近年來,我國無人機產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,應(yīng)用的范圍在不斷拓展,無人機行業(yè)在國民經(jīng)濟建設(shè)和發(fā)展中的公共安全服務(wù)、農(nóng)林資源監(jiān)測和保護、自然災(zāi)害應(yīng)對、航拍等五十多個細分領(lǐng)域,有上百種的應(yīng)用需求,創(chuàng)造了較高的經(jīng)濟效益和社會效益。源起基金因時而動,聚焦無人機行業(yè)投資機遇,潛心挖掘、深度剖析,希望對于讀者有所啟發(fā)。
一、無人機介紹(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)
1.無人機起源
一戰(zhàn)時期英國的卡德爾和皮切爾將軍,向英國軍事航空學(xué)會提出建議研制一種不用人駕駛,而用無線電操縱的小型飛機,使它能夠飛到敵方某一目標(biāo)區(qū)上空,將事先裝在小飛機上的炸彈投下去。這種大膽的設(shè)想立即得到當(dāng)時英國軍事航空學(xué)會理事長戴亨德森爵士賞識。他指定由A.M.洛教授率領(lǐng)一班人馬進行研制。1927年,由A.M.洛教授參與研制的“喉”式單翼無人機在英國海軍“堡壘”號軍艦上成功地進行了試飛。“喉”式無人機的問世在當(dāng)時曾引起極大的轟動。隨后,多國開始進行無人機的研制工作,取得成功,并進行了批量生產(chǎn)。
現(xiàn)在無人機不僅用于軍事,在民用領(lǐng)域的使用也越來越廣泛。
2.無人機劃分
無人機是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。按照機身構(gòu)造主要分為固定翼、直升機、多旋翼三種。按應(yīng)用領(lǐng)域,可分為軍用級和民用級。
固定翼無人機。固定翼無人機靠渦噴發(fā)動機或渦槳發(fā)動機或活塞發(fā)動機產(chǎn)生的推力作為飛機向前飛行的動力,主要的升力來自機翼與空氣的相對運動。因為這個原理,固定翼飛行器具有飛行速度快、載荷大、航程長、高度高的特點,缺點是靈活性不足。適用于這些特點領(lǐng)域應(yīng)用于比如電力巡線、公路的監(jiān)控等民用專業(yè)級領(lǐng)域和軍用領(lǐng)域。固定翼和直升機零件比較多,零件損壞后替換相對麻煩。操作相對較難。目前不是很普及。
多旋翼無人機。多旋翼無人機的動力來源是電池和無刷電機,依靠多個旋翼產(chǎn)生的升力來平衡飛行器的重力,讓飛行器可以飛起來,通過改變每個旋翼的轉(zhuǎn)速來控制飛行器的平穩(wěn)和姿態(tài)。所以多旋翼飛行器不需要跑道便可以垂直起降和懸停,在一定速度范圍內(nèi)以任意的速度飛行。優(yōu)點是機動、靈活、價格低,缺點是航程短、載荷較小。主要適用于低空、低速、有垂直起降和懸停要求的任務(wù)類型,如航拍等民用消費級領(lǐng)域以多旋翼無人機為主、也有部分民用專業(yè)級領(lǐng)域使用多旋翼無人機。多旋翼無人機機械結(jié)構(gòu)簡單,若電機、電子調(diào)速器、電池、槳、機架損壞,很容易替換維護。操作簡單,非常普及。代表公司有法國Parrot(派諾特,2010年推出第一款真正意義上的消費級無人機)與中國DJI(大疆,2013年推出第一款無人機大疆精靈)。



軍用無人機屬于國防高尖端航天工具,對技術(shù)性能的要求比較高如持續(xù)續(xù)航時間數(shù)小時到一天以上,保密性極高;載重量在數(shù)公斤到數(shù)十公斤;客戶一般為武警、公安、軍隊;支出基本來自國家財政支出中的軍費支出;價格昂貴。軍用無人機包含偵察無人機(戰(zhàn)略監(jiān)視/電子對抗/通信中繼/校射偵察,主要型號有WZ-5/搜索者/全球鷹)、攻擊無人機(察打一體/反彈攔截/地海面轟炸,主要型號有捕食者/死神/翼龍/彩虹-5)、誘餌無人機(充當(dāng)誘餌/迷惑敵方,主要型號有ADM-20/perdix)、貨運無人機(貨物運輸/油補給,主要型號有K-MAX/飛象)。

無人機+行業(yè)應(yīng)用,是無人機真正的剛需。民用方面分為:民用消費級無人機和民用專業(yè)級無人機(又叫工業(yè)級無人機)。
民用工業(yè)級無人機以滿足作業(yè)任務(wù)為目標(biāo),根據(jù)不同用途在續(xù)航時間(對續(xù)航時間也有較高要求,但相較于軍用無人機的續(xù)航時間少很多)、載重量(根據(jù)任務(wù)不同一般在數(shù)公斤以下)、搭載設(shè)備(根據(jù)行業(yè)需要搭載如熱紅外相機/高光譜相機/激光雷達/大氣探測器)、作業(yè)半徑等性能方面有不同要求;一般面向行業(yè)客戶定制生產(chǎn),產(chǎn)量不大;價格普遍較高。目前主要有:巡查監(jiān)視無人機(如電力巡檢、傳染病監(jiān)控、野生動物觀察)、農(nóng)業(yè)無人機(如植保)、氣象無人機、勘測無人機、防火救災(zāi)無人機、測繪無人機、快遞運輸無人機。

民用消費級無人機注重用戶體驗如功能多樣性、操作便利性,用戶對售價敏感,搭載最多的就是相機/根據(jù)需要會配有云臺和圖傳電臺。目前主要有:視頻拍攝無人機(個人航拍、影視航拍)、競速比賽無人機、新聞報道無人機、制造浪漫無人機、燈光表演無人機。各個國家及企業(yè)還在積極開拓其他行業(yè)的應(yīng)用。

二、無人機市場
1.全球民用無人機市場
2019年全球民用無人機產(chǎn)量增速預(yù)計放緩,但還處于正增長。

圖4:2014-2019年全球民用無人機產(chǎn)銷量
近幾年全球民用無人機市場規(guī)模增速都在20%以上,2019年全球民用無人機市場規(guī)模為90億美元(約合人民幣630億)。

圖5:2014-2019年全球民用無人機市場規(guī)模
2.全球無人機應(yīng)用結(jié)構(gòu)
當(dāng)前全球無人機價值主要集中在軍用領(lǐng)域。根據(jù)Drone Industry Insights機構(gòu)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,2018年全球無人機市場規(guī)模214億美元,其中軍用無人機141億美元(占比65.89%)、民用無人機73億美元(占比34.11%);根據(jù)預(yù)測數(shù)據(jù),2019年全球無人機市場規(guī)模259億美元,其中軍用無人機169億美元(占比65.25%)、民用無人機90億美元(占比34.75%)。

圖6:2018年全球軍用無人機應(yīng)用領(lǐng)域
全球軍用無人機仍以偵察無人機和攻擊無人機為主,誘餌無人機+運輸無人機+其他合計占比2%。

圖7:2019年全球民用無人機應(yīng)用領(lǐng)域
目前來看,全球民用無人機最大的市場在于政府采購占比45%,其次消防用途占比為25%,農(nóng)林植保占比達13%,能源+地理觀測+商業(yè)廣播等用途占比約為17%。
3.中國無人機應(yīng)用大類(與全球有差異)
2015年我國無人機在各個領(lǐng)域開始了大規(guī)模的拓展,是我國“無人機元年”。2015年中國無人機市場規(guī)模66.4億人民幣,其中軍用無人機市場規(guī)模為42.4億元、民用無人機為24.0億元。隨著民用無人機技術(shù)逐步成熟和在日常生活中逐漸廣泛應(yīng)用,2017年民用無人機市場規(guī)模首次超過軍用無人機市場。2018年中國無人機市場規(guī)模257億,民用無人機市場規(guī)模134億(占比52%)、軍用無人機市場規(guī)模123億(占比48%)。

圖8:2015-2019年中國無人機市場結(jié)構(gòu)

圖9:2015-2019年中國軍用/民用無人機市場規(guī)模保持高增長
4.中國民用無人機規(guī)模細分

圖10:2015-2019年中國工業(yè)級無人機市場規(guī)模保持高增長

圖11:2015-2018年中國消費級無人機市場規(guī)模保持高增長
近幾年,在民用無人機領(lǐng)域,雖然工業(yè)級和消費級無人機都保持高增長,但消費級顯然增長較快,2018年消費級無人機成為民用領(lǐng)域的主要力量占比53%。

圖12:2015-2018年中國民用無人機市場結(jié)構(gòu)變化
5.中國民用無人機應(yīng)用結(jié)構(gòu)

圖13:中國民用無人機應(yīng)用場景分析
目前我國民用無人機多應(yīng)用于航拍、娛樂、農(nóng)林植保。隨著工業(yè)級無人機行業(yè)的技術(shù)成熟,物流配送、電力巡檢等領(lǐng)域的工作未來需求量將擴大。

圖14:2019年中國工業(yè)級無人機應(yīng)用領(lǐng)域
當(dāng)前,消費級無人機主要使用于航拍攝影;工業(yè)級無人機應(yīng)用較多的領(lǐng)域為農(nóng)林植保、電力巡檢、消防。
6.中國無人機在全球的份額
從20世紀(jì)80年代起,尤其是海灣戰(zhàn)爭以后,許多國家都把無人機置于優(yōu)先發(fā)展的地位。特別是近幾年來,參與研制和裝備無人機的國家呈現(xiàn)大幅度增長。根據(jù)Drone Industry Insights發(fā)布的無人機市場環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示:截至2018年,全球已經(jīng)有美國、以色列、加拿大、德國、英國、法國、俄羅斯等在內(nèi)的49個國家研發(fā)無人機,超過80個國家裝備無人機。

圖15:2018年中國無人機規(guī)模占比全球份額
世界無人機技術(shù)的發(fā)展并不均衡。目前,世界無人機技術(shù)最為先進的是美國、以色列、歐洲,處于第一梯隊(美國和以色列在軍用無人機方面研發(fā)技術(shù)遠領(lǐng)先于其他國家);中國、俄羅斯處于第二梯隊。近10年中國相繼研發(fā)出各款尖端無人機,目前己擁有美國所有類型的尖端無人機,追趕強勁。
在軍用無人機領(lǐng)域,美國是全球軍用無人機市場份額排名第一的國家,全球排名前5位的軍用無人機研制廠商中,美國企業(yè)占據(jù)了前3名。(目前美國已研制了上百種無人機系統(tǒng),路線圖涉及40種,參加四次局部戰(zhàn)爭的無人機有30多種,目前列裝和計劃發(fā)展的無人機主要有10種左右。其中X-47B是人類歷史上第一架無需人工干預(yù)、完全由電腦操縱的“無尾翼、噴氣式無人駕駛飛機”,也是第一架能夠從航空母艦上起飛并自行回落的隱形轟炸機。)

表4:2018年全球主要軍用無人機制造商及市場份額
目前我國軍用無人機的研制生產(chǎn)單位主要包括各大軍工集團下屬單位(航天科技集團航天氣動院、中航工業(yè)成都飛機設(shè)計研究所、中航工業(yè)沈陽飛機設(shè)計研究所、中航工業(yè)貴州飛機有限公司,航天科工三院)、高校(北京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、南京航空航天大學(xué))、民參軍企業(yè)(晨曦航空、華訊方舟等)。
軍工集團主要產(chǎn)品集中在中重型偵察型和察打一體型(翼龍系列、彩虹系列、鷂鷹系列);高校方面,我國無人機起步發(fā)展于高校(北京航空航天大學(xué)產(chǎn)品以大型察打一體無人機為主、西北工業(yè)大學(xué)和南京航空航天大學(xué)以中小型無人機為主);民參軍無人機企業(yè)較多,無人機也是創(chuàng)業(yè)的熱點領(lǐng)域,新興民營無人機公司不斷涌現(xiàn)(目前民參軍企業(yè)產(chǎn)品主要集中在中小型無人機,以靶機、小型偵察機為主)。

根據(jù)美智庫IISS發(fā)布數(shù)據(jù)顯示,2008-2017年,美國共出口無人機351架、以色列出口無人機186架、中國出口88架,美國軍用無人機外貿(mào)占比69%、中國出口市場份額占比10%。(美國仍占據(jù)無人機技術(shù)制高點,以“全球鷹”戰(zhàn)略偵察機為代表的軍用無人機技術(shù)先進、譜系完備;我國軍用無人機“彩虹”、“翼龍”以性價比及出口政策寬松)


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