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1、 無人機系統發展無人機系統發展 白皮書 (2018) 中國航空工業集團有限公司 2018 年 11 月 目目 錄錄 1 前言 . 1 2 定義與分類 . 2 3 發展綜述 . 4 3.1 產業發展現狀 . 4 3.2 產業發展趨勢 . 6 4 發展定位、目標與原則. 8 4.1 發展定位 . 8 4.2 發展目標 . 8 4.3 發展原則 . 9 5 發展重點 . 9 5.1 軍用引領、高端定位,實現無人機系統系列化發展 . 9 5.2 創新驅動、專業布局,全面加強無人機系統技術發展 . 11 5.3 技術合作、開放共贏,支持和促進無人機系統行業發展 . 11 6 保障舉措 . 12 6.1
2、加強長遠謀劃,促進統籌優化發展 . 12 6.2 推進軍民融合,踐行強軍興軍責任 . 12 6.3 堅持市場化改革,加快產業化發展 . 12 6.4 借助產業聯盟,推動行業健康發展 . 13 7 結束語 . 13 1 1 前言前言 隨著航空科技進步與工業體系升級,各種功能和性能的無人機系統不斷創新發展,構成了世界范圍內武器裝備發展的核心領域和產業方向。特別是隨著信息技術、控制技術、通信技術的快速發展,極大地推動了無人機系統跨越發展。在軍事領域,無人機系統應用成效顯著,無人化作戰裝備發展進入新階段,有人無人協同構成新體系,正在催生軍事變革與新戰爭樣式,成為各軍事科技強國爭奪的戰略制高點;在民用領
3、域,無人機系統已經滲透到不同行業的眾多應用場景中,正在孕育著大規模的行業應用和產業化,將是世界航空工業未來最具活力的增長領域。 中國航空工業集團有限公司 (以下簡稱 “航空工業集團” )承擔著世界一流軍隊建設、技術裝備發展的戰略使命,在全面履行強軍興軍首責的同時,有責任有擔當推動我國無人機系統產業健康快速發展。無人機系統是航空武器裝備未來發展的重要方向,也是航空智能化發展階段的必然產物。航空工業集團堅持自主創新,堅持軍民融合,全面引領無人機系統發展,為航空武器裝備提供堅實支撐。無人機系統是典型的軍民兩用技術產品與產業領域,航空工業集團將依托先進 2 的航空技術體系、完備的產業基礎能力、豐富的重
4、大航空項目經驗,通過全面推動我國無人機系統技術、裝備及產業體系的發展,為早日把我國建設成為世界航空強國而不懈努力。為此,航空工業集團特發布無人機系統發展白皮書 ,進一步明確了自身發展定位,提出了“自主創新、強軍興軍,軍民融合、開放共贏”的發展原則,以期形成業界廣泛的發展共識,愿攜舉國之力推動無人機系統協同創新跨越。 2 定義與分類定義與分類 無人機是不攜載操作人員、由動力驅動、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劃的情況下完成指定任務的航空器。無人機系統是由指揮控制站、一架或多架無人機、機載任務載荷、數據鏈以及相關保障設施共同組成的功能系統。 按照國家空管委無人
5、駕駛航空器飛行管理暫行條例 、國家標準化管理委員會無人駕駛航空器系統標準體系建設指南等機構的分類標準,依據產品技術的先進性和任務場景的復雜性,無人機系統可按大小、用途、性能特點等不同方式進行分類。 3 無人機系統分類表 類別 性能特點 主要應用 典型產品 大大型型 最大起飛重量一般大于 600千克,飛行高度、 速度、 航程、航時、隱身性、機動性、 自主性等性能可超過有人機 臨近空間飛行 X-51A 飛行高度達 20 千米,速度超過 5 馬赫 對地打擊或制空作戰 X-47B、 “神經元” 、 “雷神”均是采用先進高隱身飛翼布局的無人作戰技術驗證機 情報偵察及時敏目標打擊 “捕食者” 、 “全球鷹
6、” 、 “翼龍” 、“彩虹”4/5,巡航時間達 20-40小時 物資運輸 K-MAX無人直升運輸機, 最大吊掛載荷達 2700 千克, AT200 貨運無人機的有效載荷達 1500 千克 中中型型 最大起飛重量25-600 千克,任務半徑 50-1000 千米 戰術偵查、目標指示、毀傷評估、誘餌欺騙、監測搜救 “影子” 、 ASN-209、 AV500W 等 地質測繪、油氣巡線、海事監測、緝私與邊控、農林植保、通訊中繼 S-100、Fazer R、 “鷂鷹”等 微微小小型型 最大起飛重量一般小于 25 千克, 任務半徑一般不超過 50 千米 超近程偵察、蜂群作戰、特種作戰 “大烏鴉” 、“掃描
7、鷹” 、“叢林狼”等 航拍娛樂、警用、電力巡檢、農林植保、快遞投送 “精靈”系列、3DR SOLO 等 4 3 發展綜述發展綜述 3.1 產業發展現狀產業發展現狀 從全球發展來看,軍事應用領域依然是無人機系統的需從全球發展來看,軍事應用領域依然是無人機系統的需求重心,并引領前沿技術發展。求重心,并引領前沿技術發展。軍用無人機系統更強調在復雜的作戰場景和極端的使用環境下,滿足先進的技戰術性能、高可靠性、保密安全性等要求,因此,軍用無人機系統發展要求更先進更復雜的專業化科技工業體系支撐,同時不斷創新應用高性能材料、新能源動力、人工智能、電子信息等領域的前沿科技,并牽引技術發展的新方向。目前全球無人
8、機系統年產值約 150 億美元,其中 100 億美元來自軍用需求。 大型無人機系統大型無人機系統主要應用于軍事高端需求領域,是整個產業體系的“塔尖” 。制空作戰、高空高速、長航時等任務功能的大型無人機系統,其開發復雜程度和技術挑戰甚至超過了大部分有人作戰飛機。世界上只有美國、英國、法國、以色列、中國等少數國家具有大型無人機系統獨立發展能力,全球僅有十余家領先防務企業具備大型無人機系統研制生產能力,其中包括中國航空工業集團。 中型無人機系統中型無人機系統的性能可滿足大多數常規戰術場景和行業應用領域,一些科技工業基礎不高的國家通過技術合作、引進生產線等方式也進入這一領域,全球約 40 個國家和地區
9、、數百家制造商擁有中型無人機系統研制生產能力,其中既包括傳統防務及航空制造企業,也包括不少新興高科技企 5 業參與。 微小型無人機系統微小型無人機系統借助成熟的軟硬件技術和產品配套體系,正在特種作戰場景和大眾及消費領域不斷開發應用,涉及技術、專業、資金門檻相對較低,從業企業數以千計,中國的大疆創新等企業已占有較大市場份額,形成產業規模效應。 我國無人機系統發展勢頭迅猛,正進入創新跨越發展的我國無人機系統發展勢頭迅猛,正進入創新跨越發展的新時期。新時期。我國無人機系統發展晚于美國、以色列、英國、法國等軍事科技強國。近 10 年來,我國無人機系統的發展厚積薄發。航空企事業單位以其技術和產業優勢推動
10、了產品技術和產業體系向高端發展,軍用無人機系統核心技術和主流產品緊跟國際發展前沿, “翼龍” 、 “彩虹”等防務精品成為新時代大國戰略與軍事外交的新名片;民營資本以其強勁的經濟活力推動產品體系向消費市場創新發展,民用無人機系統顯示出強勁的發展動能和巨大的產業活力,在農林植保、電力巡檢、航空測繪、警用安全、物流運輸等行業的應用場景不斷發展,大疆創新等已成為消費級無人機領域全球性領先企業和商業標桿。 航空工業集團是國內軍用無人機系統最主要的提供者航空工業集團是國內軍用無人機系統最主要的提供者和工業級無人機系統重要的供應商。和工業級無人機系統重要的供應商。通過深入貫徹落實軍民融合發展戰略,航空工業集
11、團構建了創新驅動、內外融合、高效協同的無人機系統產業體系,并正在推動航空科技和裝 6 備發展的新一輪變革。在產品上,在產品上,承擔了大量國家重點無人機系統裝備研制工作,具備為用戶提供全系統整體解決方案的能力,擁有各種大型無人機系統的成功研制經驗,大型無人機系統總體技術與關鍵系統達到國際先進水平,推動了我國航空裝備產品體系實現從有人到無人的跨越;在技術上,在技術上,具備完整的無人機系統研發體系和齊全的航空技術專業,擁有國內人數規模最大、參與研制型號最多、技術水平最高、從業經驗最豐富的無人機專業化團隊和一批行業領軍人才隊伍;在能力上,在能力上,擁有大型先進無人機系統批量化制造的產業組織能力,建立了
12、較為完善的軍品質量控制、技術標準等研制生產體系和支撐裝備自主發展的試驗驗證體系;在體系在體系上,上,發揮軍事優先、高端引領、開放合作、協同創新,構成了適應陸??仗觳煌枨?、戰術與戰略不同任務能力,軍用與民用相結合的強核心、大協作的軍民融合產業體系。 3.2 產業發展趨勢產業發展趨勢 無人機系統的技術特征正向多樣化、智能化、通用化趨無人機系統的技術特征正向多樣化、智能化、通用化趨勢發展。首先,勢發展。首先,隨著產品譜系和應用場景不斷豐富,技術進步不斷推動無人機系統向高空化、遠程化、高速化、長航時方向發展,并不斷創新運用范圍和使用方式;第二,第二,自主性水平是無人機系統發展程度的重要標準,智能化將
13、成為未來戰爭和社會發展的最突出趨勢之一。無人機系統與其他無人系統、有人系統實現集群、編組等方式協同,可完成更為復 7 雜的任務;第三第三,采用通用化的無人機系統“站”和“鏈”等軟硬件, 同一個“站”能夠指揮控制多型、 多架次無人機系統, 并實現數據互聯互通。此外,開放式系統架構和通用傳感器/武器接口,將使得不同任務載荷在不同平臺間“即插即用” 。預計在未來 10 年,上述三個方向的技術發展將取得重大突破,運用范圍的廣泛性、任務效能的適應性、應用模式靈活性都將極大提升。 無人機系統將成為先進空中作戰力量的主戰裝備和體無人機系統將成為先進空中作戰力量的主戰裝備和體系化、智能化作戰的關鍵組成部分。系
14、化、智能化作戰的關鍵組成部分。高空、高速、隱身、長航時等先進無人機系統將在未來高危險區域、高強度對抗作戰環境中顯示出突出的戰略突防能力和持久作戰能力;有人無人協同、分布式空中作戰、集群作戰等將成為未來空中作戰的重要形態,高性能無人機系統將成為未來智慧化空中力量建設的重中之重。信息化、網絡化背景下裝備體系對抗是未來高技術戰爭的主要作戰樣式,武器裝備發展將由“以平臺為中心” 向 “以任務能力為中心” 的體系化、 網絡化轉變,無人機系統通過對現有作戰方式和裝備體系的跨域“賦能” ,有效推動信息組網和聯合作戰水平,充分發揮裝備體系在信息化戰爭條件下全維、精確、敏捷的作戰效能。 民用領域的廣泛應用為無人
15、機系統發展提供了產業化民用領域的廣泛應用為無人機系統發展提供了產業化基礎和市場化活力?;A和市場化活力。無人機系統在航拍娛樂、農林植保、安防監測、地質測繪、電力巡檢、物流運輸等領域已獲得廣泛 8 應用,并不斷探索新概念新場景,如未來城市智能空中交通系統、無人空中物流等。在未來社會高度信息化、自動化、智能化趨勢背景下,無人機系統將會加快對社會生活各行業領域的滲透、沖擊、乃至顛覆,持續拓展產業發展空間。 目前,全球無人機系統產業投資規模比 20 年前增長了30 倍,預計未來 10 年全球無人機系統領域年均增速將保持20%以上,產值累計超過 4000 億美元,并帶動萬億美元級的產業配套拓展和創新服務
16、市場。 4 發展定位、目標與原則發展定位、目標與原則 4.1 發展定位發展定位 堅持創新驅動,堅定成為國內軍用無人機系統發展的引領者,全面滿足我軍裝備發展需求;堅持軍民融合,努力成為國內高端工業級無人機系統發展的主力軍,促進行業領域創新應用;堅持模式創新,積極成為國際市場無人機系統發展的重要參與者,提升航空工業的國際競爭力和影響力;堅持開放協同,成為國內無人機系統產業健康快速發展的重要推動者和支撐者,攜手社會各界全面推動產業創新跨越。 4.2 發展目標發展目標 2025 年, 創新發展先進無人作戰裝備, 建立高端突破、體系完備、能力要素健全的無人機系統裝備體系,滿足國防和軍隊現代化建設的需求;
17、在國際防務市場具有較強競爭力,市場份額持續提升;在工業應用領域實現重點突破和產品系 9 列化發展。建成核心能力突出、產品譜系完備、全面開放融合、具備國際競爭力的無人機系統產業體系。 2035 年,在無人機關鍵技術產品領域達到世界一流水平,具備引領無人機產業發展的自主創新能力,滿足建設世界一流軍隊的需要;在國際防務市場具有突出的競爭優勢和一流的品牌影響力;在工業應用領域實現市場領先和產業化發展。 4.3 發展原則發展原則 自主創新自主創新、強軍興軍。、強軍興軍。以新時代強軍思想和建設航空強國使命為指引,立足自主創新、技術推動,全面提供滿足體系化、實戰化的先進無人機系統裝備。 軍民融合、軍民融合、
18、開放共贏開放共贏。將無人機系統作為軍民融合示范先導產業,積極推動產業鏈體系和科技成果對社會開放合作,聯合各界促進無人機系統創新發展。 5 發展重點發展重點 5.1 軍用引領、高端定位,實現無人機系統系列化發展軍用引領、高端定位,實現無人機系統系列化發展 建立全面領先的軍用無人機系列化裝備,滿足體系化實建立全面領先的軍用無人機系列化裝備,滿足體系化實戰化作戰需求。戰化作戰需求。戰略與戰術裝備相結合,滿足信息化作戰環境需求構建空中信息優勢能力,滿足未來強對抗作戰環境需求形成空中優勢和突防打擊能力,滿足復雜戰場環境需求實現運輸等支援保障能力,不斷完善和創新發展先進無人作戰裝備體系。 10 打造國際一
19、流的軍貿無人機系統精品系列,滿足用戶需打造國際一流的軍貿無人機系統精品系列,滿足用戶需求。求。立足無人機系統國際軍貿市場特點,以滿足客戶需求為目標,大力推進軍貿無人機系統專業化、產業化發展。重點圍繞現有成熟裝備開展適用性改進升級,同時根據外軍用戶特殊需求創新定制,發展系列化大型察打一體無人機、無人直升機、戰術型無人機、反無人機系統等。將“翼龍” 、 “云影”等先進無人機系列產品打造成我國軍貿裝備的精品工程和世界知名防務品牌, 實現國內領先、 國際一流的產業能力。 重點發展大中型工業級無人機系統,發揮航空技術和產重點發展大中型工業級無人機系統,發揮航空技術和產業溢出效應。業溢出效應。促進工業級無
20、人機系統設計、制造和服務能力商業化、規?;l展。利用“鷂鷹”系列無人機、AV 系列無人直升機等產品系列和技術體系,在航空測繪、海監巡查、消防及環保等應用領域專業化深耕;發揮航空技術與產業能力優勢,以行業前景廣的警用、物流等應用為突破口,研制高性能工業級無人機產品,推進市場應用的深度和廣度;在無人機物流、 智能空中交通等領域, 聯合行業相關領先企業,加強技術儲備和產業布局,輸出航空工業品牌影響力。 開放合作、創新發展關鍵功能子系統,完善先進無人機開放合作、創新發展關鍵功能子系統,完善先進無人機系統全產業鏈專業化能力布局。系統全產業鏈專業化能力布局。以滿足航空工業集團主要無人機系統集成和體系化發展
21、需求為重點,全面加強無人機任務載荷、動力系統、數據鏈、指揮控制系統專業化布局和產品發展,通過技術合作、聯合開發、資源整合等創新發展模 11 式,推動無人機功能系統的快速發展。 5.2 創新驅動、專業布局,全面加強無人機系統技術發展創新驅動、專業布局,全面加強無人機系統技術發展 在體系技術領域,在體系技術領域,重點加強:無人機系統作戰概念支撐技術,發展集群作戰、跨域協同概念技術能力;賽博空間的網絡及空域安全技術,發展復雜網絡環境下的運行控制、信息網絡架構、有人無人協同、有效空域監測及拒止等技術能力;通用化、模塊化和標準化技術,發展開放體系構架及公共控制與接口標準、異構平臺協同控制、模塊化任務系統
22、開發等技術能力。 在產品技術領域,在產品技術領域,重點加強:無人機系統綜合集成及主要子系統技術,發展先進平臺設計、一體化地面指揮控制、安全性高和抗干擾能力強的數據鏈、先進傳感器載荷、小型精確制導武器等技術能力。 在關鍵技術領域,在關鍵技術領域,重點加強:無人機系統自主控制與智能作戰技術,發展綜合智能感知、自主決策、機器學習、人機交互等技術能力。 5.3 技術合作、開放共贏,支持和促進無人機系統行業發技術合作、開放共贏,支持和促進無人機系統行業發展展 發揮航空科技和產業的優勢,以開展技術和產能合作等方式, 發展小型工業級和消費級無人機系統。 通過技術轉讓、知識產權交易平臺,加強航空技術成果轉化;
23、與社會各界和行業企業開展戰略合作,通過技術入股、技術支援、產能合 12 作等商業模式創新,支持合作伙伴成長發展。 發揮在航空科技工業領域的專業能力和行業領頭羊作用,在國家有關主管部門的指導下,聯合無人機系統相關企業、使用方、合作伙伴,促進我國無人機系統行業標準與適航體系的不斷完善,推動和支撐無人機行業快速發展。 6 保障舉措保障舉措 6.1 加強長遠謀劃,促進統籌優化發展加強長遠謀劃,促進統籌優化發展 緊密對接軍事領域及行業應用需求,制定無人機系統關鍵技術路線圖及中長期產業發展規劃,加強無人機系統專業化、體系化能力布局,實現航空技術產品有人與無人并重,軍用與民用產業協同的發展格局。 6.2 推
24、進軍民融合,踐行強軍興軍責任推進軍民融合,踐行強軍興軍責任 加強開放式協同創新,重點培育關鍵配套領域優秀供應商,建立開放協同的無人機系統技術創新體系和產業鏈體系,促進實現裝備軍民融合發展新生態和產業新格局,全面提供滿足體系化、實戰化要求的先進軍用無人機系統。 6.3 堅持市場化改革,加快產業化發展堅持市場化改革,加快產業化發展 著力破除制約無人機系統發展的各種體制機制障礙,推進混合所有制、股權激勵、員工持股、市場化薪酬體系等舉措,激發企業主體活力和人才創造力。統籌利用風險投資、產業投資基金、證券市場等多種融資渠道,加快無人機系統產業化發展。 13 6.4 借助借助產業聯盟,推動行業健康發展產業
25、聯盟,推動行業健康發展 借助產業發展聯盟等形式,發揮航空工業集團專業優勢,聯合各方,加大產業環境建設投入力度,支持開展有人-無人融合空域運行、信息傳輸與安全、人工智能應用、運行環境方向評估等重大專題研究,共同推進無人機系統行業標準、適航體系、行業監管等政策法規的建立和完善,促進無人機系統的創新變革和廣泛應用。 7 結束語結束語 無人機系統的發展正在孕育著新一輪科技與工業革命的動能,必將推動一批科技含量高、成長潛力大、綜合效益好的新興產業集群的創新發展。航空工業集團以全面建成新時代航空強國、發展世界一流航空裝備和成為世界一流企業集團為目標,堅持自主創新發展,堅持軍民融合發展,愿攜手各方,共同推動我國無人機系統專業化、產業化發展,一同迎接航空智能化時代的到來!