1、2022 年深度行業分析研究報告 1.無人機簡介:譜系眾多,中國躋身世界先進之列.7 1.1 無人機技術密集,核心為三大系統.7 1.2 海外:美國和以色列占據先發優勢,譜系全面,具備系列化作戰體系9 1.3 國內:由仿制到自研,實現跟跑到并跑技術跨越.11 2.高科技戰爭加速無人機需求釋放,技術+政策驅動國產無人機產業高速發展.13 2.1 無人作戰時代即將到來,無人機大有可為.13 2.2 三大技術驅動國產無人機行業高速發展.17 2.3 信息化建設+政策支持利好無人機產業發展.20 3.無人機軍用市場持續擴大,民用工業級潛力巨大.22 3.1 軍用全球市場穩步提升,中國軍貿市場前景廣闊.
2、22 3.2 國內軍用市場需求廣闊,成規模列裝加速需求釋放.25 3.3 民用市場未來可期,國內民用領域占全球市場過半.28 4.產業鏈環節眾多,上中下游均有看點.30 4.1 整機制造商:位于產業鏈核心位置,軍工集團處于壟斷地位.31 4.2 動力系統:活塞發動機為主,國產替代進程加快.32 4.3 分系統:飛行控制系統卡位核心環節,軍工國企主導系統設備供應34 4.4 原材料及結構件:高端材料需求旺盛,結構件加工競爭激烈.36 5.無人機標的眾多,看好各環節頭部企業.37 5.1 中航無人機:翼龍系列無人機集成商.38 5.2 航天彩虹:彩虹系列無人機集成商.38 5.3 星網宇達:無人系
3、統核心集成商.39 5.4 華秦科技:隱身材料龍頭企業.40 5.5 無人機相關公司估值表.40 目錄 圖表目錄 圖 1:無人機核心為三大系統.7 圖 2:無人機細分系統組成示意圖.7 圖 3:無人機種類眾多,不同類型各有特點.8 圖 4:國產無人機起步雖晚,奮起直追,實現跟跑到并跑.11 圖 5:中美主力無人機性能對比.13 圖 6:技術進步推動四次戰爭形態演變,當前由信息化朝智能化演變.14 圖 7:三大優勢拓寬無人機軍用領域應用范圍.14 圖 8:無人機協同作戰概念圖.17 圖 9:無人機蜂群作戰概念圖.17 圖 10:北斗三號導航定位及授時精度相較二代提高一倍.18 圖 11:北斗高精
4、度接收機應用于新加坡施工打樁.18 圖 12:空天地一體化通信網絡.18 圖 13:美國軍用高頻通信衛星.18 圖 14:軟硬件技術的進步提升無人機智能化水平.19 圖 15:碳纖維材料對無人機減重效果明顯.20 圖 16:全復合材料使用降低無人機制造成本.20 圖 17:建設智能化軍事體系已成為世界軍事發展重大趨勢.20 圖 18:美國加大對 C3I&Space 等信息化的投資.21 圖 19:預計我國軍工電子信息化至 2025 年累計投入將超萬億.21 圖 20:全球軍用無人機市場規模預測(單位:億美元).22 圖 21:2000-2021 年全球無人機出口數量(架).22 圖 22:20
5、19-2021 年彩虹、翼龍兩大系列無人機外貿市場對比(單位:億元)24 圖 23:2010-2021 年中國無人機出口數量占比(按機型分).24 圖 24:2011-2022 年國防預算年復合增速 8.63%.25 圖 25:2010-2017 年裝備費占軍費比例明顯提升.25 圖 26:2022-2030 年國內軍用無人機采購空間預測(單位:億元).26 圖 27:2017-2023 年美國軍用無人機采購費用(或預算)(單位:億美元).26 圖 28:2017-2021 年翼龍、彩虹內銷金額(單位:億元).27 圖 29:2017-2021 年美國主力無人機采購額(單位:億美元).27 圖
6、 30:執行人工增雨任務的“甘霖-I”無人機.28 圖 31:固定翼無人機應急通信系統.28 圖 32:全球民用工業級無人機市場規模將快速增加(單位:億元).29 圖 33:中國民用工業級無人機市場規模增長迅速單位:億元).29 圖 34:中國民用工業級無人機市場中測繪與地理信息領域將占據較大規模.29 圖 35:國內無人機產業鏈分布圖.30 圖 36:2019-2021Q1 中航無人機各材料采購占采購成本平均比例.30 圖 37:MQ-1C 搭載的 Centurion 1.7 型活塞重燃油發動機.33 圖 38:國產 AEF100 無人機用小型渦扇發動機.33 圖 39:美軍“獵人“無人機系
7、統的 GCS-3000 地面控制站.35 圖 40:“捕食者”地面指揮控制系統.35 圖 41:中國首款全復材多用途無人機“翼龍-1D“.36 圖 42:采用隱身設計的“暗劍“無人機示例.36 圖 43:中航無人機歷年營業收入與凈利潤變化.38 圖 44:2021Q1 中航無人機各項業務營收占比.38 圖 45:航天彩虹歷年營業收入與歸母凈利潤變化.38 圖 46:2021 年航天彩虹各項業務營收占比.38 圖 47:星網宇達歷年營業收入與歸母凈利潤變化.39 圖 48:2021 年星網宇達各項業務營收占比.39 圖 49:華秦科技歷年營業收入與歸母凈利潤變化.40 圖 50:2021 年華秦
8、科技各項業務營收占比.40 表 1:美軍軍用偵察無人機代表機型.9 表 2:美軍軍用察打一體無人機代表機型.10 表 3:以色列典型無人機.10 表 4:我國典型察打一體無人機.12 表 5:戰爭由機械化到信息化,無人機憑高能效比發揮巨大戰場輔助作用.15 表 6:信息化戰爭中,無人機在攻防兩端大顯身手.16 表 7:智能化作戰中無人機全面開花,無人作戰時代即將到來.16 表 8:國家政策推動無人機產業快速發展.21 表 9:中、美、以、土為全球察打一體無人機主要制造商,翼龍系列市占率第一23 表 10:2000-2021 年中國無人機出口數量(按機型、出口國分).23 表 11:2016 年
9、美國空軍無人機編制.26 表 12:2017-2023 年美國主力無人機機型采購費用(或預算)(單位:百萬美元).27 表 13:無人機整機制造商以軍工國企為主.31 表 14:不同種類航空發動機在無人機上的應用情況.32 表 15:國內外主要的無人機發動機制造商.33 表 16:國內主要無人機飛行控制系統供應商簡介.34 表 17:國內主要無人機地面控制系統設備供應商簡介.36 表 18:無人機原材料等供應商上市相關簡介.37 表 19:無人機相關公司估值表.40 1.無人機簡介:譜系眾多,中國躋身世界先進之列 1.1 無人機技術密集,核心為三大系統 典型的無人機系統由飛行系統、任務載荷、地
10、面保障三大系統組成。無人機系統一般包括一個地面控制站,二個遙控接收站,一個發射架系統與回收系統,312 個無人飛行器和相應的無人機控制員。無人機飛行器(Unmanned Aerial Vehicle,簡稱 UAV)是指不攜載操作人員、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。無人機飛行系統包含動力推進、導航、飛控、機體、遙控遙測系統機載部分等,是整個無人機的核心組成,決定無人機的性能;任務載荷包含監視與偵察設備、目標識別設備、通信設備、電子戰器材、彈藥武器等,決定無人機的使用用途;地面保障系統包含地面系統和使用人員,確保無人
11、機在飛行過程中與地面控制人員保持通信,形成穩定的閉環通信。圖 1:無人機核心為三大系統 資料來源:南洋科技發行股份購買資產暨關聯交易報告書、申萬宏源研究 無人機細分系統:動力裝置以活塞式為主,飛行控制和地面系統為核心組成。無人機的動力裝置一般采用活塞式、渦輪噴氣式和渦輪軸發動機中的一種,活塞發動機能滿足絕大部分無人機需求,因此被廣泛用于無人機動力裝置。據航天彩虹公司披露,2017 年,無人機市場(除微型無人機外)采用活塞發動機作為動力裝置的數量占比超過 60%。飛行控制系統主要有自動駕駛儀、導航系統、飛行控制計算機、雷達信標機及相應的通信鏈路,主要職能是自主或按照地面系統的指令控制飛機飛行;地
12、面系統由控制員使用,接收無人機傳回的信息并向無人機發送控制指令,飛行控制和地面系統為無人機的核心組成。任務載荷系統決定無人機使用用途。據軍用無人機數據顯示,通常,無人機的有效載荷占飛行器重量的 1/4,占無人機單機生產費用的 40%。圖 2:無人機細分系統組成示意圖 資料來源:軍用無人機、中航(成都)無人機招股書、申萬宏源研究 無人機有多種分類方式,可以按構造、控制方式、飛行器重量、實用升限、用途、以及航程進行分類。無人機按構造即氣動布局可分為固定翼無人機、多旋翼無人機、無人直升機、垂直起降固定翼無人機,不同氣動布局的無人機飛行原理不同;按控制方式又可分為三種類型:程控型、遙控型、復合型;按飛
13、行器重量可分為微、小、中、大型:微型無人機重量在 100 克以下,小型無人機重量不足 280 千克,中型無人機重量范圍為2802270 千克,大型無人機重量范圍為 22706800 千克;按實用升限分為超低空無人機、低空無人機、中空無人機、高空無人機和超高空無人機;按用途分,無人機可分為靶機、單一用途無人機、察打一體無人機三類;按航程分可分為遠、中、近、超近程四類,活動半徑從 120 千米以外變化到 10 千米左右。圖 3:無人機種類眾多,不同類型各有特點 資料來源:軍用無人機、縱橫股份招股書、中航(成都)無人機招股書、申萬宏源研究 注:申萬宏源研究自行整理繪制 高技術密集+高研發投入+長回報
14、周期鑄就行業壁壘。無人機行業屬技術密集型行業及人才密集型行業,技術壁壘和人才壁壘都相對較高。以工業無人機產業為例,工業無人機產業中的通信和信息處理技術相對較成熟,技術和研發的壁壘主要體現在發動機集成、飛行控制研發和任務載荷深度集成上;在產品的研發、設計、生產、制造過程中需要涉及多學科知識,對人才的專業技能要求高。另外,軍用無人機屬航天軍用產品,質量要求苛刻,客戶對無人機企業的品牌認可度要求較高,新進企業在進入無人機行業時將受到品牌壁壘的限制。無人機前期需要投入大量資金進行長時間產品設計和研發,且研發風險較高,若無國家專項資金支持,單個企業難以長期承擔大規模的研發費用。1.2 海外:美國和以色列
15、占據先發優勢,譜系全面,具備系列化作戰體系 美國軍用無人機經歷了單一化向全系化演變的過程,當前以重型為主,具備系列化作戰體系。無人機最早的用途僅作為靶機使用,后來陸續發展出偵察、打擊、運輸、加油、僚機等多種譜系。據 FlightGlobal、Army-Technology 數據顯示,在 2019 年美軍無人機裝備中,按照大小劃分,重型占 51%,中型占 26%,輕型則占 23%,重型為主,具備大、中、小微全系列;按照功能劃分,“軍事情報監視與偵察無人機”占比 61%,“運輸無人機”占比 6%,其他占比 33%,具備系列化作戰體系。美國無人機正朝著高速、長航時、隱身以及多功能發展。為滿足高速、長
16、航時的需求,發動機從活塞動力向渦扇動力發展。為滿足多功能要求,傳感器也向著有源相控陣雷達、紅外、光電等復合傳感系統發展。表 1:美軍軍用偵察無人機代表機型 型號 服役時間 單價(萬美元/架)圖示 機型標準 裝備數量(架)性能 傳感器 動力裝置 BQM-147/次輕型戰術無 人機 100 最大飛行高度為 3000m,續航時間 僅3h,凈重 43kg/Quadra 100SS RQ-7B 2002 75 較輕型無人機 275 最大飛行高度為 4600m,續航時間 為6h,凈重 170kg 光電/紅外、Tamam POP300 Wankel UAV Engine 741 轉子發動機 RQ-4A/B/
17、13200 重型無人機 35 最大飛行高度達 18000m,可續航 32h 以上,凈重14628kg 光電/紅外合成孔徑雷達 Rolls-Royce AE 3007H渦扇發動機 RQ-21A 2014 400 小型戰術無人 機 40 最大飛行高度為 5900m,續航時間 長達 16h,但其起飛重量僅為 61kg 光電/紅外激光測距儀晝夜全動態視頻攝像機 活塞發動機 MQ-8B/C 2009/重型無人機 36 最大飛行高度為 6100m,續航時間 8h,起飛重量達1430kg 光電/紅外激光測距儀激光指示器 Rolls-Royce 250 資料來源:軍用無人機技術發展歷程、現狀及未來應用研究、美
18、國國防部、維基百科、申萬宏源研究 表 2:美軍軍用察打一體無人機代表機型 型號 服役時間 單價(萬美元/架)圖示 機型標準 裝備數量(架)性能 傳感器 動力裝置 MQ-1B 1995 403 中高空遠程 145 最大飛行高度為50000 英尺,續航 127h,最大時速 240km ASIP-1C 傳感器、AN/AAS-52多光譜瞄準系統、AN/ZPQ-1合成孔徑雷達 Rotax 914F 渦輪增壓四缸發動機 MQ-1C 2009 2100 中高空遠程 117 最大飛行高度 8800m;最快航速 310km/h,可承載 488kg 的有效載荷 AN/ZPY-1 STARLite 雷達 Thiel
19、ert Centurion 1.7 重型燃料發動機 MQ-9A 2007 3000 高空中程 263 巡航飛行高度:15000m(空載);9000m(滿載);可持續備戰飛行:15h;最大飛行速度:460km/h AN/APY-8 Lynx II 雷達、AN/DAS-1 MTS-B 光電偵搜索儀、SeaVue 對海搜索雷達 Honeywell TPE331 渦槳發動機 資料來源:軍用無人機技術發展歷程、現狀及未來應用研究、維基百科、申萬宏源研究 以色列無人機技術源自美國,已發展出獨立的技術體系,游蕩彈藥系統獨具一格。以色列的無人機技術源于美國,在不斷的發展和探索中,自主研發出區別于傳統無人機的游
20、蕩彈藥無人機系統,無人機技術已躋身世界前列。自上世紀 80 年代,以色列自主研發了“哈比”無人機、“哈洛普“無人機等游蕩彈藥無人機系統,用途廣泛。游蕩彈藥無人機通常在目標區域周圍徘徊相對較長的時間,鎖定目標后通過內置彈頭完成自殺式打擊,“哈比”無人機被認為是第一個游蕩彈藥系統。2000 年代開始,游蕩武器已被開發用于其他角色,從相對遠程的打擊和火力支援發展出單兵背包戰術及短程戰術用途。表 3:以色列典型無人機 功能 機型 單價/服役時圖示 飛行高凈重續航傳感器 動力裝置 萬美元 間 度/m/kg 時間/h 偵察 赫爾墨斯-450 200 1998 6000 450 30 光電/紅外傳感器、合成
21、孔徑雷達 UAV Engines Limited R802/902(W)Wankel engine 察打一體 艾坦/蒼鷺-2 3500 2004 14000 4650 30/普惠加拿大 PT6-67A 垂直起降/搜救 鸕鶿/3700 770 5 穩定光電傳感器、多普勒雷達高度計 Turbomeca Ariel 游蕩彈藥 哈比 52 1997 1500 135 2 GPS UEL AR731 Wankel 轉子發動機 游蕩彈藥 哈洛普/哈比-2/4600/9/資料來源:維基百科、申萬宏源研究 1.3 國內:由仿制到自研,實現跟跑到并跑技術跨越 國內軍用無人機相較國外起步較晚,經歷了跟跑-追趕-并
22、跑階段,近年來逐漸躋身世界先進之列。中國對無人機的研發始于 20 世紀 50 年代,經歷了三個發展階段:1)技術引進階段即跟跑階段,該階段主要從以色列等技術先進國家購買無人機,并仿制研制自己的無人機,我國第一架無人機(北京 5 號)即是在運-5(原型為安-2)的基礎上研制的。2)技術進步即追趕階段,該階段我國先后研制出長虹高空高速無人偵察機、T-6 通用型無人機、Z-5 系列無人偵察機、ASN 系列無人機等,已批量生產并裝備部隊。第三階段技術跨越即并跑階段,自 21 世紀以來,中國無人機產業快速發展,并緊跟察打一體的新趨勢,憑借長鷹、彩虹、翼龍等一系列較成熟的無人機產品,用短短不到 20 年時
23、間,在國際出口市場中形成了與美國、以色列并駕齊驅的局面;同時,我國不斷突破無人隱身技術瓶頸,據環球網報道,2013 年 12 月 21 日,“利劍”無人機首飛成功,代表我國成為繼美、法、英之后世界上第四個試飛大型隱身無人攻擊機的國家。圖 4:國產無人機起步雖晚,奮起直追,實現跟跑到并跑 資料來源:維基百科、中國無人機產業從跟跑到并跑的技術跨越、中國青年報、申萬宏源研究 注:申萬宏源研究自行整理繪制 長鷹、彩虹、翼龍象征著無人機技術的三大跨越,中國躋身無人機技術世界強國。我國的技術跨越主要體現在三個方面:1)長鷹無人機從頂層設計出發突破無人機關鍵卡脖子技術,形成了可與捕食者、蒼鷺比肩的 40 小
24、時長航時性能,為我國關鍵核心部件國產化奠定了重要技術基礎;2)彩虹無人機基于市場反饋適時調整產品性能、形成完備的產品譜系,憑借覆蓋小型、中近程及大型高端無人機全型譜產品線和研制體系的優勢,近十年銷售額累計已處于全球軍貿市場前列;3)翼龍系列無人機遵循技術與市場的相互作用規律,以聯合設計提升產品載荷的可拓展性,以滿足國內外、軍用民用不同市場需求?!耙睚垺?2 察打一體無人機更是憑借在起飛重量、載彈量、飛行時速等方面的優勢,縮短了無人機軍貿市場與世界霸主美國的差距。此外,翼龍無人機在 2021 年 7 月的中原暴雨時,搭建平臺、恢復災區通信,展現出中國中大型無人機在物流運輸、應急救援等民用領域的廣
25、闊前景。表 4:我國典型察打一體無人機 型號 研制單位 單價(萬美元/架)設計定型時間 簡介 飛行控制方式 發動機 性能“翼龍”系列無人機 成都飛機設計研究所 200/我國第一款研制成功的具有中空、長航能力的集偵察打擊于一體的無人機系統 固定地面站 自主起飛 自主降落 奧地利ROTAX航空發動機 最大飛行高度 5 公里,巡航速度 160 公里/小時,最大飛行速度 280 公里/小時,續航時間 20 小時,航程近 4000 公里 彩虹-4 航天空氣動力技術研究院 400 2016年 國內同級別掛載能力最強、飛行能力最優之一,綜合性能強大,已躋身世界先進無人機行列,收獲大批訂單 固定地面站 自主起
26、飛 自主降落 活塞發動機 掛載 4-6 枚小型空地精確制導武器,續航里程約3500 公里 彩虹-5 航天空氣動力800 2017年 中國最大最重的軍用察打一體無人機 固定地面站 自主起飛“航瑞”重可掛載 16 枚導彈,最大載荷可達 1 噸,續航里程約 技術研究院 自主降落 油發動機 10000 公里 資料來源:中國航空史話、維基百科、Insider、申萬宏源研究 圖 5:中美主力無人機性能對比 資料來源:維基百科、新華社、申萬宏源研究 注:申萬宏源研究自行整理繪制 2.高科技戰爭加速無人機需求釋放,技術+政策驅動國產無人機產業高速發展 2.1 無人作戰時代即將到來,無人機大有可為 戰爭形態正由
27、信息化朝智能化作戰演變,無人機作為典型智能裝備將大有可為。世界軍事領域共發生四次軍事變革:第一次由以木石兵器為主發展到以金屬兵器為主;第二次由以冷兵器(金屬兵器)為主發展到以熱兵器(火藥兵器)為主;第三次由以熱兵器為主發展到以機械化兵器為主;第四次是發生在 1990 年海灣戰爭后,由以機械化兵器為主發展到以精確制導武器為主,推動軍隊建設由機械化向信息化轉變。戰爭形態的每一次演變 都伴隨著人類社會的科技進步,火藥、機械制造技術、現代信息集成技術先后推動了熱兵器戰爭、機械化戰爭、信息化戰爭形態的發展。近年來,人工智能在運算智能、感知智能和認知智能領域取得重大進展,極大推動了無人機、智能武器等作戰裝
28、備的研究發展,改變了現有的作戰樣式、作戰裝備、作戰體系,使得未來的戰爭形態發生巨大變化。智能作戰即將來臨,無人機作為典型智能裝備,未來大有可為。圖 6:技術進步推動四次戰爭形態演變,當前由信息化朝智能化演變 資料來源:戰爭形態演進及信息系統發展趨勢、申萬宏源研究 無人機相較有人機作戰優勢大,軍用領域應用潛力不斷提升。由于無人機相較有人機具有安全性高、成本低、靈活高效等優勢,且隨著飛控導航、網絡通信、人工智能等技術的發展,加快了無人機裝備性能提升,使其任務譜系日益完善,先后發展出低成本可消耗無人機、無人僚機、無人加油機、空射無人機等多種新質裝備。21 世紀以來,軍用無人機裝備在世界范圍內迅速擴散
29、,頻繁出現在阿富汗、敘利亞、利比亞等局部地區戰場,由執行戰情監偵等支援性作戰任務向火力打擊等主戰任務轉變,應用潛力不斷提升。圖 7:三大優勢拓寬無人機軍用領域應用范圍 資料來源:發展無人裝備技術是制勝未來戰爭的關鍵、前瞻產業研究院、申萬宏源研究 2.1.1 初露鋒芒:憑借高能效比軍事作用,初始作為戰場重要補充 伴隨戰爭形態由機械化向信息化演變,無人偵察機自一出現便發揮高能效比軍事作用。在 20 世紀 60 年代之前,無人機在軍事上的應用主要是為高射炮、地空導彈、航炮的實彈射擊訓練提供靶機,為新式武器裝備研制提供全尺寸鑒定用靶機;在此之后,無人機開始作為偵察機正式進入戰場。無人偵察機是偵察衛星和
30、有人偵察機的重要補充手段,它與偵察衛星相比,具有成本低、偵察地域控制靈活、地面目標分辨率高等特點;與有人偵察機相比,具有可晝夜持續偵察能力,不必考慮飛行員疲勞與傷亡問題,因而使用起來更加機動靈活,尤其是在高危險區執行任務,比有人偵察機具有更大的優越性。在 20 世紀 60 年代,戰爭形態由機械化向信息化演變,為了適應戰爭的需要,無人偵察機就此問世,憑借其高能效比,軍事強國在戰爭中大量使用無人偵察機。因此,無人偵察機自誕生之初,便發揮重要的軍事作用,至今仍為各國重點研發方向。表 5:戰爭由機械化到信息化,無人機憑高能效比發揮巨大戰場輔助作用 時間 戰役 參戰機型 系統介紹 作戰方式 戰場效果 1
31、964 越南戰爭 美國瑞安-147 系列無人機/由 C-130 運輸機運掛載到高空投放,按照預定航線執行偵察 共發射 3435 架次,回收率約為 84%-90%1982 貝卡谷地局部戰爭 以色列“猛犬”、“偵察兵”無人偵察機、“壯士”誘餌靶機/靶機掩護,偵察機搜集情報配合有人機作戰 兩天內以 9 架飛機戰毀代價,摧毀敵方 26 個地空導彈陣地,擊落 82 架戰斗機 1991 海灣戰爭 美國“短毛獵犬”、“敢死蜂”BOM-147A無人機,以色列“先鋒”無人機、TALD 型無人機“敢死蜂”系統:10架飛行器,2 個地面控制站,彈射裝置,地面支援設備和 6 名機組人員 偵察、搜索水雷、戰場評估 多國
32、投入 200 多架無人機在空襲前便獲得敵方重要信息;偵察戰場保障地面部隊行進安全 1995 車臣戰爭 俄羅斯“熊蜂”無人偵察機“熊蜂”:10 架無人駕駛飛行器,戰車發射裝置、兩個遙控站、一臺技術維修保障車 監視偵察 使用 5 架”雄蜂“無人偵察機,有 2 架被擊落,在對戰場進行的監視與偵察中,發揮了舉足輕重的作用 1999 科索沃戰爭“捕食者”“獵人”、“紅隼”等 7 個機型“紅隼”系統:6 架飛行器,一個車載地面控制站,一個車載彈射架,一個無人機存放/回收/檢測的越野運輸車,一個發電機組 偵察 北約出動近 300 架無人機,配合有人機精準摧毀南聯盟的燃油系統,為無人機發揮作用最大的一場戰爭,
33、起到了有人機難以發揮的作用 資料來源:軍用無人機、申萬宏源研究 2.1.2 大顯身手:信息化戰爭中由戰場輔助逐漸成為主戰武器,攻防兩端彰顯威力 無人機從戰場輔助角色逐步變為信息化作戰時代的主戰武器。在 20 世紀 80-90 年代的局部戰爭中,隨著信息技術的發展,無人機開始擔當誘餌機、電子干擾機、反輻射的雷達攻擊機、通信中繼機等任務;在 21 世紀初期的阿富汗戰爭、伊拉克戰爭中,無人機更是承擔對戰場進行連續監視、偵察和攻擊重要目標的任務。一方面,戰爭對無人機的需求越來越多,另一方面,信息化時代中傳感器信息、精確定位導航、網絡技術等的進步,催生了電子戰無人機、預警無人機、通信中繼機等作戰支援飛機
34、,成為無人機中的新生力量,也推動著無人機在戰場中發揮越發重要的作用。表 6:信息化戰爭中,無人機在攻防兩端大顯身手 時間 戰役 參戰機型 作戰方式 戰場效果 2001 阿富汗戰爭 MQ-1“捕食者”無人機 偵察、打擊 發射導彈摧毀坦克,開無人機使用精確制導武器攻擊地面目標之先河 2003 伊拉克戰爭“全球鷹”、“捕食者”、“指針”、“影子 200”、“銀狐背包”等十余種 偵察、打擊、戰場評估、電子對抗 全方位參與戰斗,作戰樣式多樣化 2017 敘利亞戰爭 俄羅斯”海雕-10“偵察、電子對抗、目標制導 與俄軍地面電子戰部隊密切配合,對來襲無人機群進行電子壓制;戰場偵察救援,縮短戰場感知力和反應時
35、間 資料來源:軍用無人機、無人爭鋒近幾場局部沖突中無人機作戰運用探析、申萬宏源研究 2.1.3 全面開花:低成本、高智能化無人機廣泛使用,無人作戰時代即將到來 近年來,無人機不斷提升智能化,降低成本,在集群作戰、協同作戰等多領域全面開花,無人作戰時代即將到來。隨著人工智能技術不斷發展,集群作戰、協同作戰等智能化作戰體系嶄露頭角,戰場形態正由信息化向智能化演變,無人作戰時代即將到來。據無人爭鋒近幾場局部沖突中無人機作戰運用探析中數據顯示,2019 年胡塞武裝憑借單架成本僅為 2000 美元的無人機集群作戰,成功摧毀沙特油田,而沙特購買的“愛國者”PAC-型導彈及發射架共耗資 54 億美元,每枚價
36、格髙達 900 萬美元,兩相對比,低端廉價武器構成強大空中威脅,創造了未來戰爭或武裝沖突中的非對稱打擊新模式。表 7:智能化作戰中無人機全面開花,無人作戰時代即將到來 時間 戰役 參戰機型 作戰方式 戰場效果 2019 沙特油田遇襲 伊朗“卡瑟夫”和“無敵“集群打擊、協同作戰 低成本無人機集群運用,配合巡航導彈成功摧毀沙特油田,創造未來戰爭或武裝沖突中的非對稱打擊新模式 2020 斬首行動 美國”MQ-9”偵察、打擊 與地獄火”空地導彈配合,成功狙殺伊朗指揮官蘇萊曼尼,定點清除、目標點殺充分顯示察打一體無人機作戰新特點 2020 納卡沖突 土耳其“TB-2”無人機、以色列“哈比-2”巡飛彈、安
37、-2 無人機、起重機”無人機、X-55、俄羅斯“克拉蘇哈-4”電子戰系偵察、打擊、電子對抗 無人機作主戰裝備貫穿沖突始終,取得顯著戰果。阿方通過自殺無人機摧毀大量亞方高價值雷達和防空系統,更是直接擊毀俄制 S-300 防空系統雷達,開創了該型防空系統在實戰中被無人機摧毀的先河 統 2022 俄烏戰爭 土耳其“TB-2”無人機、俄羅斯“獵戶座”察打一體無人機、“海鷹-10”無人機、“前哨”無人機 偵察、打擊、協同作戰 打破傳統有人機主導的空中作戰格局,初步形成空天融合、有人無人協同的作戰形態,提高聯合遠程戰略打擊、中低空目標攔截、隱身突防等作戰能力,形成以無人打有人的作戰優勢 資料來源:無人爭鋒
38、近幾場局部沖突中無人機作戰運用探析、俄烏沖突中的無人機應用、申萬宏源研究 無人作戰為軍事競爭新領域,世界軍事強國相繼發布無人作戰體系發展計劃。2018 年美國空軍發布了小型無人機系統的發展路線圖,闡述了包括作戰任務、“忠誠僚機”和集群作戰樣式等相關內容;2016 年 7 月,俄羅斯塔斯社報道,俄羅斯下一代戰斗機有望對飛機附近 510 架無人機集群進行指揮控制;2017 年 3 月,法國達索飛機公司成功實現了神經元無人機與陣風戰斗機的數百里編隊飛行,促進了“有人無人”協同、無人僚機等研究。圖 8:無人機協同作戰概念圖 圖 9:無人機蜂群作戰概念圖 資料來源:美軍有人-無人協同作戰發展與趨勢分析、
39、申萬宏源研究 資料來源:美軍智能無人機集群作戰樣式及影響分析、申萬宏源研究 2.2 三大技術驅動國產無人機行業高速發展 2.2.1 技術驅動之一:衛星導航與通信系統完善,無人機導航與通信水平進一步提升 導航與通信系統為信息化戰爭重要組成,決定武器控制的精確性與部隊行動快速性。導航定位技術是指利用空間衛星,通過衛星播發的無線電導航信號,為用戶在相應時空參考系中提供三維位置、速度和時間的技術。衛星通信,就是地球上的無線電通信站之間利用人造衛星作為中繼站進行的通信,由于其通信容量大、距離遠、覆蓋面積大、不受地理條件限制、通信質量高和機動性好等優點,已成為不可或缺的軍事通信手段。對戰爭過程與節奏要精確
40、掌握,對部隊行動要快速精確指揮,對武器使用要精確控制,都離不開快速精確的戰區通信導航系統,衛星通信與導航系統在空天地一體化作戰體系中發揮重要作用。北斗三號導航定位系統組網成功,國產無人機導航與控制水平進一步提升。導航與控制系統作為無人機系統中的重要組成,直接關系無人機定位與控制精度,通過衛星定位導航等系統支持的無人機的制導與控制也更加精確,誤差可以控制在 10 米以內,使用更加靈活,應用范圍也更廣。2020 年 6 月 23 日,北斗三代全球衛星導航系統完成組網,相比 北斗二代,三代定位精度由 10 米提升至為 2.55 米,授時精度由 50 納秒提高至 20 納秒,覆蓋面更廣(全球覆蓋),無
41、人機到制導與控制精度得到進一步提升。此外,國家正在把導航定位基礎設施建設往“一帶一路”沿線國家、東南亞地區、俄羅斯等歐洲國家和地區推廣,我國無人機外貿出口多集中于“一帶一路”沿線國家,隨著北斗基礎設施建設推廣,國產無人機有望進一步打開國際市場。圖 10:北斗三號導航定位及授時精度相較二代提高一倍 圖 11:北斗高精度接收機應用于新加坡施工打樁 資料來源:北斗衛星導航系統官網、申萬宏源研究 資料來源:我國高精度衛星導航產業發展與前景、申萬宏源研究 國內衛星移動通信系統與數據中繼系統相繼建成,無人機通信范圍及質量進一步提升。(1)衛星通信為軍用無人機信息傳輸主要路徑。在現代戰爭中,使用無人機可實現
42、遠程操作,讓作戰人員處于更安全的位置,而這些無人機工作時會遠離地面站,視距鏈路通信距離有限無法滿足要求,因此,無人機通信只能依賴衛星。(2)國內衛星移動通信系統和中繼系統建成提升無人機通信范圍及質量。據2021 年中國航天科技活動藍皮書顯示,2021 年,國內首個自主可控的衛星移動通信系統實現三星組網,范圍覆蓋中國及周邊、中東、非洲等相關地區,以及太平洋、印度洋大部分海域。此外,我國全球數據中繼衛星第一代系統收官,第二代持續部署,天基測控和數據中繼能力不斷增強。隨著我國衛星通信技術的發展,無人機通信范圍及質量得到進一步提升,提升作戰效率。圖 12:空天地一體化通信網絡 圖 13:美國軍用高頻通
43、信衛星 資料來源:空天地一體化網絡技術展望、申萬宏源研 資料來源:國外軍用衛星發展現狀及趨勢、申萬宏源 究 研究 2.2.2 技術驅動之二:智能技術提升無人機智能水平,推動協同作戰、集群作戰發展 人工智能技術進步驅動無人機智能化水平不斷提高,智能作戰體系不斷發展。過去無人系統通常完全預先編程,以重復執行定義的動作,并且不受外部影響或控制,無法實現自我決策,自主水平較低,不同無人機之間更是難以建立信息交互,實現協同作戰。隨著超大規模計算、量子計算、云計算、大數據、類腦芯片和深度學習等新技術的不斷突破,人工智能在集成感知、分析、通信、規劃、決策和執行能力上取得重大進展,無人機自主程度不斷提高,使得
44、蜂群作戰、協同作戰變為現實,人機交互技術的進步更是直接推動無人機從作戰人員的工具變成作戰人員真正意義上的團隊成員,智能作戰體系不斷發展。圖 14:軟硬件技術的進步提升無人機智能化水平 資料來源:人工智能的發展及其在未來戰爭中的影響與應用思考、中電科官網、申萬宏源研究 注:申萬宏源研究自行整理繪制 2.2.3 技術驅動之三:高端原材料的技術進步驅動無人機綜合性能提升 高端原材料的技術進步降低無人機成本,提升綜合性能。無人機具有低成本、輕結構、高機動、大過載、長航程、高隱身、低使用壽命、長儲存壽命的技術特點,這些技術特點對于減重具有較大需求,而復合材料的高比強度和高比模量能夠大大減輕無人機質量,對
45、無人機縮小體積、增長航時、增加載荷質量具有重大意義。國內高端材料研究及制備技術不斷進步,在碳纖維及隱身材料方面均取得了突破,目前已廣泛用于航空領域。據先進復合材料在軍用固定翼飛機上的發展歷程及前景展望數據顯示,無人機上復合材料的用量較大,一般在 50%80%之間,有的甚至全結構均使用復合材料。據無人機結構用復合材料及其制造技術研究數據顯示,相比鋁合金材料,碳纖維/環氧樹脂復合材料不僅具有更高的結構剛度和強度,還能節省 25%35%的機身重量,大面積復合材料的使用將會降低無人機制造成本。圖 15:碳纖維材料對無人機減重效果明顯 圖 16:全復合材料使用降低無人機制造成本 資料來源:無人機結構用復
46、合材料及其制造技術研究、申萬宏源研究 資料來源:先進復合材料在軍用固定翼飛機上的發展歷程及前景展望、申萬宏源研究 2.3 信息化建設+政策支持利好無人機產業發展 國內國防信息化建設加速,智能化建設為未來方向。世界新軍事變革的本質和核心是信息化,當前我國信息化基礎仍然相對薄弱,國防信息化建設仍處于初步階段,在未來一二十年,國防信息化建設將面臨全面發展的機遇。無人機是信息化裝備中重要一環,國內對先進無人機裝備作戰系統需求迫切。隨著戰爭形態加速演變,建設智能化軍事體系已成為世界軍事發展重大趨勢。通過長期努力,我軍已經基本實現機械化,信息化建設也已取得重大進展,但智能化建設仍有較大空間,先進裝備更新換
47、代需求較為迫切。圖 17:建設智能化軍事體系已成為世界軍事發展重大趨勢 資料來源:新華社、申萬宏源研究 中、美等世界強國加大信息化建設投入,無人機作為信息化部隊中重要作戰裝備有望充分受益。在新一輪科技革命和產業變革推動下,前沿科技加速應用于軍事領域,武器裝備遠程精確化、智能化、隱身化、無人化趨勢更加明顯,戰爭形態加速向信息化戰爭演變,智能化戰爭初現端倪,各國加大信息化建設投入。以美國為例,美國已開啟對C3I&Space、5G、人工智能等高新技術的新一輪強化投資。2020 年美國僅對C3I&Space 領域就投資了 983 億美元,而 2020 年我國國防開支預算僅為 12680 億元人 民幣(
48、約 1782 億美元),美國 C3I&Space 支出/我國國防開支預算=55%。我國信息化建設雖已取得重大進展,進入 1-2 階段,但相較于美國仍有較大差距,預計至 2025 年我國軍工電子信息化投入總額累計將達 1.5 萬億,無人機作為信息化部隊中重要作戰裝備有望充分受益。圖 18:美國加大對 C3I&Space 等信息化的投資 圖 19:預計我國軍工電子信息化至 2025 年累計投入將超萬億 資料來源:美國國防部、申萬宏源研究 資料來源:Wind、DOD、新時代的中國國防白皮書、申萬宏源研究 國家政策推動無人機產業快速發展,軍民融合政策進一步擴大軍民用市場。近年來,國家相關部門出臺了大量
49、鼓勵軍用航空及無人機產品發展的相關政策,國家政策更是提出軍工企業發揮優勢向新能源、民用航空航天、物聯網等新興領域拓展業務;在確保國防安全和裝備技術安全的前提下,著力優化軍貿產品結構,提升高新技術裝備出口比例,推進軍貿轉型升級。軍民融合政策推動軍用無人機技術轉型民用的趨勢,無人機未來市場規模更具想象空間。表 8:國家政策推動無人機產業快速發展 領域 名稱 發布日期 主要內容 軍用“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃 2016 年11 月 適應空域改革進程,加強空域管制系統技術和裝備研發。提出到2020 年形成新一代信息技術、高端制造、生物、綠色低碳、數字創意等 5 個產值規模 10 萬億元級的新
50、支柱。國務院辦公廳關于推動國防科技工業軍民融合深度發展的意見 2017 年12 月 在確保國防安全和裝備技術安全的前提下,著力優化軍貿產品結構,提升高新技術裝備出口比例,推進軍貿轉型升級。落實國家“一帶一路”和“走出去”戰略,推動航空裝備等高技術成套裝備出口。中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035 年遠景目標綱要 2021 年3 月 加快機械化信息化智能化融合發展,全面加強練兵備戰,提高捍衛國家主權、安全、發展利益的戰略能力,確保 2027 年實現建軍百年奮斗目標。民用 國務院辦公廳關于印發國家突發事件應急體系建設“十三五”規劃的通知 2017 年1 月 支持鼓勵通用航空企
51、業增加具有應急救援能力的直升機、固定翼飛機、無人機及相關專業設備,發揮其在搶險救災、醫療救護等領域的作用。0%2%4%6%8%10%12%14%16%2004006008001,0001,200196219661970197419781982198619901994199820022006201020142018美國對C3I&Space的支出(億美元)美國對C3I&Space的支出/美國軍費(%)010002000300040005000600070002005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020E2021E2
52、022E2023E2024E2025E國內裝備費(億元)信息化經費(億元)關于促進和規范民用無人機制造業發展的指導意見 2017 年12 月 到 2020 年,民用無人機產業持續快速發展,產值達到 600 億元,年均增速 40%以上。到 2025 年,民用無人機產值達到1800 億元,年均增速 25%以上。產業規模、技術水平、企業實力持續保持國際領先勢頭,建立健全民用無人機標準、檢測認證體系及產業體系,實現民用無人機安全可控和良性健康發展。促進民用無人駕駛航空發展的指導意見征求意見稿 2019 年5 月 促進民用無人駕駛航空健康發展,提升管理和服務質量,建設完善管理體系,提出“在 2035 年
53、之前,建立包括載人在內的無人駕駛航空交通運輸系統。形成一批全球領先的航空制造、飛行監控、運營服務的無人機龍頭企業”。民用無人駕駛航空試驗基地(試驗區)建設工作指引 2020 年5 月 推動民用無人駕駛航空試驗基地(試驗區)建設,明確深入開展無人機試運行、開展監管和服務機制探索、開展無人機適航審定技術研究、開展運行技術驗證、開展支撐要素試驗及開展生態實驗等重點任務。國務院辦公廳關于推進人工影響天氣工作高質量發展的意見 2020 年12 月 提出至 2025 年,人工增雨(雪)作業影響面積達到 550 萬平方公里以上;明確探索大型無人機等人工影響天氣作業新方式、新手段。資料來源:政府官網、申萬宏源
54、研究 3.無人機軍用市場持續擴大,民用工業級潛力巨大 3.1 軍用全球市場穩步提升,中國軍貿市場前景廣闊 軍用全球市場穩步提升,中國軍貿市場前景廣闊,預計 2028 年全球軍用無人機市場約為 148 億美元。面向未來作戰模式與新軍事變革,無人機作為未來裝備體系的重要力量和關鍵裝備,世界各國無人機研發投入和采購需求將呈顯著增長。據蒂爾集團數據顯示,預計到 2028 年全球軍用無人機市場規模將達 148 億美元。無人機成本低、殺傷力大,性價比較高,且近年來無人機在幾次中東戰爭中發揮了巨大作用,亞洲、中東地區以及美洲地區國家為中國主要無人機出口國,考慮到這些國家的經濟及軍事實力,其有望加大無人機采購
55、,我國作為其主要貿易國,軍貿市場前景廣闊。圖 20:全球軍用無人機市場規模預測(單位:億美元)圖 21:2000-2021 年全球無人機出口數量(架)資料來源:蒂爾集團、中航(成都)無人機招股書、申 資料來源:SIPRI、申萬宏源研究 112 115 121 122 135 140 144 148 0204060801001201401602021E2022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E32402734147210874278312311659907711436123183852107505010015020025020002001200220032004200
56、52006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021Armed UAVUAVLight aircraft/UAV 萬宏源研究 軍用無人機全球市場呈寡頭壟斷。中國、美國、以色列、土耳其無人機技術水平先進,在全球軍用無人機外貿市場處于壟斷地位。據 SIPRI 數據顯示,2000-2021 年,全球無人機出口訂單共 1802 架。2005-2021 年,全球無人機出口數量顯著提升,年均高達 97 架。按出口國家分,2010-2021 年美國共出口 438 架無人機,占據全球無人機 34%的出口市場。我國以 372 架,29
57、%的市場份額緊隨其后。從機型看,2000-2021 年,四個國家察打一體無人機出口量合計 592 架,占全球無人機出口市場 33%。中國翼龍、彩虹系列占據察打一體無人機出口榜首,翼龍系列憑借 210 架出口量,市占率最高;土耳其航空工業集團安卡、Bayraktar TB-2 系列無人機以 181 架出口量緊隨其后。美國、以色列近年來察打一體無人機出口在加速,市場份額逐步提升。表 9:中、美、以、土為全球察打一體無人機主要制造商,翼龍系列市占率第一 國家 制造商 簡介 代表型號 2000-2021 年出口數量(架)美國 通用原子 主要從事無人機偵察機、“捕食者”系列無人機系統以及機載傳感器的研發
58、、生產及銷售業務 MQ-9 收割者 48 以色列 以色列航空工業集團 以色列國有企業,主要負責以色列國防系統與出口產品的生產。蒼鷺-TP 21 土耳其 土耳其航空工業集團 土耳其國有企業,主要負責飛機、直升機、無人機及航天系統等的研制生產 安卡、Bayraktar TB-2 181 中國 航天彩虹 公司及其下屬的彩虹公司與神飛公司主要從事中大型無人機及相關產品的研發、設計、生產、制造、試驗、銷售及服務等 彩虹系列 132 中航無人機 專注于大型固定翼長航時無人機系統成體系、多場景、全壽命的整體解決方案提供商,主要從事無人機系統的設計研發、生產制造、銷售和服務 翼龍系列 210 資料來源:SIP
59、RI、中航(成都)無人機招股書、申萬宏源研究 小型超近程、小型近程、中空長航時等戰術級無人機仍是熱銷產品,有望占據 50%以上的市場。隨著戰場環境變化和對作戰效能的追求,具有高空、高速、遠程、長航時和隱身等性能的高端無人機系統將會逐步擠壓戰術級無人機的市場,占據更大的份額。2000-2021 年中東地區為中國無人機出口主要市場,翼龍和彩虹系列錯位競爭,市場認可度高。據 SIPRI 數據顯示,按照出口國分,2010-2021 年沙特阿拉伯、埃及、阿拉伯聯合酋長國合計購買了我國 74%的出口無人機。2017 年 3 月,沙特阿拉伯引進彩虹無人機生產線,在此前,“彩虹”無人機生產線已經出口到了巴基斯
60、坦和緬甸。目前,中國以翼龍與彩虹為代表的企業已經占據了中東無人機的主要市場,兩者客戶群體不同,錯位競爭。表 10:2000-2021 年中國無人機出口數量(按機型、出口國分)制造商 機型 出口國 數量 (架)中航工業(中航無人機)翼龍-1 埃及 10 哈薩克斯坦 3 巴基斯坦 5 阿拉伯聯合酋長國 25 沙特阿拉伯 15 烏茲別克斯坦 5 合計 63 翼龍-2 尼日利亞 2 沙特阿拉伯 45 阿拉伯聯合酋長國 15 合計 62 航天科技(航天彩虹)彩虹-3 緬甸 12 阿爾及利亞 5 尼日利亞 5 巴基斯坦 50 蘇丹 5 土庫曼斯坦 2 合計 79 彩虹-4 阿爾及利亞 5 印度尼西亞 6
61、伊拉克 20 約旦 6 巴基斯坦 5 沙特阿拉伯 5 蘇丹 5 合計 52 西工大 365 研究所 ASN-209 埃及 18 航天科工 WJ-600 土庫曼斯坦 2 合計 276 資料來源:SIPRI、申萬宏源研究 圖 22:2019-2021 年彩虹、翼龍兩大系列無人機外貿市場對比(單位:億元)圖 23:2010-2021 年中國無人機出口數量占比(按機型分)9.0 8.2 5.5 2.2 11.4 22.3 0510152025201920202021彩虹系列翼龍系列彩虹-322%彩虹-414%翼龍-125%翼龍-231%ASN-2095%WJ-6000%金雕-CR5003%資料來源:i
62、Find、中航(成都)無人機招股書、申萬宏源研究 資料來源:SIPRI、申萬宏源研究 3.2 國內軍用市場需求廣闊,成規模列裝加速需求釋放 我國國防預算穩定增長,且裝備費用占比呈上升趨勢,疊加中美無人機規模差距較大,我國軍用無人機采購有望加速。2022 年國防預算支出同比增長 7.1%,國防預算持續穩步增長。美國是目前無人機最大的研制生產國,據航天彩虹 2021 年年報顯示,在美軍現役裝備中,重型無人機占比達 51%、中型占 26%、輕型則占 23%??紤]到我國無人機譜系以重型為主,相較美國尚不夠完善,疊加最新型號的幾款高端無人機定型較晚,采購或將加速。圖 24:2011-2022 年國防預算
63、年復合增速 8.63%圖 25:2010-2017 年裝備費占軍費比例明顯提升 資料來源:財政部、申萬宏源研究 資料來源:新時代的中國國防、申萬宏源研究 國內軍用無人機采購費用占裝備費用比例對標美國或將逐年穩步,我們預計 2030 年中國軍用無人機市場為 209 億元。根據航天彩虹及中航(成都)無人機公司公告顯示,2021 年兩者無人機國內銷售費用之和約為 8.5 億元,同年美國無人機采購費用為 10 億美元,占美國國防裝備費比例為 0.74%,結合國內國防預算變化以及無人機規模與美國差距,我們給出以下假設:(1)考慮到國防預算較美國差距較大,國防實力與我國經濟實力與地位尚不匹配,因此假設 2
64、023-2030 年國防預算增速保持 7%。(2)考慮到 2017 我國裝備費占國防預算比例達到 41.9%,且近兩年軍隊改革:1)重視裝備采購,進入需求旺季;2)軍隊裁軍,剝離附屬單位,工資性支出大幅減少。因此裝備采購費比例將大大增加,2022-2030 年裝備費占國防預算比例保守估計為 42%。(3)考慮到 2018-2020 美國無人機采購費用占美國裝備費比例平均為 1.32%,我國無人機采購費用仍較低,且未來戰爭中無人機作用將越發重要,因此假設未來無人機采購費用占裝備費比例將對標美國逐年提升?;谝陨霞僭O,我們預計到 2030 年國內軍用無人機采購市場空間達 209 億元。0%2%4%
65、6%8%10%12%14%0200040006000800010000120001400016000國防預算(億元,左軸)增長率(右軸)33.2 34.23636.6 39.1 40.2 41.3 41.102040608010020102011201220132014201520162017人員生活費(%)訓練維持費(%)裝備費占比(%)圖 26:2022-2030 年國內軍用無人機采購空間預測(單位:億元)圖 27:2017-2023 年美國軍用無人機采購費用(或預算)(單位:億美元)資料來源:財政部、新時代的中國國防白皮書、美國國防部、申萬宏源研究 資料來源:美國國防部、申萬宏源研究 美
66、軍無人機預算主要用于四種大型無人機型的采購與研發,國內主力機型采購或對標美軍,市場需求旺盛。根據前文1.3介紹,美軍察打一體機主力機型為MQ-1B/C和MQ-9,前者國內對標機型為彩虹-3、彩虹、4和翼龍-1;后者國內對標機型為彩虹-5、翼龍-2,主力偵察機型為RQ-4B全球鷹,另有無人空中加油機MQ-25或將在2024年服役。據Insider2016年數據顯示,美國空軍無人機中隊編制基本情況為每個中隊12架無人機,其中單個無人機系統包含3-4個無人機飛行器,1套地面系統,搭配4-6名地面操作人員。2016年美國空軍無人機部隊包括12個偵察中隊,3個作戰中隊以及9個攻擊中隊,合計24個中隊共3
67、30架飛機。對標美國無人機編制,預計我國彩虹、翼龍系列無人機前景廣闊。表 11:2016 年美國空軍無人機編制 類型 部隊 無人機型號 數量(架)偵察中隊(12)第 12 偵察中隊 RQ-4B“全球鷹”無人機 8 第 13 偵查中隊 RQ-4B“全球鷹”無人機 10 第 348 偵查中隊 RQ-4B“全球鷹”無人機 7 第 1 偵查中隊 TU-2S“黑寡婦”偵察機 5 RQ-4B“全球鷹”無人機 5 T-38A“禽爪”偵查機 11 第 18 偵查中隊 MQ-1B“捕食者”無人機 12 第 6 偵查中隊 MQ-1B“捕食者”無人機 14 第 11 偵查中隊 MQ-1B“捕食者”無人機 10 第
68、15 偵查中隊 MQ-1B“捕食者”無人機 15 第 78 偵查中隊 MQ-1B“捕食者”無人機 12 MQ-9A“死神”無人機 12 第 111 偵查中隊 MQ-1B“捕食者”無人機 4 RC-26B“快速列車運輸機改型”偵查機 3 第 178 偵查中隊 MQ-1B“捕食者”無人機 12 第 196 偵查中隊 MQ-1B“捕食者”無人機 9 合計 149 作戰中隊第 430 電子戰中隊 E-11A“飛行網關”戰場通信節點飛機 4 0501001502002500.40%0.42%0.49%0.41%0.26%0.21%0.40%0.00%0.10%0.20%0.30%0.40%0.50%0.
69、60%0102030402017 2018 2019 2020 2021 2022E2023E美國無人機采購費用(或預算)美國無人機采購費用(預算)/國防費用(或預算)(3)EQ-4B“全球鷹”高空無人戰場通信節點無人機 3 第 3 特種作戰中隊 MQ-1B“捕食者”無人機 12 MQ-9A“死神”無人機 12 第 33 特種作戰中隊 MQ-9A“死神”特種作戰無人機 12 合計 43 攻擊中隊(9)第 9 攻擊中隊 MQ-9A“死神”攻擊無人機 24 第 19 攻擊中隊 MQ-9A“死神”攻擊無人機 12 第 29 攻擊中隊 MQ-9A“死神”攻擊無人機 24 第 42 攻擊中隊 MQ-9A
70、“死神”攻擊無人機 18 第 78 攻擊中隊 MQ-1B“捕食者”攻擊無人機 12 第 91 攻擊中隊 MQ-9A“死神”攻擊無人機 12 第 138 攻擊中隊 MQ-9A“死神”攻擊無人機 12 第 429 攻擊中隊 MQ-9A“死神”攻擊無人機 12 第 432 攻擊中隊 MQ-9A“死神”攻擊無人機 12 合計 138 合計(24)330 資料來源:Insider、申萬宏源研究 表 12:2017-2023 年美國主力無人機機型采購費用(或預算)(單位:百萬美元)型號 2017 2018 2019 2020 2021 2022E 2023E MQ-1B/C 研發測試 14 62 20 3
71、1 49 8/采購 515 369 293 164 140 123/總計 529 431 313 195 190 132/MQ-9 研發測試 184 218 123 143 124 158 209 采購 800 690 662 646 563 574 288 總計 984 907 785 789 687 733 497 MQ-4C/RQ-4 研發測試 542 586 505 432 340 250 247 采購 540 729 837 533 266 518 800 總計 1081 1315 1342 964 606 768 1047 MQ-25 研發測試/194 519 628 252 26
72、2 266 采購/40 115 885 總計/194 519 628 293 377 1151 資料來源:美國國防部,申萬宏源研究 彩虹及翼龍系列無人機國內采購額呈上升趨勢,參考美軍同型號無人機服役數量,未來存在廣闊市場空間。根據航天彩虹及中航無人機公司報告顯示,截止 2021 年國內軍用主力無人機機型彩虹-3、彩虹-4、彩虹-5 以及翼龍-2 的采購額度約為美國軍方 MQ-1B/C、MQ-9 兩款機型采購額的 14%。據美國國防部及 Insider 數據顯示,截至 2021 年,美國 MQ-1B/C,MQ-9 無人機均有超過 300 架在役,根據航天彩虹及中航無人機公司公告顯示,過去幾年國內
73、同類型無人機采購金額較低,因此,預計國內軍用察打一體無人機市場巨大。圖 28:2017-2021 年翼龍、彩虹內銷金額(單 圖 29:2017-2021 年美國主力無人機采購額(單 位:億元)位:億美元)資料來源:iFind、中航(成都)無人機招股書、申萬宏源研究 資料來源:美國國防部、申萬宏源研究 3.3 民用市場未來可期,國內民用領域占全球市場過半 軍用無人機可用于工業領域,無人機軍轉民應用場景廣闊。外貿市場廣受歡迎的翼龍-2型無人機在國內民用領域被廣泛應用于人工影響天氣、應急產業和氣象監測等。2021 年 1月,中航無人機首次完成了我國在“翼龍-2“無人機的基礎上改進研制的“甘霖-I”無
74、人機開展人工影響天氣工作,填補了國內大型無人機人工增雨(雪)的空白;2020 年 9 月,中航無人機首次完成我國大型無人機應急通信實戰演練,在無信號覆蓋區域構建起空天地一體化應急通信平臺,驗證了“翼龍-2”空中無人通信平臺的實戰保障能力,為解決“斷網斷電斷路”的極端情況創建了全新解決方案。2021 年 7 月 21 日,河南省突遭大規模極端強降雨期間,翼龍無人機空中應急通信平臺,跨區域長途飛行,解決了斷網極端情況下“信息傳不出來”的問題,打通了應急通信保障生命線。圖 30:執行人工增雨任務的“甘霖-I”無人機 圖 31:固定翼無人機應急通信系統 資料來源:新華網、申萬宏源研究 資料來源:中國軍
75、網、申萬宏源研究 全球無人機產業正從軍事應用領域加速拓展到民用領域,預計到 2024 年,全球民用工業級無人機市場規模將達 3208 億元。經過數十年的發展,全球無人機產業從軍事應用領域逐步拓展到民用無人機領域,并呈現加速發展態勢。據 Frost&Sullivan 數據顯示,0.3 0.8 2.6 2.5 1.1 5.2 2.4 5.7 012345620172018201920202021翼龍系列彩虹系列5.3 4.3 3.1 1.9 1.9 9.8 9.1 7.9 7.9 6.9 10.8 13.1 13.4 9.6 6.1 1.9 5.2 6.3 2.9 0246810121416201
76、72018201920202021MQ-1B/CMQ-9MQ-4C/RQ-4MQ-25 2015-2019 年,全球民用工業級無人機市場規模 CAGR 為 50.6%。未來,工業無人機將隨著應用場景的拓展實現快速發展,預計 2024 年全球工業級無人機市場為 3208 億元。圖 32:全球民用工業級無人機市場規模將快速增加(單位:億元)資料來源:Frost&Sullivan、申萬宏源研究 預計到 2024 年,中國民用工業級無人機市場規模將達 1475 億元,市場測繪與地理信息領域將占據較大規模。據 Frost&Sullivan 數據顯示,2015-2019 年,我國民用工業級無人機市場規模占
77、全球民用工業級無人機市場規模的比例保持在 50%以上;2019 年,我國工業無人機的市場規模 152 億元(包含無人機整機及無人機服務),占全球工業無人機市場規模的比例為 55.0%。我國民用無人機市場潛力巨大,而工業無人機在農林植保、巡檢、測繪與地理信息、安防監控、物流運輸等領域的應用不斷深入,通過代替人工作業實現降本增效。預計未來我國民用工業級無人機市場仍將保持快速增長,到 2024 年市場規模將達到 1475 億元。圖 33:中國民用工業級無人機市場規模增長迅速單位:億元)圖 34:中國民用工業級無人機市場中測繪與地理信息領域將占據較大規模 資料來源:Frost&Sullivan、申萬宏
78、源研究 資料來源:Frost&Sullivan、申萬宏源研究 54 78 127 242 276 536 956 1483 2225 3208 05001000150020002500300035002015201620172018201920202021E2022E2023E2024E30 43 69 128 152 273 478 727 1054 1475 020040060080010001200140016000%20%40%60%80%100%其他應急農林植保安防監控快遞物流巡檢測繪與地理信息 4.產業鏈環節眾多,上中下游均有看點 無人機產業鏈上游行業集中度低,中游系統集成商位于產
79、業鏈關鍵環節,下游整機制造商處于產業鏈核心地位。產業鏈主要由原材料供應商、系統設備供應商、整機制造商、運營服務商、終端用戶等構成。下游整機制造商位于產業鏈核心位置,主要為從事無人機系統創新研發和總體設計的單位,大型核心企業為主體、中小型同質化企業聚集周邊配套同步發展;中游系統設備供應商主要包括動力系統、地面系統、飛控導航系統等單位,產品附加值較高,與之配套的上游企業主要包括原材料、元器件、電子信息、材料加工等單位,參與企業較多,行業集中度低;其他有運營服務商、終端用戶兩大部分,主要包括任務載荷、數據處理、飛行服務、試驗保障、信息技術等單位,這類單位主要提供高端服務和應用支撐,在產業布局中分工地
80、位和經濟價值較高;終端用戶在整個產業鏈中處于最末端,主要包括軍事、民用兩大領域的終端用戶。圖 35:國內無人機產業鏈分布圖 資料來源:公司公告、公司官網、中國無人機動力裝置現狀淺析、申萬宏源研究 無人機機載成品占采購成本平均比例最高。據中航無人機招股說明書披露,翼龍系列無人機機載采購金額占采購成本平均比例最高,為 60%。翼龍系列無人機由中航無人機公司負責生產、銷售等,公司所需材料主要包括機載成品(發動機、合成孔徑雷達、掛架、飛機管理計算機、衛通天線組合、光電監視/瞄準裝置等)、機體、地面站(指揮控制站、視距鏈路地面站、衛通鏈路地面站及相關產品等)、綜合保障設備等。圖 36:2019-2021
81、Q1 中航無人機各材料采購占采購成本平均比例 資料來源:中航(成都)無人機招股書、申萬宏源研究 4.1 整機制造商:位于產業鏈核心位置,軍工集團處于壟斷地位 無人機整機制造商身處產業鏈核心位置,主導產業鏈競爭。無人機整機制造商(又稱系統集成商)位于產業鏈核心位置,需要根據任務需求制定總體方案,包括機型結構、發動機選型、飛控系統設計以及各分系統之間的指標分配和接口關系,從頂層自上而下決定無人機整體的性能指標,根據用戶需要采購所需材料,完成最后的總裝集成,主導產業鏈。國內無人機整機制造市場競爭格局穩定,大型軍工國企充分受益。我國軍用無人機產業有望在十四五內加速發展,大型核心企業作為產業鏈龍頭企業,
82、有望充分受益。在國內,軍用無人機的總體單位幾乎被大型軍工國企或高校壟斷,大型核心企業為主體、中小型同質化企業聚集周邊配套同步發展。主要原因:1)通過傳統主業的技術積累,大型核心企業具備向無人機相關技術轉化的能力;2)傳統大型國企具備較強的集成化、模塊化能力,無人機對于模塊化程度高,且要求根據用戶不同需求快速改裝。因此大型核心企業在無人機更具市場競爭力。表 13:無人機整機制造商以軍工國企為主 軍工集團 公司名稱 型號 航空工業 中無人機 翼龍、翔龍、云影 中國貴州航空工業 WZ-2000 直升機所(602 所)AV 系列 6 型無人直升機(主要是 AV200)第一飛機設計研究院 TP-500
83、無人運輸機 航空工業相關院所或企業 攻擊 11 無人機(利劍)、”暗箭“無人機、無偵-8 無人偵察機 航天科技 航天彩虹(十一院)彩虹系列 航天電子(九院)飛鴻系列 航天科工 海鷹航空(三院)WJ-700 獵鷹高空高速察打一體無人機、“天鷹”隱身無人機 中電科 蕪湖鉆石飛機制造 CU42 中電科相關院所或企業 無人機“蜂群”技術(200 架固定翼無人機)機載成品60%機體16%地面站12%綜合保障設備1%其他11%兵器工業 計算機應用技術研究所 金雕 MR150A 多旋翼察打一體無人機、CR500 無人直升機 兵器工業相關院所或企業 金雕 150B 無人機“蜂群”系統 高校 南航“長空”、“翔
84、鳥”、“銳鷹”、“鴻雁”、“飛鷹”等多個系列,飛龍 FL300B 集群式巡飛彈 西工大愛生科技(隸屬于西工大)ASN 系列等 天宇長鷹(北航)BZK-005 等 其它非隸屬于軍工集團的企業 星網宇達 JY180 中速無人靶機、JY-260 型無人靶機 四川騰盾科技 雙尾蝎 A 無人機 資料來源:公司公告、公司官網、中國經濟網、新華網、澎湃新聞、人民網、環球網、中國無人機的發展、國資委、南航無人機學院官網、申萬宏源研究 4.2 動力系統:活塞發動機為主,國產替代進程加快 無人機發動機種類較多,活塞發動機憑借高性價比在無人機中使用最為廣泛。無人機動力系統主要有渦扇發動機、渦噴發動機、活塞發動機、渦
85、軸發動機及電動機幾大類,根據各自特點不同應用于不同領域。其中,活塞發動機是最早的航空發動機,具備推力適中、低油耗、低成本、技術成熟的優勢,而無人機重量小,航程有限,活塞發動機能滿足絕大部分無人機需求。因此,無人機一般采用活塞式發動機,且活塞發動機在無人機應用方面形式靈活,低端產品應用于低端靶機等,可由摩托車或汽車的發動機進行改裝,高端產品可應用于美國“捕食者”、以色列“蒼鷺”、中國“翼龍”和“彩虹-4”等高端無人機型號。表 14:不同種類航空發動機在無人機上的應用情況 類型 特點 適用無人機 活塞發動機 耗油低、技術成熟。是大多數無人機的動力裝置 低速、中低空的偵察以及長航時無人機、無人直升機
86、 渦槳發動機 輸出軸功率帶動螺旋槳,比活塞發動機功率更大,性能更好 中、高空長航時無人機 渦軸發動機 與渦槳發動機差別不大,輸出軸功率帶動直升機、垂直起降或傾轉旋翼機的旋翼 無人直升機、垂直起降無人機 渦噴發動機 能滿足高速飛行要求,但油耗較大 飛行時間較短的中高空、高速偵察機及靶機、無人攻擊機,飛機質量可達 2500kg 渦扇發動機 高空高速性能優于渦漿發動機,經濟性優于渦噴發動機,適合高空長航時無人機 高空長航時無人機、無人戰斗機 資料來源:前瞻產業研究院、申萬宏源研究 國外無人機發動機技術成熟,高端活塞及渦扇發動機已相繼用于高端無人機。國外發動機起步早,技術較為成熟,活塞發動機已廣泛用于
87、各種無人機,如美國“捕食者“MQ-1 無人機與以色列蒼鷺-1 無人機均采用較為先進的 Rotax914 系列活塞發動機。由于活塞式發動機只適用于低速、低空及重量輕的無人機,無法滿足新型無人機高空、高速、長航時的特點,噴氣式發動機能夠完美解決這一問題,未來將在無人機動力系統中占有重要位置。如美國全球鷹 MQ-4 無人機已成功裝配 Rolls Royce 的 F137-RR-100 渦扇發動機。圖 37:MQ-1C 搭載的 Centurion 1.7 型活塞重燃油發動機 圖 38:國產 AEF100 無人機用小型渦扇發動機 資料來源:維基百科、申萬宏源研究 資料來源:未來可期:中國航發加速進入民用
88、航空動力市場、申萬宏源研究 國產無人機發動機技術不斷突破,國產替代加快。我國現有的大部分無人機發動機都是根據有人機配套研發,而近年來,無人機發展迅猛,且其對于動力的需求與有人機有一定區別,因此,目前我國無人機動力的發展遠遠滯后于無人機其他系統的發展。早期,國外奧地利羅塔克斯(Rotax)公司、美國萊康明(Lycoming)等公司,基本壟斷了國內的無人機活塞發動機市場。中國航發作為中國航空發動機產業的國家隊和領頭羊,不斷尋求技術突破,在 2018 年中國航展上參展型號多達 13 種,涵蓋渦扇、渦軸、渦槳、渦噴等 4大類,其中,AEF50E 渦扇發動機、AEP50E 渦槳發動機、AEF20E 渦噴
89、發動機等 3 款可用于無人機,旨在填補我國急需的無人機動力空白?;钊l動機較渦扇發動機水平低,且受國內通用航空產業以及無人機產業發展的刺激,民營企業大舉進入航空活塞發動機產業。據宗申航發公告顯示,2015 年,宗申航發的 C115 發動機已經配裝在“彩虹”3 無人機上,并實現了小批量生產銷售。表 15:國內外主要的無人機發動機制造商 應用機型 型號 制造商/品牌 國內 翼龍 I-D C145 航空活塞發動機 宗申動力 彩虹-3 C115 航空活塞發動機(前身TD0)翼龍-2H AEP50E 渦槳發動機 中國航發 其他 CTF-3、CTF-9、CTF-12 渦扇發動機,CTJ-20、CTJ-40
90、 渦噴發動機 北京動力機械所 國外 捕食者 MQ-1、蒼鷺 914 系列活塞發動機 Rotax 蒼鷺 MK II 915 系列活塞發動機 全球鷹 MQ-4 F137-RR-100 渦扇發動機 Rolls Royce RQ-4 AE 3007H 渦扇發動機 蒼鷺 TP PT6A-67A 渦輪發動機 Pratt&Whitney MQ-9 TPE331-1 渦輪發動機 Honeywell RQ-7 AR731 Wankel UAV Engines 灰鷹 MQ-1C Centurion 1.7 重油發動機 Thielert 資料來源:公司官網、維基百科、中國日報網、Airforce Technolog
91、y、all-aero、申萬宏源研究 4.3 分系統:飛行控制系統卡位核心環節,軍工國企主導系統設備供應(一)飛行控制系統:飛控系統和導航系統一般合稱為飛行控制系統,是無人機實現自主飛行的核心系統。飛控系統是無人機完成起飛、空中飛行、執行任務和返場的核心系統。飛控系統硬件設備一般包括控制計算機、傳感器、導航設備、執行機構等,橫跨電子、計算機、控制學等多門學科。因此,飛控系統和導航系統一般合稱為飛行控制系統。導航系統的作用是保障無人機安全、準時、準確到達既定任務地點。受衛星通信導航技術進步及飛控技術開源驅動,無人機行業快速發展,各軍工集團研究所是國內軍用飛控系統的重要供應商。1)衛星導航和通信技術
92、的進步提升無人機性能。隨著國內衛星導航和通信技術的不斷進步,無人機的導航定位及控制精度都得到了極大的提升,通信速度和通信范圍進一步改善,推動無人機行業快速發展;2)無人機飛控技術向開源方向發展,降低飛控技術門檻。德國 MK、美國 APM、PX4、MWC 等公司已將自己的無人機飛控系統進行開源發布,2014 年 Linux 公司也參與了無人機開源系統的合作,這種做法大大降低了飛控的技術門檻,也推動了無人機產業的快速發展。國內,各軍工集團的下屬研究所技術儲備雄厚,是國內軍用無人機飛控系統及導航設備的重要供應商,航天電子、中海達、晨曦航空等上市公司配備有無人機飛控系統或導航裝備業務。表 16:國內主
93、要無人機飛行控制系統供應商簡介 公司/研究所/高校名稱 相關簡介 飛行控制系統 飛控系統 航天電子 公司控股子公司航天時代飛鴻技術有限公司主要從事無人機飛控系統等業務研發生產 航空西安自控所 航空西安自控所是我國航空工業導航、制導與控制(GNC)技術研發中心 西安航天精密機電所 公司專業范圍包括慣性儀表、自動控制、精密機械、電子線路、計算機應用等 北京精密機電控制所 研究所自主開發了 34 中伺服機構(系統),形成了以伺服閥、電機、氣動機、傳感器、超高速渦輪泵和伺服控制器等為代表的 200 余種伺服配套產品 南航 導航系統 特發信息 公司科技融合板塊業務包括軍工配套電子信號與信息處理、高性能運
94、算、衛星通信等,板塊企業主要包括:成都傅立葉&神州飛航 晨曦航空 在航空慣性導航方面技術成熟,第一代無人機作為無人靶機,已經成功進入軍方靶機市場 中海達 主營產品包含北斗+精準定位裝備北斗無人機、無人智能載體無人機的終端產品、功能部件及配套軟件 星網宇達 慣性基導航產品 航空西安自控所 航空西安自控所是我國航空工業導航、制導與控制(GNC)技術研發中心 航天控制儀器所 該所是我國最早組建的慣性技術專業化科研單位,擁有靜壓液浮和三浮慣性平臺系統、撓性陀螺儀及慣性系統、光纖陀螺儀及慣性系統等高新技術系列化產品 北京自動化控制所 研究所主要承擔飛行器慣導系統、自動駕駛儀、控制系統、慣性儀表和控制部件
95、等產品的研制生產 西安航空計算所 該所是我國唯一專門從事機、彈載計算機研制的專業科研生產機構,承擔著國家多種型號飛機中的機、彈載計算機研制和批量生產任務 資料來源:公司公告、公司官網、申萬宏源研究 (二)地面系統:用于接收無人機信息并向無人機發出控制指令,為核心設備之一。地面系統包括地面塔控系統和地面通信系統,是為無人機的控制員等工作人員提供控制、操縱無人機的設備與工作場所。地面控制系統的設備主要有視頻監視器、盒式錄像機、指令鏈路、備用飛行器控制用發射機和應急降落傘展開用的飛行中止系統及電源設備等。地面控制站設在可由飛機、汽車、艦船等運輸的方艙內。地面控制系統和飛行控制系統一起組成了無人機的核
96、心。地面系統呈系列化發展,各軍工集團研究所是國內地面系統的重要供應商。國外地面系統呈系列化發展,可基于一款地面系統改裝用于不同類型無人機。GCS 系列是國外較出名的地面系統,其變型 GCS-2000 曾用于“蒼鷺“、”巡邏兵“、”搜索者“無人機;GCS-300 用于”蒼鷺“、”獵犬“無人機。各軍工集團下屬研究所相關技術實力雄厚,是國內軍用無人機地面系統設備的重要供應商,國內民營企業主要提供配套設備,國內擁有無人機地面塔控和通信配套技術的上市公司有恒宇信通、通裕重工等。圖 39:美軍“獵人“無人機系統的 GCS-3000 地面控制站 圖 40:“捕食者”地面指揮控制系統 資料來源:軍用無人機、申
97、萬宏源研究 資料來源:某型無人機指揮控制系統的研究與設計、申萬宏源研究 表 17:國內主要無人機地面控制系統設備供應商簡介 公司名稱 相關簡介 地面塔控系統 恒宇信通 公司中標一無人機地面工作站顯控設備研制項目,成為公司業務進入無人機領域的開端 飛龍股份 參股公司陜西雷神主要從事軍用地面無人察打一體平臺系統和短程支援大載荷察打無人機平臺系統的研發和生產 地面通信系統 通裕重工 與中國電子科技集團旗下第二十七研究所合作,二十七所是我國無人機信息系統的主要研制開發、生產和服務單位之一 上海瀚訊 無人機中繼設備支持無人機加裝升空應用,與車載基站互聯,為車載基站提供中繼鏈路,也可與車載臺和背負臺等類型
98、終端互聯,提供終端自組網中繼鏈路。航空無線電所 該所的主營產品有航空電子綜合、座艙顯示控制、機載核心處理、綜合信息管理、空中交通管理、無線通信導航、無人機測控指揮、計算機軟硬件等 中電科網絡通信院 該所是我國電子信息領域專業覆蓋面最寬、綜合性最強的骨干研究所 北京遙測技術所 主要專業涉及測控通信與衛星導航、精確制導與信息對抗、衛星有效載荷、MEMS 與傳感技術以及微波天伺饋共用技術 航天中維 公司主要致力于多源遙感影像集成處理和地理信息綜合應用服務的技術研究,集軟件開發、系統集成、數據加工和信息服務于一體 資料來源:公司公告、公司官網、申萬宏源研究 4.4 原材料及結構件:高端材料需求旺盛,結
99、構件加工競爭激烈 碳纖維、隱身材料等高端材料強化新一代無人機重要性能。無人機產業鏈上游原材料及結構件在飛機機體結構中占有較高比重,其中關鍵原材料有金屬材料和復合材料兩大類,包括鋁合金、碳纖維、隱身材料等。碳纖維因其獨特的性能優勢且具備柔軟可加工特性,是輕量化材料的重要一員。此外,軍事發達國家的隱身技術發展已進入成熟階段,隱身性能也為高端無人機的重要指標,隱身材料已成為衡量現代武器裝備性能的重要指標之一。圖 41:中國首款全復材多用途無人機“翼龍-1D“圖 42:采用隱身設計的“暗劍“無人機示例 資料來源:環球網、申萬宏源研究 資料來源:環球網、申萬宏源研究 高端材料機體結構重量占比高,需求旺盛
100、。據無人機結構用復合材料及制造技術綜述數據顯示,無人機復合材料用量一般占機體結構總重的 60%-80%,顯著高于有人飛機,翼龍-1D 更是國內首款全復材無人機,無人機對于復合材料需求旺盛;新一代無人機強調隱身性能,隨著無人機放量將對隱身材料產生明顯需求拉動。無人機結構件加工行業主要包括高端材料下游加工業務,競爭激烈。無人機結構件相關業務主要包括航空零部件的數控精密加工、特種工藝處理和無人機部組件裝配等,行業壁壘較低,目前有結構件加工業務的上市公司有愛樂達、成飛集成、光韻達等,行業集中度較低,競爭較為激烈。表 18:無人機原材料等供應商相關簡介 產品分類 公司簡稱 相關簡介 原材料 中航高科 主
101、要從事碳纖維等航空新材料、高端智能裝備技術開發,生產加工 光威復材 碳纖維復合材料、無人機預浸料 華秦科技 主要從事特種功能材料,包括隱身材料、偽裝材料及防護材料的研發、生產和銷售 泰和新材 公司芳綸產品已成功應用于軍用直升機和無人機,在航空航天領域應用前景廣闊 結構件 愛樂達 航空零部件的數控精密加工、特種工藝處理和無人機部組件裝配 成飛集成 公司有承接無人機零件數控加工業務 光韻達 公司并購的通宇航空公司所制造的航空零部件用于多型號軍用飛機、無人機、運輸機、導彈等 廣聯航空 公司的無人機產品包括察打一體無人機整機結構、小型長航時固定翼無人機、六旋翼無人機等 通達股份 公司子公司成都航飛制造
102、的航空零部件和工裝應用于多型殲擊機、教練機、大型運輸機、無人機、導彈及其相應生產單位 資料來源:iFinD、申萬宏源研究 5.無人機標的眾多,看好各環節頭部企業 隨著國防軍隊信息化建設加速,且智能化建設初露端倪,預計我國無人機采購將加速,無人機產業鏈將進入高景氣周期。我們分析認為,考慮到當前美國無人機的編制、規模以及近年來的采購重點,國內采購模式或將對標美國,采購主要集中在為數不多的重點型號上,重點型號總裝廠作為產業鏈“鏈長”便能更好的主導產業鏈競爭格局,且行業各環節龍頭公司有望率先受益重點型號放量,我們建議重點關注各環節更具競爭力的頭部企業,總裝領域相關的中航無人機、航天彩虹、星網宇達;原材
103、料領域相關的華秦科技等。5.1 中航無人機:翼龍系列無人機集成商 中航無人機是是國內大型固定翼長航時無人機領域的領軍企業,國際市場份額靠前。公司專注于大型固定翼長航時無人機系統成體系、多場景、全壽命的整體解決方案提供商,是國內大型固定翼長航時無人機領域的領軍企業。中航無人機的主要產品“翼龍”系列無人機系統已成為“中國制造”的一張名片,出口“一帶一路”沿線多個國家。根據斯德哥爾摩國際和平研究所統計,2010 年至 2021 年間,翼龍系列無人機軍貿出口訂單累計數量位列國內第一,另據 2021 年 5 月美國航空周刊(AVIATIONWEEK)報道,“翼龍”系列無人機在全球察打一體無人機市占率位居
104、第一,是我國軍貿無人機出口的主力機型,已累計完成數萬架次的起落及十余萬小時的飛行。圖 43:中航無人機歷年營業收入與凈利潤變化 圖 44:2021Q1 中航無人機各項業務營收占比 資料來源:iFind、申萬宏源研究 資料來源:iFind、申萬宏源研究 5.2 航天彩虹:彩虹系列無人機集成商 航天彩虹是國內中高空長航時無人機龍頭企業,產品譜系完整,國內外市場均有布局。中國航天科技集團有限公司第十一研究院控股的上市公司。公司已構建起遠中近程、高中低空、高速和低速相結合的無人機應用體系,成熟批產產品包括彩虹-3 中空多用途無人機、彩虹-4 中空偵察/打擊無人機、彩虹-5 中高空長航時無人機、彩虹-8
105、04D 復合翼垂直起降無人機等,多款產品已在國內列裝。公司大部分產品獲得出口立項批復,從 2004 年起實現批量出口,遠銷非洲、亞洲的十余個國家,整機出口數量及金額在國內領先。彩虹無人機譜系完整,兼具整機和導彈研制能力。射手-1(AR-1)空地導彈是航天彩虹研制的新型無人機專用型空地導彈。它是一種小型空地半主動激光制導導彈,搭載殺爆戰斗部或破甲戰斗部對地面靜止目標或低速移動目標實施精確打擊,可以用于打擊包括坦克、裝甲車、地面工事及水面目標在內的很多目標。公司還研制了更小的射手-2(AR-2)空地導彈,作為一款 20kg 級小型低成本高精度機載導彈武器,AR-2 可對固定/低速移動目標實施即察即
106、打,典型目標包括輕型車輛、小型房屋、地面武裝人員等,作戰效費比高。圖 45:航天彩虹歷年營業收入與歸母凈利潤變化 圖 46:2021 年航天彩虹各項業務營收占比 0.5 2.5 12.2 8.0 0.01-0.10 1.65 1.76-2024681012142018201920202021Q1營業收入(億元)凈利潤(億元)無人機系統及相關產品97%無人機技術服務3%其他0%資料來源:iFind、申萬宏源研究 資料來源:iFind、申萬宏源研究 5.3 星網宇達:無人系統核心集成商 星網宇達引領國內智能無人裝備產品,深度參與軍隊實訓。公司智能無人系統產品包括無人靶機、無人戰車和無人船等,基于公
107、司核心技術優勢,目前已形成具有較強競爭力并取得大額訂單。智能無人系統是公司第一戰略,公司持續擴展產品譜系,有望持續受益于實戰化軍事訓練和無人裝備配置比例提高。據公司公告,無人靶機方面,產品已覆蓋200m/s-310m/s 的系列化產品,關鍵技術取得重大突破;無人車領域,與戰略合作單位共同研制開發了無人車系統,并中標裝備型號任務,成為國內為數不多定型有望批量應用的無人車項目,目前已完成樣車的研發鑒定,為批產打下良好基礎;無人船方向,已完成樣船研制和主要功能、性能的測試實驗,多次參加部隊訓練活動。衛星通信業務助力未來無人系統發展,領先優勢明顯。當前軍用衛星通信系統處于從單一波段向雙頻段共饋升級改造
108、的新周期,公司動中通軍品業務有望實現新一輪高增長;民用領域,衛星互聯網納入新基建,多地出臺政策力推衛星互聯網配套產業發展,作為地面個人用戶和移動載體接入衛星互聯網的重要設備,需求有望將迎來高速增長?,F代空中無人作戰系統對通信領域實時反饋要求較高,衛星通信業務前景廣闊。圖 47:星網宇達歷年營業收入與歸母凈利潤變化 圖 48:2021 年星網宇達各項業務營收占比 資料來源:iFind、申萬宏源研究 資料來源:iFind、申萬宏源研究 14.5 27.2 31.0 29.9 29.1 7.2 1.87 2.42 2.32 2.74 2.28 0.35 05101520253035201720182
109、019202020212022Q1營業收入(億元)歸母凈利潤(億元)無人機及相關產品38%背材膜及絕緣材料28%光學膜15%技術服務12%電容膜5%其他2%4.10 4.02 3.99 6.85 7.68 0.49 0.63 0.19 0.12 1.10 1.61-0.08-1012345678920172018201920202021 2022Q1營業收入(億元)歸母凈利潤(億元)無人系統60%衛星通信20%信息感知19%貿易1%5.4 華秦科技:隱身材料龍頭企業 華秦科技是國內特種材料領軍企業,先發優勢明顯。公司成立之初主要從事航空零部件加工及機械設備銷售等業務,自 1996 年起,公司開
110、始進行特種功能材料的預研投入和培育,陸續開展了隱身材料、偽裝材料及防護材料等多個系列產品的產業化應用研究。公司隱身材料及偽裝材料的核心型號已經實現了批產應用,主要用于軍用航空飛機及發動機,是目前國內極少數能夠全面覆蓋常溫、中溫和高溫隱身材料設計、研發和生產的企業,受益于軍需高景氣及公司產能釋放,未來業績有望持續向好。2021 年公司業績延續高速發展勢頭,歸母凈利潤同比增長約 50.6%。隱身材料戰略地位突出,市場空間廣闊。隱身技術是提高軍用飛機生存力、作戰效能的有效手段,雷達作為目前發展最快、用途最廣的探測器,被各個國家應用于飛行器探測,因此雷達隱身技術成為最重要的隱身手段,雷達隱身材料也必不
111、可少,包括隱身涂層材料和結構隱身材料,中高溫隱身涂層材料和結構隱身材料在第四戰斗機及發動機上被大量使用。根據公司公告,軍事發達國家的隱身技術發展也進入了成熟階段。在這一階段,比較有代表性的隱身武器包括新一代隱身戰斗機、新一代隱身巡航導彈、隱身潛艇、隱身坦克、隱身直升機和隱身無人機等。未來隱身材料在無人機市場空間廣闊。圖 49:華秦科技歷年營業收入與歸母凈利潤變化 圖 50:2021 年華秦科技各項業務營收占比 資料來源:iFind、申萬宏源研究 資料來源:iFind、申萬宏源研究 5.5 無人機相關公司估值表 表 19:無人機相關公司估值表 證券代碼 證券簡稱 2022/6/30 歸母凈利潤(
112、億元)PE PB 總市值(億元)2021A 2022E 2023E 2024E 2021A 2022E 2023E 2024E 600862.SH 中航高科*391 5.9 7.7 10.1 13.2 66 51 39 30 7.9 300699.SZ 光威復材*305 7.6 9.4 12.0 15.3 40 32 25 20 7.5 688281.SH 華秦科技 245 2.3 3.2 4.5 5.9 105 77 55 42 7.0 002389.SZ 航天彩虹 183 2.3 3.4 4.7 5.9 80 54 39 31 2.3 600879.SH 航天電子 176 5.5 6.3
113、7.3 8.6 32 28 24 21 1.3 0.5 1.2 4.1 5.1 1.4 0.10-1.06 1.55 2.33 0.59-2-1012345620182019202020212022Q1營業收入(億元)歸母凈利潤(億元)特種功能材料產品96%特種功能材料技術服務3%其他1%300696.SZ 愛樂達 129 2.6 3.7 5.2 6.8 51 35 25 19 7.5 300185.SZ 通裕重工 112 2.8 3.7 4.5 5.6 39 31 25 20 1.7 002254.SZ 泰和新材 115 9.7 10.0 12.7 15.6 12 11 9 7 3.0 00
114、2190.SZ 成飛集成 98 0.6 /175 /1.8 600523.SH 貴航股份 95 1.5 1.6 1.8 2.0 62 59 54 48 3.4 300581.SZ 晨曦航空 78 0.3 /292 /7.8 002664.SZ 長鷹信質 69 2.0 /34 /2.4 300762.SZ 上海瀚訊 70 2.4 3.2 4.0 5.1 30 22 17 14 2.7 001696.SZ 宗申動力 72 4.8 /15 /1.6 300177.SZ 中海達 60 0.5 /127 /2.5 300900.SZ 廣聯航空 56 0.4 /147 /3.6 000070.SZ 特發信息 59-6.2 /-9 /3.1 002829.SZ 星網宇達 47 1.6 2.4 3.2 3.6 29 19 15 13 4.5 300227.SZ 光韻達 37 0.9 /40 /2.5 002536.SZ 飛龍股份 33 1.4 1.7 2.3 2.8 23 20 14 12 1.5 002560.SZ 通達股份 31 0.2 0.7 1.2 1.8 129 44 26 17 1.3 300965.SZ 恒宇信通 28 0.7 /42 /2.1 資料來源:iFind、申萬宏源研究 注:標*的業績為申萬預測,其他為 iFind 一致預期,注:“/”表示近 6 個月未有一致預期