報(bào)告綜述

 

       伴隨人工智能、半導(dǎo)體、傳感器等快速發(fā)展，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)通過(guò)技術(shù)快速迭代，不斷拓展能力和應(yīng)用領(lǐng)域。根據(jù)《無(wú)人機(jī)系統(tǒng)發(fā)展白皮書(shū)》預(yù)測(cè)，2019- 2029 年全球無(wú)人機(jī)系統(tǒng)將保持 CAGR 20%以上，10 年內(nèi)產(chǎn)值累計(jì)超過(guò) 4000 億美元，而帶動(dòng)的產(chǎn)業(yè)配套拓展和創(chuàng)新服務(wù)市場(chǎng)則更加龐大。

 

       1）無(wú)人機(jī)自問(wèn)世以來(lái)，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(jìn)化出的適用場(chǎng)景不斷拓展，逐步從軍事專用拓展到民用領(lǐng)域。隨著無(wú)人機(jī) 產(chǎn)業(yè)鏈趨于成熟，飛控與導(dǎo)航技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)人機(jī)具備了小型化、智能 化、低成本的條件。2014 年消費(fèi)級(jí)爆發(fā)式增長(zhǎng)，形成了無(wú)人機(jī)軍民兩用格 局。

 

       2）無(wú)人機(jī)的使用需要無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的支持。技術(shù)方面，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)正向 多樣化、智能化、通用化趨勢(shì)發(fā)展。軍用方面，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)將成為先進(jìn)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(wú)人機(jī)系統(tǒng)發(fā)展提供了產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)和市場(chǎng)化活力。

 

       垂直起降固定翼飛行器憑借獨(dú)特的構(gòu)型，是近年來(lái)無(wú)人機(jī)乃至有人機(jī)領(lǐng)域最具活力的細(xì)分賽道之一。

 

       2020 年垂直起降（VTOL）無(wú)人機(jī)加速軍事化應(yīng)用。因不受起降場(chǎng)地限制， 能適應(yīng)航海、山地等復(fù)雜地形環(huán)境，美將垂直起降飛行器列為美軍十大未來(lái) 關(guān)鍵裝備之首。2020 年，美空軍發(fā)布“敏捷至上”項(xiàng)目，極力推進(jìn)電動(dòng)垂 直起降 eVTOL 無(wú)人機(jī)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(jìn)入試飛階段。項(xiàng)目預(yù)計(jì)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(shí)現(xiàn)大規(guī)模采購(gòu)。

 

       2020 年垂直起降（VTOL）無(wú)人機(jī)在工業(yè)級(jí)應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，同時(shí)繼續(xù) 加速城市交通商業(yè)化發(fā)展。1）工業(yè)級(jí)成為全球民用無(wú)人機(jī)增長(zhǎng)新引擎，市 場(chǎng)逐步由 to C 轉(zhuǎn)向 to B。隨著應(yīng)用場(chǎng)景的不斷拓展，預(yù)計(jì) 2020 年工業(yè)無(wú) 人機(jī)市場(chǎng)規(guī)模將首次超過(guò)消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)，成為全球民用無(wú)人機(jī)的主要市場(chǎng)。根據(jù) Frost & Sullivan 預(yù)測(cè)，2020-2024 年全球工業(yè)無(wú)人機(jī)市場(chǎng) CAGR 高 達(dá) 56.43%，成為全球民用市場(chǎng)增長(zhǎng)新引擎，2024 年全球民用市場(chǎng)規(guī)模將 達(dá) 4157.27 億元，而垂直起降（VTOL）無(wú)人機(jī)也是發(fā)展亮點(diǎn)之一。2）VTOL 加速城市交通（UAM）商業(yè)化。2020 年，日韓率先從國(guó)家層面頂層設(shè)計(jì) UAM 產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，明確了 UAM 發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)。同時(shí)，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(jìn)程。

       1.1 無(wú)人機(jī)與無(wú)人機(jī)系統(tǒng)

 

       無(wú)人機(jī)是不攜載操作人員、由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、可重復(fù)使用、利用空氣動(dòng)力承載飛行、可攜帶有效載荷、 在遠(yuǎn)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(dòng)布局分類(lèi)，無(wú)人機(jī)主要分為固定 翼無(wú)人機(jī)、多旋翼無(wú)人機(jī)、無(wú)人直升機(jī)、垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)。其中，垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)兼 具固定翼和多旋翼的特點(diǎn)，對(duì)起降場(chǎng)地要求低、可空中懸停，適用于大面積、長(zhǎng)航時(shí)作業(yè)，可攜帶 載荷作遠(yuǎn)距離探測(cè)，具有應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

 

       無(wú)人機(jī)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(jī)、偵查、情報(bào)探測(cè)、攜彈打擊等。20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，美國(guó)、日本、中國(guó)紛紛探索無(wú)人 機(jī)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(dǎo)航等技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人 機(jī)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(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈趨于成熟，飛控與導(dǎo)航 技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)人機(jī)具備了小型化、智能化、低成本的條件，消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)快速發(fā)展，工業(yè)無(wú) 人機(jī)在巡檢、安防監(jiān)控、農(nóng)林植保、測(cè)繪與地理信息等領(lǐng)域同時(shí)得以快速發(fā)展。

 

       無(wú)人機(jī)的使用需要無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的支持。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)是指揮控制站、一架或多架無(wú)人機(jī)、機(jī)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(dòng)力系統(tǒng)、任務(wù)載荷設(shè)備能力、感知與自主控 制導(dǎo)骯系統(tǒng)以及起降技術(shù)是無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的四大關(guān)鍵核心技術(shù)。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)按大小、用途、性能特點(diǎn) 可分為大型、中型、微小型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)：

 

       1) 大型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)主要應(yīng)用于軍事高端需求領(lǐng)域，是整個(gè)產(chǎn)業(yè)體系的“塔尖”。制空作戰(zhàn)、高 空高速、長(zhǎng)航時(shí)等任務(wù)功能的大型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，其開(kāi)發(fā)復(fù)雜程度和技術(shù)挑戰(zhàn)甚至超過(guò)了大部 分有人作戰(zhàn)飛機(jī)。世界上只有美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、以色列、中國(guó)等少數(shù)國(guó)家具有大型無(wú)人機(jī) 系統(tǒng)獨(dú)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(wú)人機(jī)系統(tǒng)研制生產(chǎn)能力。

 

       2) 中型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的性能可滿足大多數(shù)常規(guī)戰(zhàn)術(shù)場(chǎng)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(guó)家通過(guò)技術(shù)合作、引進(jìn)生產(chǎn)線等方式也進(jìn)入這一領(lǐng)域，全球約 40 個(gè)國(guó)家和地區(qū)、數(shù)百家 制造商擁有中型無(wú)人機(jī)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(wú)人機(jī)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(chǎng)景和大眾及消費(fèi) 領(lǐng)域不斷開(kāi)發(fā)應(yīng)用，涉及技術(shù)、專業(yè)、資金門(mén)檻相對(duì)較低，從業(yè)企業(yè)數(shù)以千計(jì)，中國(guó)的大疆 創(chuàng)新等企業(yè)已占有較大市場(chǎng)份額，形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模效應(yīng)。

 

       從價(jià)值量看，無(wú)人機(jī)配套系統(tǒng)約是無(wú)人機(jī)平臺(tái)的 38.5%。無(wú)人機(jī)平臺(tái)包括機(jī)體、發(fā)動(dòng)機(jī)、系統(tǒng)成品 和任務(wù)設(shè)備；而無(wú)人機(jī)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(guó)空軍《Aircraft Procurement, Air Force 2018》披露，截至 2017 年美國(guó)空軍已經(jīng)完成了 55 套“全球鷹”無(wú)人機(jī) 系統(tǒng)的采購(gòu)工作，采購(gòu)費(fèi)總投入為 43.54 億美元。其中，飛機(jī)平臺(tái) 45 架，采購(gòu)費(fèi)為 31.43 億美元；通用地面站 10 套，采購(gòu)費(fèi)為 2.18 億美元；綜合保障系統(tǒng)采購(gòu)費(fèi)為 9.93 億美元。