【正文】 費(fèi)支出的制約，而軍費(fèi)支出的增長(zhǎng)又由經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和軍費(fèi)支出比例決定，所以軍用無(wú)人機(jī)除對(duì)有人機(jī)替代外，無(wú)法出現(xiàn)放量增長(zhǎng)空間。 據(jù) 2020 中國(guó)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)峰會(huì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全球民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)空間達(dá)1000 億美元，中國(guó) GDP 占世界比重 12%（占比在不斷上升），簡(jiǎn) 單地按 12%比重測(cè)算，中國(guó)民用無(wú)人機(jī)潛在市場(chǎng)空間超 100 億美元，而當(dāng)前我國(guó)民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)僅幾億人民幣，增長(zhǎng)潛力巨大。但由于技術(shù)基礎(chǔ)和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的不同，全球無(wú)人機(jī)發(fā)展情況并不均衡。近 10 年中國(guó)相繼研發(fā)出各款尖端無(wú)人機(jī)，目前已擁有美國(guó)所有類(lèi)型的尖端無(wú)人機(jī)，追趕勢(shì)頭強(qiáng)勁。其中美國(guó)份額高達(dá) 69%，遙遙領(lǐng)先于其他國(guó)家；中國(guó)無(wú)人機(jī)由于性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)明顯，占據(jù)約 10%份額。無(wú)人機(jī)作為有人機(jī)的替代，主要有軍用無(wú)人機(jī)和通用無(wú)人機(jī)（后面稱(chēng)為“民用無(wú)人機(jī)”）。其中有效載荷系統(tǒng)和飛機(jī)飛行系統(tǒng)最為重要。其中，通信和信息處理相關(guān)技術(shù)較 成熟，技術(shù)壁壘主要體現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)、飛控和有效載荷方面。1）固定翼型無(wú)人機(jī)通過(guò)動(dòng)力系統(tǒng)和機(jī)翼滑行實(shí)現(xiàn)起降和飛行，抗風(fēng)能力較強(qiáng)，起飛方式有滑行、彈射、車(chē)載、火箭助推和飛機(jī)投放等，降落方式有滑行和傘降等。而固定翼無(wú)人機(jī)存在容易失速、無(wú)法空中懸停等問(wèn)題，所以在民用和軍用領(lǐng)域中對(duì)旋翼無(wú)人機(jī)需求非常大，特別是中大型旋翼無(wú)人機(jī)。這是鑒于微型無(wú)人機(jī)在 15 厘米時(shí)螺旋槳還可產(chǎn)生需要的效率，但 厘米以下 就需要采用翅膀。但目前撲翼無(wú)人機(jī)相關(guān)技術(shù)還非常不成熟，幾乎沒(méi)有進(jìn)入實(shí)用市場(chǎng)。顧名思義就是翅膀形狀固定，靠流過(guò)機(jī)翼的風(fēng)提供升力。優(yōu)點(diǎn)是三類(lèi)飛行器里續(xù)航時(shí)間最長(zhǎng)、飛行效率最高、載荷最大，缺點(diǎn)是起飛時(shí)必須要助跑，降落時(shí)必須要滑行，不能空中懸停。如只有一個(gè)主旋翼，還必須要有一個(gè)小尾翼抵消主旋翼產(chǎn)生的自旋力。動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、整套復(fù)雜的槳調(diào)節(jié)系統(tǒng)、槳。缺點(diǎn)是極其復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)導(dǎo)致制造和后續(xù)維護(hù)費(fèi)用高昂。機(jī)械結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，動(dòng)力系統(tǒng)只需電機(jī)直接連槳。 綜合應(yīng)用領(lǐng)域和機(jī)翼特點(diǎn)，我們把無(wú)人機(jī)分為軍用無(wú)人機(jī)、民用無(wú)人機(jī)和微型無(wú)人機(jī)：微型無(wú)人機(jī)指翼展 1 米以下、有效載荷 5kg 以下的無(wú)人機(jī)。也即，只有微型無(wú)人機(jī)才能占據(jù)這些低載重應(yīng)用市場(chǎng)，所以劃分出微型無(wú)人機(jī)類(lèi)別十分重要。軍用、民用無(wú)人機(jī)指的是固定翼無(wú)人機(jī)、無(wú)人直升機(jī)或載荷在 5kg 以上的多旋翼無(wú)人機(jī)。 直升機(jī)是不穩(wěn)定系統(tǒng)，飛上天后如不施加控制，氣流吹過(guò)就可能發(fā)生側(cè)翻。且直升機(jī)沒(méi)有失速問(wèn)題，何時(shí)都能調(diào)整姿態(tài)，可在天上自由運(yùn)動(dòng)。 多旋翼是不穩(wěn)定系統(tǒng)，也不是完整驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)）。 自穩(wěn)定和驅(qū)動(dòng)差異決定飛行控制難度。飛行器自動(dòng)控制器通常需要慣性導(dǎo)航系統(tǒng)獲取自身的姿態(tài)，但 20 世紀(jì) 90年代前，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)一般重達(dá)十幾公斤。直到 2020 年，僅幾克重的 MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）慣性導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)才開(kāi)始成熟，微型多旋翼無(wú)人機(jī)才開(kāi)始進(jìn)入快速發(fā)展期，也開(kāi)始廣泛應(yīng)用于航拍。 發(fā)動(dòng)機(jī)性能要求排序：軍用 民用 微型 航空飛機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求遠(yuǎn)高于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，飛機(jī)代數(shù)的升級(jí)背后往往由發(fā)動(dòng)機(jī)的升級(jí)支撐， 一代發(fā)動(dòng)機(jī)鑄就一代戰(zhàn)斗機(jī) （經(jīng)歷的四代戰(zhàn)機(jī)背后就有四代發(fā)動(dòng)機(jī)）。而噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)由分為渦噴、渦軸（提供軸動(dòng)力，直升機(jī)）、渦槳（提供軸動(dòng)力，低速大載重飛機(jī)）和渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。 軍用無(wú)人機(jī)高空、大載重、長(zhǎng)航時(shí)、高機(jī)動(dòng)特性，需高性能發(fā)動(dòng)機(jī)。美國(guó)的捕食者、全球鷹和 X47B等高端無(wú)人機(jī)用的都是原有人機(jī)的四代發(fā)動(dòng)機(jī)改造而來(lái)，中國(guó)的 CH翔龍和利劍無(wú)人機(jī)用的都是俄羅斯的四代發(fā)動(dòng)機(jī)（全文發(fā)動(dòng)機(jī)代際劃分采用俄羅斯分類(lèi)）。中科院工程熱物理所專(zhuān)家認(rèn)為，航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)或一代二代渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)就可完全滿(mǎn)足民用無(wú)人機(jī)需求。 微型無(wú)人機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)多為電力驅(qū)動(dòng)。而小型電力發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)也較成熟，需要突破的是電池蓄電技術(shù)（如增加電池能量密度、發(fā)展高效太陽(yáng)能電池）。 有效載荷技術(shù)：軍用、微型無(wú)人機(jī)要求高，民用低 軍用無(wú)人機(jī)高空、高速、高機(jī)動(dòng)、長(zhǎng)航時(shí)飛行，還要執(zhí)行偵察、通信中繼和精確武力打擊等功能，這必然對(duì)其載荷技術(shù)有很高要求。相反，民用無(wú)人機(jī)只是充當(dāng)“空中貨車(chē)”，所以對(duì)其如何高效載荷要求并不特別高。 目前中國(guó)無(wú)人機(jī)產(chǎn)值約為 30 億人民幣， 軍用：民用 =9： 1 據(jù)軍機(jī)市場(chǎng)預(yù)測(cè)機(jī)構(gòu)蒂爾集團(tuán)報(bào)告，當(dāng)前全球無(wú)人機(jī)市場(chǎng)規(guī)模約 52 億美元。我們認(rèn)為，中國(guó)無(wú)人機(jī)規(guī)模占比能夠跟其經(jīng)濟(jì)實(shí)力匹配。保守估計(jì)，我們認(rèn)為中國(guó)無(wú)人機(jī)產(chǎn)值占世界無(wú)人機(jī)市場(chǎng) 10%，即 5 億美元，簡(jiǎn)單以 1:6 美元和人民幣兌換比率計(jì)算，中國(guó)無(wú)人機(jī)當(dāng)前產(chǎn)值已達(dá) 30 億人民幣。即軍用無(wú)人機(jī)和民用無(wú)人機(jī)產(chǎn)值 =9:1。這與我們上述預(yù)測(cè)相符）。 我們預(yù)計(jì) 2020~2030 年，幾乎所有的一代、二代戰(zhàn)機(jī)都將被三代、四代戰(zhàn)機(jī)替換掉，邏輯如下： 我國(guó)作戰(zhàn)飛機(jī)在代際上落后美國(guó) 15~20 年，當(dāng)前美國(guó)的作戰(zhàn)飛機(jī)基本都是三代或四代機(jī)，而我國(guó)列裝的飛機(jī)中有 1000 架是二代或一代機(jī)，占比 2/3。 2020 年開(kāi)始，四代原型機(jī)殲 20 和殲 35 相繼實(shí)現(xiàn)首飛。即 2030 年中國(guó)有望列裝約 2800 架（美國(guó) 2020 年列裝 2740 架）三代、四代作戰(zhàn)飛機(jī)， 2020~2030 年間新列裝 2300 架左右的三、四代戰(zhàn)機(jī)，同時(shí)所有低代際戰(zhàn)機(jī)均退役。 由于無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)相對(duì)有人戰(zhàn)斗機(jī)價(jià)格優(yōu)勢(shì)顯著，且更適合高端戰(zhàn)機(jī)長(zhǎng)航時(shí)和高機(jī)動(dòng)（加速度常常會(huì)大于 10g，人體承受極限約 8g左右），世界各國(guó)把無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)作為重點(diǎn)發(fā)展。在我國(guó)保守估計(jì)未來(lái) 15 年無(wú)人機(jī)占全部戰(zhàn)斗機(jī)將超 40%，因此預(yù)計(jì) 20202030 年我國(guó)軍用無(wú)人機(jī)新增約 1000 架。由于利劍是頂尖的四代機(jī)設(shè)計(jì)（美國(guó) X47B 也才在 2020 年首飛），批量生產(chǎn)預(yù)計(jì)在 2023 年后，即高端無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)市場(chǎng)成熟進(jìn)程較緩慢。 據(jù)美國(guó)國(guó)防部信息， 2020 年美國(guó)軍方裝備的戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)略無(wú)人機(jī)和無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)達(dá) 922 架（除小體積、電力驅(qū)動(dòng)的大烏鴉無(wú)人機(jī)），約達(dá)到其作戰(zhàn)飛機(jī)數(shù)量（ 2020年 2740 架）的 1/3。在這 922 架戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)無(wú)人機(jī)中，大概有 3/4 是在 2020 年之后才實(shí)現(xiàn)的首飛，即大部分戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)無(wú)人機(jī)能在 10內(nèi)實(shí)現(xiàn)批量列裝。 1）在我國(guó)，與美國(guó)捕食者（ MQ1）或收割者（ MQ9）性能相似的戰(zhàn)術(shù)無(wú) 人機(jī)有翼龍、 WJ600 和 CH4 三種，其中翼龍無(wú)人機(jī)早在 2020 年就已實(shí)現(xiàn)首飛， CH4 在 2020 年也已實(shí)現(xiàn)首飛。 2）由于美國(guó)相關(guān)戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)無(wú)人機(jī)已研發(fā)出來(lái) 15 年左右，中國(guó)可借鑒相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，具有后發(fā)優(yōu)勢(shì)。 按前面估算， 2030 年中國(guó)作戰(zhàn)飛機(jī)達(dá) 2800 架，按照美國(guó)戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)無(wú)人機(jī)列裝數(shù)量規(guī)律，則中國(guó)可 能會(huì)列裝各類(lèi)戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)無(wú)人機(jī) 1000 架左右。綜合考慮中國(guó)制造的成本優(yōu)勢(shì)和通貨膨脹，我們假定中國(guó)每架平均成本 180 萬(wàn)美元，即平均約 1000 萬(wàn) /架，則未來(lái) 10~15 年，中國(guó)戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)空間高達(dá) 100 億元。 小型渦噴靶機(jī)正成為主流。 2020 年珠海航展，中航工業(yè)展出渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的“藍(lán)狐”靶機(jī)，是我國(guó)首款渦噴動(dòng)力的小型靶機(jī)，性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。此外，還有一類(lèi)靶機(jī)是經(jīng)過(guò)靶機(jī)改造的退役戰(zhàn)機(jī)。但這類(lèi)靶機(jī)取決于戰(zhàn)機(jī)的退役規(guī)模，成本也高。 中科院工程熱物理所專(zhuān)家介紹，靶機(jī)屬于耗材，空軍、二炮和陸軍航空等每 年訓(xùn)練消耗量都很大，同時(shí)像沙特等國(guó)外貿(mào)出口需求也不小。 軍用出口：高性?xún)r(jià)比支撐出口穩(wěn)定增長(zhǎng) 高性?xún)r(jià)比持續(xù)支撐出口穩(wěn)定增長(zhǎng)。和我國(guó)其他軍事裝備一樣，國(guó)產(chǎn)無(wú)人機(jī)也將會(huì)是同類(lèi)產(chǎn)品價(jià)格更低。中國(guó)無(wú)人機(jī)產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始出口國(guó)外，中國(guó)無(wú)人機(jī)生產(chǎn)商面對(duì)的是國(guó)內(nèi)國(guó)外兩個(gè)市場(chǎng)。預(yù)計(jì)隨著我國(guó)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，伴隨著不同種功能和類(lèi)型的無(wú)人機(jī)推出，及無(wú)人機(jī)系統(tǒng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，國(guó)際市場(chǎng)會(huì)更加青睞我國(guó)無(wú)人機(jī)。2020 年前后，國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)生產(chǎn)商所簽出口協(xié)議陸續(xù)進(jìn)入批量交付階段，國(guó)際市場(chǎng)開(kāi)始成為近年引領(lǐng)國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)行業(yè)快速增長(zhǎng)的引擎力量。此外，中航工業(yè)貴航、沈飛所等單位無(wú) 人機(jī)產(chǎn)品已取得或正在申請(qǐng)出口許可證，中國(guó)的無(wú)人機(jī)已開(kāi)始在世界無(wú)人機(jī)市場(chǎng)上呈現(xiàn)集團(tuán)優(yōu)勢(shì)。預(yù)計(jì)未來(lái)我國(guó)軍用出口將穩(wěn)定增長(zhǎng)。靶機(jī)方面，當(dāng)前我國(guó)最先進(jìn)的“ 藍(lán)狐”靶機(jī)使用渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)就可滿(mǎn)足需求，而我國(guó)中小型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)技術(shù)已很成熟，所以靶機(jī)更看重靶機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和成本控制。 軍方或高校相關(guān)單位壟斷高端作戰(zhàn)無(wú)人機(jī)研發(fā)和制造市場(chǎng)。 未來(lái)510 年后這些高端作戰(zhàn)無(wú)人機(jī)研發(fā)單位下屬的制造企業(yè)有望分享批量列裝市場(chǎng)。 按前面邏輯， CH4 和翔龍等戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)略無(wú)人機(jī)能在 2019 年左右實(shí)現(xiàn)批量列裝，而利劍等隱形無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)則需 2023 年左右才能實(shí)現(xiàn)批量列裝。但對(duì)中國(guó)而言，發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的落后是相對(duì)美國(guó)、俄羅斯特有的難題。據(jù)中科院工廠(chǎng)熱物理所專(zhuān)家介紹，目前中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)以二代為主，三代尚未成熟，四代還處于研制階段。 材料落后是我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)“短板”。但 2020 年以來(lái)相繼研制成功的高端無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)都選擇配備俄羅斯發(fā)動(dòng)機(jī)，這是因?yàn)橹袊?guó)研制的三代、四代航空發(fā)動(dòng)機(jī)雖然性能指標(biāo)與美國(guó)和俄羅斯等國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)已相近，其壽命、質(zhì)量穩(wěn)定性卻相距甚遠(yuǎn)，葉片使用壽命很短，有的甚至運(yùn)行一兩百小時(shí)左右就會(huì)發(fā)生葉片斷裂。綜上，高性能的單晶葉片（當(dāng)前性能最好的航空發(fā)動(dòng) 機(jī)葉片）是中國(guó)高端航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的關(guān)鍵。 面對(duì)我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期落后的局面，預(yù)計(jì)我國(guó)即將披露“兩機(jī)專(zhuān)項(xiàng)” 計(jì)劃（國(guó) 家航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)科技重大專(zhuān)項(xiàng)）投資規(guī)模有望達(dá) 1000 億元，其拉動(dòng)的社會(huì)投資可達(dá) 3000 億元。 重點(diǎn)推薦煉石有色。煉石有色在含錸高溫單晶葉片上將具備獨(dú)有優(yōu)