因此,我们强调,不同于民用无人机主要是对人工作业的替代,军用无人机是对有人机的补充,即是一种装备对另一种装备的补充,具有典型的“装备特性”,而非民用无人机的“载体特性”。此外,军用无人机系统较军用有人机,全寿命周期内的成本优势较为突出。
1. 军用有人机的运营和维护成本占全寿命周期成本70%以上
国防部每年花费数百亿美元对武器系统进行维护保障,以确保这些系统 能够支持当前军事行动,同时满足国防需要。其中,从武器系统总寿命周期划分,运 营和支持(O&S)成本约占武器系统总寿命周期成本的70%,因此仅比较单机采购成本意义相对有限。

2. 美空军希望利用无人机特点,降低采办和使用成本
据“航空工业发展研究中心”公众号2019年推送《美空军低成本可消耗无人作战飞机分析》,美空军认为当前空中战场的威胁日趋多变,高性能作战飞机的价格不断攀升,国防预算压力日益增大。美空军难以通过大规模更新换代解决作战能力与预 算压力的矛盾,必须创新装备解决方案,在保证性能可接受前提下,显著降低采办和使用成本,重塑美空军的数量优势。为解决上述挑战,美空军希望利用无人机的 特点,创新飞机设计概念和流程,在保证一定性能前提下,显著降低采办和使用成 本。美空军认为,可执行打击、情报监视侦察等任务的远程、高性能、低成本无人作战飞机将带来改变游戏规则的能力,在未来空中对抗中将同时形成规模和成本优势。XQ-58A项目军方主管认为,未来美空军机队很可能由相比现在更少的高端作战飞机 和大量的低成本可消耗无人机构成。
3. 军用无人机系统的使用保障费占全寿命周期比重,相较有人机有所降低
在权衡无人机与有人机成本效益时还需考虑作战因素,即在执行同等作战任务、达到同等作战效能的前提下,对比全寿命周期成本。该报告基于一定假设,以3架RQ-4无人机和6架P-8海上巡逻机执行同等ISR任务为条件,以2020年不变美元计算,认为RQ-4和P-8相比,RQ-4每飞行小时全寿命周期成本比P-8低17%,每飞行小时直接使用成本低38%,全寿命周期成本的差距小于直接使用成本差距,主要是由于RQ-4的预期寿命比有人机P-8更短,即使RQ-4的采购成本低于P-8。
(四)本质:高性能、高可靠与低成本的不可能三角,牵引军民格局
以民用当前市场空间较大的农业植保领域为例,无人机规模放量的前提在于低成本。植保无人机的需求基础包括农村人口用工成本上升、相比人工具有安全高效等多方 优势。植保无人机,是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机,该型无人飞机有飞行平台、GPS飞控、喷洒结构三部分组成,通过地面遥控或GPS飞控,来实现喷洒作业,可以喷洒药剂等。需求本身存在,但作为行业工具,核心在于成本是否可以足 够低到替代人工。我们以1000亩地单次喷洒农药为基础,考虑无人机的全寿命周期, 基于一定假设条件下,我们计算1000亩地单次喷洒农药,人力植保、极飞P80、大疆 T30的成本分别为7.52、3.51、3.7万元,即相对于人工,无人机植保确实具有显著的低成本特征,而若相关无人机成本在7.52万元以上,则相对用户则缺乏替换动力。
无人机系统具有高度复杂性,全寿命周期的可靠性是其持续应用的前提。以军机为例,前期无人机的较低可靠性使其在全寿命周期成本优势上,低于有人机,限制了初期的行业大规模应用。根据美国空军现行标准,飞机事故根据直接损失金额的大 小划分为不同等级,如A级指直接损失在200万美元以上,飞机事故率被定义为飞行10万小时所发生的累计事故,而无人机事故率较高。根据美国政府机构CRS于2022 年4月发布报告《Unmanned Aircraft Systems: Current and Potential Programs》, 1998~2021年财年间,无人机系统的10万飞行小时A级事故率为3.97次,其中MQ-1为6.26次,有人机系统的A级事故率为2.06次。而在无人机发展初期,据美国兰德智 库2020年报告《Trends in U.S. Air Force Aircraft Mishap Rates(1950-2018)》, PRA(远程控制飞机)在1990年代的A级事故率为61.8次,远高于同期其他有人机型。而在民用领域,类似情况也相对较多,如常见的“炸机”事件,无人机的可靠性成为 其持续应用的前提。

我们认为,无人机作为执行各种任务的行业基础工具,存在产品大规模渗透的矛盾, 即高性能、高可靠与低成本的“不可能三角”。无人机主机厂作为系统集成商,主要部件如发动机、任务载荷、机体等方向逐渐成为引导无人机系统升级的主要方向, 在此背景下,想要实现代际的升级,中上游分系统的性能便需要同步创新与升级, 而由于创新环节逐步由中上游主导,大概率会使得无人机的总成本上升。而作为行 业的基础工具,尤其是民用领域,大规模的应用基础是低成本,从而会使得主机厂 主动或被动降低可靠性基础。但是,较低的可靠性基础,使得无人机的损失率或者 维修率较高。对于主机厂而言,低可靠性意味着在维保期内所承担的维修成本过高, 进而带来高成本,降低或摊薄主机厂利润,同时会降低后续客户的复购意愿,形成恶性循环;对于客户而言,低可靠性意味着无人机作为基础的行业工具,其全寿命周期的相对成本优势降低,缺乏替代人工作业的动力。