双发高速多用途无人机、彩虹-7隐身无人机、彩虹-10无人倾转、彩虹-101无人自转、彩虹-817微型攻击无人机、智能无人机系统以及巡飞弹等有国际领先水平、填补国内空白的系统。
民参军企业例如腾盾股份、天宇长鹰等主要为军工科研单位提供武器装备配套产品及服务。
军用飞机机体制造以及总装主要是由航空工业集团旗下的几大传统的主机厂承担,中航沈飞主要承担歼击机和舰载机的整机总装和飞机部组件研制;中航西飞主要承担轰炸机、军用运输机、特种飞机等的整机总装和飞机部组件研制。
成飞主要承担歼-10和歼-20等新型多用途战斗机的整机总装和飞机部组件研制;洪都航空和航空工业贵飞主要承担教练机的整机总装和飞机部组件研制;中直股份主要承担直升机的整机总装和飞机部组件研制。
08 军用无人机市场格局 按照军用无人机生产研发技术水平、产品谱系完整性以及对外依赖度,全球军用无人机竞争梯队主要分为三大梯队:
第一梯队为全球拥有军用无人机数量多、研发技术水平高、产业链完整、产品谱系多元、无人机重度参与武装力量建设的美国、以色列和中国。我国翼龙”系列、“彩虹”系列均属于中高空长航时无人机。
第二梯队为土耳其、英国、法国、俄罗斯等国家。这些国家具有一定的军用无人机研发能力,军用无人机行业处于快速上升期。
第三梯队为伊朗、巴基斯坦等部分亚非发展中国家。这些国家的军用无人机主要源自进口,受制于技术和资金等的限制,目前自主研制能力相对较低,仍处于研制、试验和小批量生产阶段。
全球知名度较高的军用无人机研制企业有美国的通用原子公司和诺斯罗普·格鲁曼公司、以色列的以色列航空工业集团和埃尔比特系统公司、土耳其的土耳其航空工业集团和Baykar Makina 公司,英国BAE系统公司以及中国的航天彩虹和中无人机。
09 军用无人机发展趋势 未来军用无人机行业将朝着低价高效、多极化、智能化、综合化和空间化方向发展。
方向一:中高空长航时察打一体无人机。集高空、高速、长航时和大载重能力于一身,具备空对面精确打击作战和广域监视,可在高威胁战场环境下遂行多样化作战任务。长航时无人机主要厂商包括中航成飞、中航沈飞、中无人机、腾盾科创等。星网宇达拥有“长航时固定翼无人机的姿态稳定算法”技术。
方向二:无人僚机。是可与载人作战飞机密集编队、高效协同、遂行制空作战、防空压制、空中护航等作战任务的无人机系统,其主要优势一方面在于低成本;另一方面在于操作便捷,可从战场前线的分散地点进行发射和回收,提高快速部署能力和突防能力。僚机主机主要参与厂商包括中航成飞、中航沈飞等;部组件装配包括爱乐达、广联航空等。
方向三:分布式无人机。利用分布式作战概念,具备明显的数量优势、作战灵活性强、抗毁能力强成为当前发展热点之一。该类系统将高价值多用途平台的能力分散部署到多个平台上,在作战时,通常由轰炸机、战斗机、机、运输机等在目标区防空火力范围外释放,基于技术共同完成复杂任务。AI+无人机使得无人机从辅助工具跃升为战场主角,无人机装备正向AI演进。
短期看,在国际地缘因素复杂背景延续以及2027年实现建军百年奋斗目标催化下,我国军用无人机装备列装需求持续增长;中期来看,2035年我国基本实现国防和军队现代化规划保障需求确定性。在现代化作战趋势下,我国装备采购呈现结构性特征;长期来看,2050年我国全面建成世界一流军队愿景为无人机产业长期增长蓄力,我国军用无人机行业增速有望进一步提升。乐晴智库精选