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......
美军“敏捷至上”项目推动商业电动垂直起降技术向军事领域转化。2020 年 2 月，美空军启动了 名为“敏捷至上”（Agility Prime）项目，探索航空业新兴的电动垂直起降（eVTOL）技术在特种 作战、救援搜索、短距运输等军事任务应用的可行性，推动商用技术向军事领域转化。预计于 2023 年完成飞行器适航审定，2025 年初具备规模化应用的水平，实现大规模采购。
“敏捷至上”项目将军用电动垂直起降飞行器命名为适应性保障飞行器（ORB），应满足的技术要 求主要包括以下 5 个方面：
1）机械结构较传统垂直起降飞行器简化，从而降低维护成本和周期；
2）应用自主飞行技术，提高安全性、降低人员操作需求；
3）经济性，可批量生产应用；
4）采用 分布式电推进技术实现低噪声；
5）灵活、敏捷，减少对基础设施的依赖。
相应的，飞行器应具备 的技术要素包含：
1）采用分布式推进系统；
2）采用电推进系统；
3）有人驾驶，或遥控驾驶，或 自主飞行；
4）垂直起降；
5）具备悬停能力；
6）可具备升力表面；
7）模块化设计。
相较于商用领域的电动垂直起降飞行器，“敏捷至上”提出的技术要求有一定差异性。对于上述第 一类应用场景，敏捷至上提出的技术指标要高于现有的典型商用技术指标，例如贝尔公司于 2020 年 1 月提出的 Nexus 4EX 商用飞行器方案航程为 95km，同期现代公司 S-A1 方案航程同样约 100km，这一航程能够满足典型的商用城市空运需求，但不能满足军事任务需求；第二类和第三类 飞行器在商用领域的应用场景尚未凸显，因而未得到广泛关注。此外，军事任务的环境条件与城市 存在显著差异，需要考虑结冰防护等多种环境控制问题。美空军表示，采购的飞行器型号不会是军 用定制的，而是与商用市场版本相同的型号。
“敏捷至上”项目第一阶段投资总额远远超出预算，多家新兴 eVTOL 商企参与，Joby 和 Beta 两 家已经进入试飞阶段。美空军对“敏捷至上”项目的风投集中在自主飞控、先进材料和制造工艺、声学技术、避撞系统等，敏捷至上项目已开始与参与方签署合同，美国初创公司军刀飞机公司 （Sabrewing）获得了金额 325 万美元的小型企业创新研究合同。第一阶段计划投资总额为 1000 万美元，目前的投资额已经大大超过原计划。截至目前，Joby 和 Beta 两家中标入选试飞阶段。
3.民用无人机：工业级成为新引擎，垂直起降加速城市交通商业化
3.1 2020 年，全球民用无人机市场逐步由 to C 转向 to B
民用无人机分为消费级无人机和工业无人机。1）消费级无人机主要用于航拍和娱乐，着重拍摄功 能和可操作性。2）工业无人机注重经济效益，追求巡航速度、续航时间等性能的平衡，对无人机 的专业化应用要求高。通过搭载不同的任务载荷，如热红外相机、高光谱相机、激光雷达、光电吊 舱等，实现不同专业功能，从而满足对应的行业需求。其主要应用于测绘与地理信息、巡检、安防 监控、应急等领域。
2020-2024 年消费无人机增速疲软，工业无人机成为全球民用无人机新引擎，市场逐步由 to C 转 向 to B。根据 Frost & Sullivan 预测，2020-2024 年全球民用无人机市场的 CAGR 高达 43.03%， 预计 2024 年市场规模将达 4157.27 亿元。随着应用场景的不断拓展，全球工业无人机实现快速发 展，预计2020年工业无人机市场规模将首次超过消费级无人机，成为全球民用无人机的主要市场。
