2.民用无人机:直接材料仍为营业成本主要构成,应用场景差异影响分系统成本
直接材料为民用无人机业务营业成本的主要构成。公共安全领域,以供应多款无人 机系统、从事无人机禁毒服务的观典防务为例,观典防务2018~2021年H1四个报告期内直接材料占营业成本的比重分别为60.94%、55.55%、64.61%和71.27%,制造 费用占营业成本的比重约为20%。工业领域,以在国内垂直起降固定翼无人机领域规模领先的工业无人机企业纵横股份为例,其2017~2020年H1原材料成本占主营业务成本的比例分别为84.95%、69.92%、74.26%和73.41%。

民用无人机数据服务成本的主要组成为外购服务成本和制造费用,保障服务成本主 要组成为原材料。观典防务服务类业务可进一步细分为无人机飞行综合解决方案与数据处理服务。无人机飞行综合解决方案制造费用在营业成本中占比较大,2018~2021H1期间始终超过50%。数据处理服务的营业成本主要由制造费用及外协成本构成,2018~2021H1二者合计占比分别为88.75%、94.57%、91.30%和85.06%。服务类业务对设备系统依赖较强,所需人员较少,飞行和数据处理设备折旧摊销是 该环节主要成本来源。此外,在阶段性、工作量大、内容基础、人员占用时间长等特点共同作用下,部分服务业务存在外协。
相比地面系统,飞行平台系统与任务载荷系统为民用无人机原材料成本较高的分系统。受各应用场景下作业特点的影响,不同领域的民用无人机各分系统构造略有差 异,原材料成本构成不同。公共安全领域,观典防务对外采购的原材料为机体结构材料、飞控模块、载荷模块、数据收发装置等相应模块化原材料,主要应用于无人机整机、分系统的生产。结合无人机的组成结构对公司原材料采购项目进行重新划分, 将机体材料、动力装置、飞控模块、导航模块、安防装置统一归入飞行平台系统,将 载荷模块归入任务载荷系统,将数据收发装置、地面控制终端模块归入地面系统, 暂不考虑模拟仿真与其他。经计算,观典防务2018~2021H1期间飞行平台系统的原材料采购金额在整个系统中的比重约为60%且逐年提升,始终是占比最高的分系统, 地面系统其次,任务载荷系统占比最小。工业领域,纵横股份采购的原材料包括导航及通信模块、芯片、复材及结构件等,将复材及结构件、机电设备统一归入飞行平台系统,将载荷设备、惯性导航统一归入任务载荷系统,将数据处理及分析软件归入地面站。考虑芯片、导航及通信模块、电池为飞行平台和地面站共用,将三者按照50%的比例分别归入平台与地面站。经计算,纵横股份任务载荷系统原材料成本最高,反映其所搭载的相机、激光扫描仪、光电吊舱等载荷相对价值较高,载荷占比变动对无人机系统原材料成本影响较大。其次为飞行平台分系统,2017-2020年H1在无人机系统原材料采购中成本占比维持在40%左右。
飞控模块在民用无人机飞行平台中成本占比较高。以按模块采购的观典防务为例, 进一步分析民用飞行平台的成本构成。由于观典防务的原料采购受客户定制化需求影响,飞行平台系统各模块成本占比波动较大。整体看,飞控模块贡献飞行平台系统成本的主要部分。在采购数量不突出的情况下,飞控模块单价始终较高,2018年-2021年H1分别为3.58、3.54、4.88、5.01万元/套,仅次于安防装置。这或归因于飞控模块中所需数量较多的飞控与导航系统一体化模块的高技术含量属性。导航模块在飞行平台系统的原材料成本占比基本稳定,2018年-2021年H1维持在20%左右的水平。
(五)技术迭代:中期看载荷及机体升级,长期看高空高速及僚机发展
载荷(传感器)方向升级或仍然是军用无人机中短期内的主要发展方向。以美国高 空长航时侦察机“全球鹰”项目为例,不同批次机型的更新升级方向主要与载荷(传感器)有关。据《Global Hawk Systems Engineering case study》(Air Force Center for Systems Engineering,Bill Kinzig,2010),“全球鹰”从Block 0~Block 40过 程中,主要升级方向与其传感器有关,如从Block 10的基础版集成传感器套件升级至 Block 40的增强型EO/IR传感器。据《“全球鹰”无人机系统项目费用和效能分析研究》(张海涛,中航工业发展研究中心,2014),“全球鹰”Block 10/20/30/40型 的单机成本分别为4640、5450、7610、8460万美元,其中各批次的任务设备成本分别为 2390、1960、3810、4980万元,各批次单机成本变化的原因是机体结构不同,以及机载 传感器日益先进,如Block 30使用单机成本2000万美元的ASIP,而Block 40使用了 单机成本约5000万美元的MP-RTIP。

无人机任务载荷技术迭代主要体现在传感器、通信中继载荷与机载武器。军用无人 机系统的任务载荷可以分为传感器、中继技术设备、武器弹药及货舱四类。其中,传 感器方面的重点技术研制方向包括多光谱/超光谱成像(MSI/HIS)、合成孔径雷达等。多光谱/超光谱成像技术具备全色照相传感器的能力,能够获取敏感细微信息, 减少误判可能;机载动目标监视模式获得应用的趋势之下,合成孔径雷达将实现对 地面动、静态目标的精准定位。为满足无线通信功能和兼容性需求,通信载荷利用软件支持多种波形或成为主流发展趋势,且受小型战术无人机载重限制趋于小型化。机载武器方面的技术发展方向由现役改进转向专用研制和新技术攻关。
长期看,隐身高空高速、僚机、蜂群化等或为军用无人机长期的发展方向。
向隐身、高空、高速、长航时方向发展。隐身、高空、高速、长航时不仅可以保障无 人机的运行安全,还可以扩大无人机作战半径,提升工作效率,从而进一步发挥军 用无人机系统战场侦察、监视和攻击作用。据中航无人机招股书,隐身无人机是现代隐身技术与无人机技术结合的成果,在未来的空战中,隐身无人机将成为高性能 防空武器的典型代表,并大大降低无人机的击毁率,提高军用无人机的战场运作空间,降低无人机作战成本。此外,为提高军用无人机持续侦察能力与作战能力,并在 侦察时获得最准确、最全面的敌方情报,提高续航能力、飞行速度与飞行高度也成 为世界各国对于无人机系统研究的重点发展方向之一。
增强有人机-无人机协同,向僚机、集群化方向发展。同时,人工智能和无人机装备的不断发展,为有人-无 人机协同作战发展提供了技术支撑。无人僚机平台以成本可承受的方式有效增强作 战能力,提升作战体系的生存性,利用无人僚机平台的可消耗、可复用、价格适中、 可搭载各种载荷等优势,成为增强作战能力的可承受的有效途径。此外,据《美军智 能无人机集群作战样式及影响分析》(陈士涛,中国电子科学研究院学报,2021年 第11期),智能无人机集群是由一定数量的无人机基于开放式体系架构综合集成的 作战体系,美军认为智能无人机集群可显著提升其在强对抗环境中的作战能力。

[ 二、市场空间:军用领域占主导,工业市场景气度提升 ]
(一)整体:2019年全球军民用无人机市场规模分别为703、657亿元
工业级应用场景需求的快速增长和军用无人机市场的增长驱动着全球无人机产业规 模持续扩大。据纵横股份招股书,全球消费级无人机市场及大型军用无人机市场发 展日趋成熟,无人机在工业级应用场景需求的快速增长和其他军用无人机市场的增 长驱动着全球无人机产业规模持续扩大。2015年至2019年,全球无人机市场规模年 均复合增长率为19.40%。据纵横股份招股书,援引Frost & Sullivan的报告,2019年全球军用无人机和民用无人机市场规模分别为703.30亿元、657.38亿元,分别占比51.69%、48.31%。预计到2024年,全球无人机市场规模将突破5000亿元。
国内无人机市场空间快速扩大,2019年国内无人机市场规模已达435亿元。军用方 面,据中航(成都)招股书,我国无人机系统发展起步晚于美国、以色列、英国等军 事科技强国。近十几年来,我国无人机系统的发展呈厚积薄发趋势。各航空企事业 单位以其技术和产业优势推动了产品技术和产业体系向高端发展,我国无人机系统 发展势头较为迅猛。总体来看,我国无人机设计制造技术已达到世界先进水平。民 用方面,据纵横股份招股书,国家相关主管部门近年来不断完善无人机分类标准、飞行管理、驾驶员管理等方面的法律、法规及规范性文件,为我国无人机产业健康 规范发展提供了制度保障,叠加受益于消费升级及工业领域应用场景的扩大,民用 无人机市场规模也在逐年扩大。2015年~2019年,中国无人机市场规模从155.51亿 元增长到435.12亿元。

(二)军用:任务范围日渐广泛,装备现代化建设及外贸为主要驱动力
军用无人机市场发展日趋成熟,战争中无人机的任务范围越来越广泛。军用无人机 对续航能力、巡航速度、飞行、高度、作用距离、任务载荷等都有很高的要求,根据 不同的用途搭载各种专业的军事设备,如各类传感器、导弹、物资等。广泛应用到侦 察预警、电子对抗、通信中继、军事打击、战斗评估等领域,分为无人侦察机/监视 机、无人战斗机、通信中继无人机、电子干扰无人机等单一用途无人机,以及侦察打 击一体化无人机等多用途无人机。据《无人机系统作战应用》(航空工业出版社,王进国),战争中无人机的任务范围涉及越来越广泛,从最近的局部战争情况来看,无 人机系统已经用于进行近距空中支援、情报监视和侦察、战斗搜索与救援、空中遮断,以及对地打击和协调侦察评估等任务。
多因素驱动无人机在军用领域需求不断扩大,作战环境持续的快速演变需要创新无 人机系统作战运用概念。军用无人机具有人员零伤亡、作战性能优越、成本低等显 著特点,已经逐步成为现代战争不可或缺的重要武器平台。据中航(成都)招股书, 近年来,在战争信息化发展形势下,无人机等新型装备需求大幅提升,再加上部分 地区不断爆发的安全问题、领土争端,导致全球军用无人机需求不断扩大。据《无人机系统作战运用》(航空工业出版社,王进国),面临作战环境持续的快速演变,需 要创新无人机系统作战运用概念,未来战争要求军队,既要能进行小代价的非对称 环境下的局部战争,又要赢得体系对抗环境下的战争,因而无人机系统将考虑用于 更广泛的用途,并且针对实际需要和战争形态转变扩展其任务涵盖类型。