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垂直起降固定翼無人機行業深度研究報告
來源:AUVSC
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作者:東方證券
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發布時間: 2021-03-15
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?垂直起降固定翼飛行器憑借獨特的構型，是近年來無人機乃至有人機領域最具活力的細分賽道之一......
在戰爭運用方面，無人機能大幅提升作戰費效比。無人機代替有人機作戰，能大幅降低單機、作戰 裝備體系和實戰成本，同時也能減少人這一寶貴作戰資源的損失。
1) 單架無人機的采購成本遠低于同功能、同級別的有人機。美軍“黑鳥”戰略偵察機采購成本約為 15~20 億美元/架，而“全球鷹”戰略偵察無人機只需 1 億元美元/架，僅占有人機單價采購成本 的 1/15。改造退役有人機成無人機，也能帶來巨大的成本優勢。2017 年，波音公司接受軍方 一份合同，將 18 架 F-16s 戰斗機通過加裝人工智能系統改造為 QF-16 無人機，作為有人機 的“忠誠僚機”使用。每架無人機成本僅 138 萬美元，與動輒上億美元的隱形戰斗機相比， 其成本幾乎可以忽略不計。
2) 無人機可使美航母編隊總成本大幅下降 81%。根據《無人機與未來作戰芻議》，從出動率、 燃油消耗、維修成本等多個方面綜合分析，未來航母編隊可采購 144 架無人機取代原來的 361 架有人機，將成本由約 900 億美元降至 170 億美元。采用無人機后，在每艘航母作戰能力不 變的情況下，3 艘航母的總成本只相當于當前 2 艘航母的總成本。
3) 大幅降低飛行員訓練成本，延長作戰時間。有人機飛行員培養時間長、費用大，以美軍 F-15 戰斗機飛行員為例，培訓時間長達 2.5 年，整個費用超 1000 萬美元。相比之下，無人機操作 員的培訓時間通常只需要 120 小時，訓練費用要低得多。從作戰時間上看，無人機僅需少量 時間保養和訓練，大部分時間都可用于執行作戰任務。而有人機通常只有 1/3 時間處于實戰 部署狀態，2/3 時間用于訓練和維護保養。
除此之外，無人機是軍用裝備的“全新物種”：升級迭代速度快，逐步向察打一體發展；且戰損比 例高，具備消耗品屬性。我國軍用無人機逐步從純偵察升級至察打一體。目前軍用無人機有長空一 號、長虹一號、ASN 系列、WZ-2000、BZK-005、翼龍系列、翔龍、利劍、彩虹系列以及云影等型 號。其中，翼龍系列、彩虹系列、利劍和云影等都是察打一體型無人機，均為 2000 年以后新亮相；而純偵察無人機則主要包括翔龍和 BZK-005 偵察無人機。據統計，美國捕食者 A 自 2001 年投入 實戰以來，已累計生產 550 架，到目前已損失 300 架以上，戰損比高達 54.4%。反觀美國 F15 系列戰機，已累計生產 894 架，到目前已損失 109 架以上，戰損比僅 12.2%。因此與有人機相比， 無人機屬于消耗性武器。
無人機深刻改變了戰爭面貌，同時軍用也促進無人機系統的強烈需求，引領前沿技術發展。軍用無 人機系統更強調在復雜的作戰場景和極端的使用環境下，滿足先進的技戰術性能、高可靠性、保密 安全性等要求，因此，軍用無人機系統發展要求更先進更復雜的專業化科技工業體系支撐，同時不 斷創新應用高性能材料、新能源動力、人工智能、電子信息等領域的前沿科技，并牽引技術發展的 新方向。
無人機集群化作戰是未來空中作戰的重要形態，中國電科展示無人機蜂群發射車。有人無人協同、 分布式空中作戰、集群作戰等被列為未來空中作戰的重要形態，高性能無人機系統是未來智慧化空 中力量建設的重中之重。無人機蜂群技術具體是指無人機大規模自組網和自編隊技術。中國電科作為從事國家重要軍 民用大型電子信息系統的工程建設單位，在 2020 年 10 月 14 日展示了最新的無人機蜂群發射車。該系統可采取地面發射和空中發射兩種方式，用于地面發射的發射車可以一次儲存和發射 48 架無 人機。空中發射則是借助直升機投擲，無人機到空中后自主展開。
2.2 現狀：我國軍用無人機技術深厚，名揚國際市場
我國軍用無人機關鍵部件已基本實現國產化。首先是機體材料，近些年隨著我國材料行業迅速發 展，國內優質碳纖維制造商不斷涌現，彩虹機體材料已可實現全國產化；第二，電子核心器件，無 人機沒有大型運算和高精度圖像處理，不使用高端芯片所以不受西方制裁和封鎖；第三，發動機方 面，例如彩虹使用的很多發動機現都已實現國產化，并完成相關國產化試驗工作，可實現國產發動 機替代方案。
目前，中國軍用無人機發動機主要以航空活塞發動機為主，但是未來中國發展察打一體無人機，小 型渦扇/渦噴發動機不可或缺。相對比活塞發動機，渦扇/渦噴發動機擁有更大的推重比、更快的速 度、更高的飛行高度。2018 年 11 月，中國航發在珠海航展上展示了 AEF50E 渦扇發動機、AEP50E 渦槳發動機、AEF20E 渦噴發動機等 3 款可用于無人機的發動機，填補了我國急需的無人機動力 空白。
