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军用无人机行业研究:锻造新域新质作战力量,内需外贸前景光明
来源:尖兵之翼 | 作者:山西证券 | 发布时间: 2022-12-09 | 6485 次浏览 | 分享到:
无人机的应用领域非常广泛,为了适应不同的使用要求和应用场景,无人机在尺寸、质量、性能等方面差异明显…...

 5. 无人机机体材料:轻量化和隐身性是无人机核心需求

复合材料的应用对无人机结构轻质化、小型化和高性能化至关重要。由于无人机通常要求具备低成本、轻结构、长航时和高存储寿命等特点,对于“忠诚僚机”还有高隐身性、高机动性和大过载需求,以上特点和要求给无人机的机体结构设计带来严峻挑战,而与传统的金属材料相比,复合材料凭借其比强度大、比模量大、成型工艺性好及材料的可设计性等优势,很好地解决了以上挑战。

复合材料的用量已经成为衡量一款无人机先进程度的重要指标之一。从开始承力小的部件,到次承力结构,以及到主承力结构,目前世界各国都在无人机上大幅度使用以碳纤维复合材料为主的先进复合材料,基本覆盖了包括机身、机翼、平尾、垂尾、尾撑、舵面和起落架在内的大部分结构,占到了结构总质量的60%-80%,使机体质量减少了 25%以上,目前已有无人机达到全复合材料结构。当前碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、蜂窝夹层复合材料等已成为无人机的主要结构材料,且多数以碳纤维复合材料为主,出于降低成本目的会混杂玻璃纤维和芳纶纤维等复合材料。

为了适应高强度对抗作战环境,提高生存率,无人机未来将向高隐身性发展,而隐身材料是实现隐身性能的关键。隐身材料存在多种分类标准。针对探测技术而言,隐身材料分为为雷达隐身材料、红外隐身材料、可见光隐身材料、激光隐身材料以及多频谱隐身材料等。按照材料用途隐身材料可以分为隐身涂层材料和隐身结构材料,隐身涂层材料是将隐身材料涂覆在武器装备部件表面,以降低其雷达和红外目标特性,隐身结构材料是将吸收剂分散在特种纤维(如玻璃纤维、石英纤维)增强的结构材料中,形成结构复合材料,可替代部分现有武器装备金属材料制造的结构件,实现结构和隐身功能的一体化。目前隐身飞机除了进行飞机隐身结构设计外,主要的隐身方式是采用隐身涂层材料和隐身结构材料相结合。

 

6. 无人靶机:战机升级促研发新一代高速、大机动性和高隐身性靶机

无人靶机是指利用无人机模拟空中目标(如作战飞机和导弹),需要模拟目标的各种特性,比如可见光、红外辐射和雷达散射以及目标运动等特性。目前利用无人机模拟目标主要用于检验空空/地空武器装备的战术、技术性能及作战部队的训练与演习。靶机包括实体靶机、巡航靶机和旋翼靶机三类,其中巡航靶机按照飞行速度又分为低速靶机、亚音速靶机和超音速靶机三类。实体靶机是用实体飞机改装成全尺寸靶机;低速靶机飞行速度在100m/s 以下,采用活塞发动机,一般在 6000m 以下飞行;亚音速靶机常作为导弹测试和评估的空中机动目标,一般采用涡喷发动机作为推进动力,是需求量最大的一种靶机;超音速靶机大多采用火箭或冲压发动机为动力;旋翼靶机一般用于对武装直升机专门研制的对空战术导弹的测试靶机。

无人机及其携带的靶标类任务载荷一起构成完整的目标模拟靶机。由于靶机与其模拟的目标在气动外形、尺寸大小、发动机以及飞行参数等方面有明显差异,仅靠无人机本身的红外特性和雷达散射特性是无法逼真模拟目标特性的,无人机还需要携带红外和雷达靶标载荷来模拟目标的红外特性和雷达散射特性。另外,为了模拟对抗性环境,靶机一般还需要携带电子对抗、光电对抗等对抗性模拟设备。

7. 国际市场格局:中东国家是主要买家,中国稳坐中东头号供应商

就全球的军事预算而言,各国无人机系统方面的预算将持续增长,中东地区国家是主要买家。随着越来越多的国家从伊拉克、阿富汗、叙利亚、利比亚和乌克兰等国家身上吸取无人机参与作战的经验教训,无人机在全球范围内开始大规模扩散,根据《The Drone Databook》数据,全世界拥有军用无人机的国家从2010 年的 60 个激增至 2020 年的 102 个,尤其是作为全球“安全洼地”的中东和北非的阿拉伯国家,由于饱受恐怖主义和分离主义影响,内战和代理人战争此起彼伏,国家间敌对和地缘政治竞争愈演愈烈,近年来已成为国际军用无人机市场上的主要买家,同属中东地区的以色列、土耳其和伊朗等国也在积极自行研发和装备军用无人机。根据蒂尔集团(Teal Group)数据,世界军用无人机市场规模将从2023 年的132亿美元增长至 2032 年的 187 亿美元,复合年增长率为 3.9%。

 

全球无人机系统军贸领域的主要出口国家是以色列、美国及中国,澳大利亚、土耳其、瑞典、意大利、伊朗等国也有部分无人机出口,但是在中东地区中国是第一大供应商。根据斯德哥尔摩国际和平研究所(SIPRI)统计,2010 年至 2020 年无人机军贸市场,以色列占比最大达到 30%,美国占比28%,中国占比17%,但是在中东地区 2011 年至 2021 年期间中国占比达到 51%,坐稳中东地区无人机第一大供应商。以色列和美国占比较低主要有两方面原因,一方面以色列由于政治原因不会向中东敌对国家提供无人机,美国由于受制于导弹及其技术控制制度(MCTR)以及担忧无人机流入中东会挑战以色列在该地区的主导地位,严格限制了无人机系统向中东地区国家的出售,另一方面中国无人机的物美价廉也获得了中东国家的青睐,性能对标 MQ-9 的 CH-5 只有 MQ-9 价格的一半左右,CH-4 和翼龙 II 更是比MQ-9 低了大约75%,中国出口主力机型翼龙系列和彩虹系列无人机,已累计完成数万架次的起落及十余万小时的飞行,其性能和成熟度已经历了高强度实战检验。