垂直起降固定翼无人机行业深度研究报告
来源:AUVSC
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作者:东方证券
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发布时间: 2021-03-15
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垂直起降固定翼飞行器凭借独特的构型，是近年来无人机乃至有人机领域最具活力的细分赛道之一......
在战争运用方面，无人机能大幅提升作战费效比。无人机代替有人机作战，能大幅降低单机、作战 装备体系和实战成本，同时也能减少人这一宝贵作战资源的损失。
1) 单架无人机的采购成本远低于同功能、同级别的有人机。美军“黑鸟”战略侦察机采购成本约为 15~20 亿美元/架，而“全球鹰”战略侦察无人机只需 1 亿元美元/架，仅占有人机单价采购成本 的 1/15。改造退役有人机成无人机，也能带来巨大的成本优势。2017 年，波音公司接受军方 一份合同，将 18 架 F-16s 战斗机通过加装人工智能系统改造为 QF-16 无人机，作为有人机 的“忠诚僚机”使用。每架无人机成本仅 138 万美元，与动辄上亿美元的隐形战斗机相比， 其成本几乎可以忽略不计。
2) 无人机可使美航母编队总成本大幅下降 81%。根据《无人机与未来作战刍议》，从出动率、 燃油消耗、维修成本等多个方面综合分析，未来航母编队可采购 144 架无人机取代原来的 361 架有人机，将成本由约 900 亿美元降至 170 亿美元。采用无人机后，在每艘航母作战能力不 变的情况下，3 艘航母的总成本只相当于当前 2 艘航母的总成本。
3) 大幅降低飞行员训练成本，延长作战时间。有人机飞行员培养时间长、费用大，以美军 F-15 战斗机飞行员为例，培训时间长达 2.5 年，整个费用超 1000 万美元。相比之下，无人机操作 员的培训时间通常只需要 120 小时，训练费用要低得多。从作战时间上看，无人机仅需少量 时间保养和训练，大部分时间都可用于执行作战任务。而有人机通常只有 1/3 时间处于实战 部署状态，2/3 时间用于训练和维护保养。
除此之外，无人机是军用装备的“全新物种”：升级迭代速度快，逐步向察打一体发展；且战损比 例高，具备消耗品属性。我国军用无人机逐步从纯侦察升级至察打一体。目前军用无人机有长空一 号、长虹一号、ASN 系列、WZ-2000、BZK-005、翼龙系列、翔龙、利剑、彩虹系列以及云影等型 号。其中，翼龙系列、彩虹系列、利剑和云影等都是察打一体型无人机，均为 2000 年以后新亮相；而纯侦察无人机则主要包括翔龙和 BZK-005 侦察无人机。据统计，美国捕食者 A 自 2001 年投入 实战以来，已累计生产 550 架，到目前已损失 300 架以上，战损比高达 54.4%。反观美国 F15 系列战机，已累计生产 894 架，到目前已损失 109 架以上，战损比仅 12.2%。因此与有人机相比， 无人机属于消耗性武器。
无人机深刻改变了战争面貌，同时军用也促进无人机系统的强烈需求，引领前沿技术发展。军用无 人机系统更强调在复杂的作战场景和极端的使用环境下，满足先进的技战术性能、高可靠性、保密 安全性等要求，因此，军用无人机系统发展要求更先进更复杂的专业化科技工业体系支撑，同时不 断创新应用高性能材料、新能源动力、人工智能、电子信息等领域的前沿科技，并牵引技术发展的 新方向。
无人机集群化作战是未来空中作战的重要形态，中国电科展示无人机蜂群发射车。有人无人协同、 分布式空中作战、集群作战等被列为未来空中作战的重要形态，高性能无人机系统是未来智慧化空 中力量建设的重中之重。无人机蜂群技术具体是指无人机大规模自组网和自编队技术。中国电科作为从事国家重要军 民用大型电子信息系统的工程建设单位，在 2020 年 10 月 14 日展示了最新的无人机蜂群发射车。该系统可采取地面发射和空中发射两种方式，用于地面发射的发射车可以一次储存和发射 48 架无 人机。空中发射则是借助直升机投掷，无人机到空中后自主展开。
2.2 现状：我国军用无人机技术深厚，名扬国际市场
我国军用无人机关键部件已基本实现国产化。首先是机体材料，近些年随着我国材料行业迅速发 展，国内优质碳纤维制造商不断涌现，彩虹机体材料已可实现全国产化；第二，电子核心器件，无 人机没有大型运算和高精度图像处理，不使用高端芯片所以不受西方制裁和封锁；第三，发动机方 面，例如彩虹使用的很多发动机现都已实现国产化，并完成相关国产化试验工作，可实现国产发动 机替代方案。
目前，中国军用无人机发动机主要以航空活塞发动机为主，但是未来中国发展察打一体无人机，小 型涡扇/涡喷发动机不可或缺。相对比活塞发动机，涡扇/涡喷发动机拥有更大的推重比、更快的速 度、更高的飞行高度。2018 年 11 月，中国航发在珠海航展上展示了 AEF50E 涡扇发动机、AEP50E 涡桨发动机、AEF20E 涡喷发动机等 3 款可用于无人机的发动机，填补了我国急需的无人机动力 空白。
