無人機行業(yè)產(chǎn)業(yè)環(huán)境分析

一、無人機行業(yè)所處產(chǎn)業(yè)鏈簡介

無人機產(chǎn)業(yè)鏈大致可分為研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)等細分領(lǐng)域，具體可分為產(chǎn)品研發(fā)試驗、飛控系統(tǒng)開發(fā)、發(fā)動機等關(guān)鍵零部件生產(chǎn)、任何載荷制造、無人機整機組裝、無人機銷售、無人機操控培訓、運營服務(wù)業(yè)務(wù)、一體化應用服務(wù)等環(huán)節(jié)。

圖表：無人機行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈示意圖

軍用、民用和消費型無人機三者均處于需求爆發(fā)的前夜，未來有望在技術(shù)進步和市場擴張的雙重推動下，實現(xiàn)爆發(fā)式的增長。在無人機產(chǎn)業(yè)鏈中，飛控系統(tǒng)研發(fā)商、以航空發(fā)動機為代表的核心零部件制造商、高端軍用無人機制造商以及具備核心零部件制造能力的民用無人機整機制造商有望成為行業(yè)的先行者。

二、無人機行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游分析

1、航空發(fā)動機市場分析

根據(jù)國際民航組織的分類規(guī)則，推力小于26.7kN的民用航空發(fā)動機為小型發(fā)動機，推力小于30kN的軍用航空發(fā)動機被普遍認為是小推力發(fā)動機。本文將小推力航空發(fā)動機的定義為推力小30kN的渦噴/渦扇發(fā)動機。

小推力航空發(fā)動機在民用航空領(lǐng)域主要以中輕型公務(wù)機應用為主，在軍用航空領(lǐng)域主要以軍用無人機及巡航導彈為主。此外，小推力航空發(fā)動機在動力滑翔機、無人車等領(lǐng)域也有應用。

國際上小推力航空發(fā)動機代表產(chǎn)品包括：霍尼韋爾的TFE731、普惠加拿大公司的PW500、威廉姆斯國際的FJ44、捷克PBS的PBSTJ150等。

小推力發(fā)動機技術(shù)要求與大型發(fā)動機有較大不同

小推力航空發(fā)動機可以借鑒大型發(fā)動機的研究成果和試驗條件，但并非是大型發(fā)動機的縮型，因而有它自身獨特的設(shè)計和制造技術(shù)，需要考慮的設(shè)計要求包括：小尺寸效應、低雷諾數(shù)對壓力機影響、低成本要求、高速轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性等。

此外，在不同的應用領(lǐng)域，對小推力發(fā)動機的技術(shù)要求也不同。對一次性使用的靶機、自殺式無人機、導彈的動力裝置，主要要求其推重比高，抗過載和抗進口氣流畸變能力強，而壽命短(I~2h);對無人戰(zhàn)斗機動力裝置，主要要求其工作包線寬廣，加、減速性能好，巡航耗油率低(≤0.8kg/daN·h)，隱身性能好;對長航時無人機，尤其是高空長航時無人機動力裝置，則要求其耗油率低(≤0.6kg/daN·h)，壽命長(≥3000h)，飛行范圍廣，高空特性好;小型低空無人偵察機動力裝置功率小，但要求其質(zhì)量小，加工成本低。

渦輪發(fā)動機在非航空領(lǐng)域應用獨具優(yōu)勢

目前，在非航空領(lǐng)域中應用的航空發(fā)動機大都指的是航空燃氣渦輪發(fā)動機，像渦噴發(fā)動機、渦扇發(fā)動機、渦槳發(fā)動機、渦軸發(fā)動機等。由以上航空發(fā)動機改型的輕型燃氣輪機可以用作艦船、坦克裝甲車輛、無人車等提供動力，也可以用來發(fā)電，以及應用在天然氣和石油輸送等領(lǐng)域。

航空發(fā)動機該輕型燃氣輪機動力渦輪輸出的功率帶動發(fā)電機或油泵，則可以成為地面電站或泵站的動力，即工業(yè)燃氣輪機;帶動艦船的螺旋槳就成為船用燃機;基于不同的燃氣發(fā)生器原理，可以得到不同的發(fā)動機。

國產(chǎn)小型渦輪發(fā)動機市場亟待填補

目前，中國軍用無人機發(fā)動機主要以航空活塞發(fā)動機為主，渦輪發(fā)動機(包括渦軸、渦槳、渦扇、渦噴)受限于國外對中國技術(shù)出口限制，中國在無人機用渦輪發(fā)動機領(lǐng)域在2018年以前仍基本處于空白區(qū)，尤其在渦扇/渦噴發(fā)動機領(lǐng)域。

無人機應用小型渦扇/渦噴發(fā)動機，相對比活塞發(fā)動機，擁有更大的推重比、更快的速度、更高的飛行高度，未來中國發(fā)展察打一體無人機，小型渦扇/渦噴發(fā)動機不可或缺。

2018年11月，中國航發(fā)在珠海航展上展示了AEF50E渦扇發(fā)動機、AEP50E渦槳發(fā)動機、AEF20E渦噴發(fā)動機等3款可用于無人機的發(fā)動機，旨在填補我國急需的無人機動力空白。

2、導航市場分析

(1)衛(wèi)星應用市場分析

衛(wèi)星在的日常生活中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，從導航、遙測到通信，衛(wèi)星變得越來越不可替代。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計，目前我國僅民用領(lǐng)域的遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的分發(fā)量就累積超過了1000萬景，這一海量數(shù)據(jù)創(chuàng)造的價值更是超過了2000億元人民幣。

衛(wèi)星應用產(chǎn)業(yè)具有極大的經(jīng)濟價值，衛(wèi)星應用產(chǎn)業(yè)的上游是各種類型的衛(wèi)星，下游則是各類玩家利用衛(wèi)星的技術(shù)特性，與現(xiàn)實生活相結(jié)合而產(chǎn)生的商業(yè)形態(tài)。

我國國防科工局牽頭的高分辨率對地觀測系統(tǒng)的重大專項工程已經(jīng)實施6年，在這6年間，我國發(fā)射了高分一號、高分二號亞米全色、高分三號1米雷達以及高分四號同步凝視等多顆衛(wèi)星。

總體來看，我國已經(jīng)基本形成了囊括不同重訪周期、不同譜段、不同覆蓋寬度、不同空間分辨率的衛(wèi)星體系。加之民用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的輔助，衛(wèi)星應用行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)擁有了堅實的基礎(chǔ)。

以妮妲臺風期間為例，高分衛(wèi)星制作的觀測云圖，在空間與時間上都具有極高的分辨率，能夠清晰觀測到臺風眼區(qū)的結(jié)構(gòu)以及變化情況，為決策部門指揮調(diào)度、居民轉(zhuǎn)移帶來了極大的便利。

眼下，我國衛(wèi)星應用行業(yè)已經(jīng)進入了發(fā)展的快車道，“北斗”系統(tǒng)應用終端的持有量達到400萬套，衛(wèi)星電視的直播用戶更是突破了7000萬。而且，隨著衛(wèi)星應用于移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息技術(shù)的進一步融合，行業(yè)未來充滿想象空間。

近來我國也在不斷發(fā)射各類衛(wèi)星，在數(shù)量上，我國與美國的差距正逐步縮小。

(2)衛(wèi)星導航與位置服務(wù)市場分析

衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)是國民經(jīng)濟信息化建設(shè)的重要組成部分和推進力量，直接關(guān)系到國家安全、經(jīng)濟發(fā)展。自20世紀70年代全球定位系統(tǒng)(GPS)的出現(xiàn)，經(jīng)過近40年的快速發(fā)展，衛(wèi)星導航定位技術(shù)及其產(chǎn)品已在車輛導航、應急反應、工程測量、變形監(jiān)測、地殼運動監(jiān)測、市政規(guī)劃控制、遠洋船最佳航程航線測定、船只實時調(diào)度與導航、海洋救援、海平面升降監(jiān)測、飛機導航、航空遙感姿態(tài)控制、低軌衛(wèi)星定軌、導彈制導、航空救援和載人航天器防護探測等諸多領(lǐng)域得到廣泛應用，發(fā)揮了重要作用。

目前，國際上共有六大衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，包括美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐盟的GALILEO、中國的“北斗”，以及印度區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(IRNSS)、日本準天頂(QZSS)衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。其中，GPS、GLONASS、GALILEO和“北斗”是全球范圍的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，IRNSS和QZSS是區(qū)域衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。最近幾年，世界各國紛紛加快了衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的建設(shè)步伐。

北斗應用精準服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展迅猛。在國家測繪地理信息局領(lǐng)導下，由中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會和中國位置網(wǎng)服務(wù)聯(lián)盟主導的國家北斗精準服務(wù)網(wǎng)作為北斗“百城百聯(lián)百用”行動計劃的核心組成部分，已逐步為300多座城市的各種行業(yè)應用提供北斗精準服務(wù)，有效推動智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)化和完善，全面實現(xiàn)北斗的“百城百聯(lián)百用”，并推動北斗的落地應用。

根據(jù)衛(wèi)星導航與位置服務(wù)市場中消費用戶的分布情況，主要分為特殊(安全)應用市場、行業(yè)(領(lǐng)域)應用市場和大眾(個人)應用市場三大類。行業(yè)應用市場是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵及核心市場，北斗應用更深入滲透到交通運輸、車船監(jiān)管、電力、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、公安、林業(yè)等諸多行業(yè)和領(lǐng)域;大眾應用市場是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重心和依托，在監(jiān)控跟蹤類可穿戴式設(shè)備、移動健康醫(yī)療、城市快遞、互聯(lián)網(wǎng)汽車、電動自行車安防和共享單車等細分領(lǐng)域獲得重大突破;特殊應用市場是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高端市場，涉及軍用、警用、防災減災、應急救援、公共安全等領(lǐng)域，北斗產(chǎn)品和服務(wù)在警用和防災減災等細分市場獲得大量部署，使得特殊市場總體保持穩(wěn)定增長。

(3)中國衛(wèi)星導航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢分析

在衛(wèi)星通信方面，通信廣播衛(wèi)星將實現(xiàn)全球覆蓋并高度商業(yè)化，各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)趨于融合并向?qū)拵Ф嗝襟w方向發(fā)展，下一代移動衛(wèi)星正加緊部署。其主要驅(qū)動力將來自面向大眾消費市場的衛(wèi)星多媒體廣播業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，寬帶多媒體衛(wèi)星通信正在成為信息基礎(chǔ)設(shè)施的一個重要組成部分，衛(wèi)星電視直播已經(jīng)成為衛(wèi)星應用的支柱產(chǎn)業(yè)，移動衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)將得到快速發(fā)展，同時衛(wèi)星通信在軍事通信、環(huán)境數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測、國家應急救援和救災通信等政府、軍用業(yè)務(wù)領(lǐng)域中的重要作用將不斷加強。

在衛(wèi)星導航方面，導航定位衛(wèi)星系統(tǒng)正加速建設(shè)與競爭，全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展已進入到了以美國的“全球定位導航系統(tǒng)”、俄羅斯的“格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GLONASS)”、歐洲的“伽利略衛(wèi)星導航系統(tǒng)”和中國的“北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)”四大系統(tǒng)為主，涵蓋區(qū)域及增強衛(wèi)星導航系統(tǒng)的多系統(tǒng)并存的時代，與其他信息系統(tǒng)間的相互滲透、集成、融合成為未來全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)展的大趨勢。全球衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)已經(jīng)呈現(xiàn)出從單一GPS應用向多系統(tǒng)兼容應用轉(zhuǎn)變，從以導航應用為主向?qū)Ш脚c移動通信、互聯(lián)網(wǎng)等融合應用轉(zhuǎn)變，從終端應用為主向產(chǎn)品與服務(wù)并重轉(zhuǎn)變的三大發(fā)展方向。

在衛(wèi)星遙感方面，今后衛(wèi)星遙感服務(wù)模式將更趨于完善，未來將發(fā)展并形成一種由政府與商業(yè)部門共同分擔衛(wèi)星研制與發(fā)射費用的模式;商業(yè)化遙感系統(tǒng)以高分辨率陸地衛(wèi)星為主，衛(wèi)星遙感產(chǎn)業(yè)商品壟斷和品牌效應將不斷增強，并與通信、導航、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合，其應用將日益廣泛，全球?qū)Φ赜^測與服務(wù)能力將得到不斷加強。

3、航空材料市場分析

碳纖維是含碳量在90%以上的碳素材料，與其他高性能的纖維相比具有最高的比強度和比模量，因此，力學性能十分優(yōu)異。此外，碳纖維還具有密度低、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、導電導熱性、電磁屏蔽性、易加工性等優(yōu)良性能。因此，碳纖維被廣泛的應用于軍事及民用工業(yè)的各個領(lǐng)域，在航空航天所作出的卓越貢獻尤其受矚目。

在軍用戰(zhàn)斗機和直升機上，碳纖維復合材料應用于飛機主結(jié)構(gòu)、次結(jié)構(gòu)和戰(zhàn)機特殊部位的特種功能部件。國外的一些輕型飛機和無人機已經(jīng)實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的復合材料化，主要采用的是T300和T700小絲束碳纖維增強復合材料。

將碳纖維復合材料應用到戰(zhàn)機機身、主翼、垂尾翼、平尾翼、蒙皮等部位，可以起到很明顯的輕量化作用。

定制碳纖維機身部件時，根據(jù)最后的數(shù)據(jù)顯示，使用碳纖維復合材料結(jié)構(gòu)的前機身段，比金屬結(jié)構(gòu)減輕31.5%，零部件減少了61.5%，緊固件減少了61.3%，而且抗疲勞、耐腐蝕性能大大提高。

在民品領(lǐng)域，世界上最大的飛機A380有25%重量的配件采用的是復合材料制作，其中，22%的采用的是碳纖維增強復合材料，剩余3%則采用的是GLARE纖維-金屬板(鋁合金和玻璃纖維超混雜復合材料的層狀結(jié)構(gòu))。

這些用碳纖維增強復合材料制成的零部件包括：減速板、垂直和水平穩(wěn)定器(用作油箱)、升降舵、方向舵、起落架艙門、整流罩、垂尾翼盒、方向舵、升降舵、副翼等，由于碳纖維復合材料的減重明顯，大大減少了油耗和排放;而且在使用過程中不會因為疲勞或者外界腐蝕而受損。

碳纖維復合材料因為質(zhì)量輕、剛性高、強度高、尺寸穩(wěn)定，導熱性好等優(yōu)勢，很早就被應用到人造衛(wèi)星結(jié)構(gòu)體、太陽能電池板和天線上?，F(xiàn)如今，人造衛(wèi)星上展開式的太陽能電池大多采用的是碳纖維復合材料，太空站和天地往返運輸系統(tǒng)上一些比較關(guān)鍵的零部件也采用的是碳纖維復合材料。我國從“神州一號”到“神州六號”上天，八年多的時間實現(xiàn)六次升天。

隨著碳纖維技術(shù)研究深入，碳纖維的產(chǎn)量也會不斷增加，質(zhì)量在不斷的提升，而整體價格會穩(wěn)步下降。會有越來越多的高性能優(yōu)質(zhì)的碳纖維復合材料會被應用到航空行業(yè)領(lǐng)域中，為人類的航空航天事業(yè)作出巨大的貢獻。

4、上游市場對行業(yè)的影響分析

無人機的特點與機器人有諸多相似之處，故而被很多人稱為空中機器人，而其產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成也可與機器人進行類比。機器人產(chǎn)業(yè)鏈上游由包括伺服電機和減速器在內(nèi)的核心零部件制造以及機器人控制系統(tǒng)組成。而無人機上游同樣由包括航空發(fā)動機和通信導航等的核心零部件以及無人機飛行控制系統(tǒng)所構(gòu)成。由于上游產(chǎn)業(yè)多設(shè)計無人機制造的核心，技術(shù)以及材料，我國無人機上游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展直接決定了無人機產(chǎn)品的國際競爭力。

從產(chǎn)業(yè)鏈的各競爭格局來看，高端軍用無人機的研發(fā)試驗主要被軍用集團和高校研究所壟斷;軍用飛控系統(tǒng)主要依靠定制，民用則有五大開源平臺;航空發(fā)動機呈現(xiàn)寡頭壟斷局面，軍用無人機燃氣渦輪發(fā)動機只有英美俄中等少數(shù)國家能夠生產(chǎn)，相對較為簡單的活塞發(fā)動機則開始由一些民營公司進行生產(chǎn);其他通信、導航、任務(wù)有效載荷以及地面控制系統(tǒng)等相關(guān)部件則面臨較為激烈的競爭，且由于核心技術(shù)與無人機研制企業(yè)差距較大，因此通常通過外協(xié)生產(chǎn)。

研發(fā)制造類

沒有研發(fā)制造就沒有一個產(chǎn)品的出現(xiàn)，尤其對于新興產(chǎn)品而言，專業(yè)的研發(fā)制造公司對于行業(yè)而言更是極為重要。在國內(nèi)無人機行業(yè)，提起無人機研發(fā)制造公司，不得不提的公司就是大疆。

配件生產(chǎn)類

無人機的消費需求并不局限于整機消費，一部分的無人機愛好者們會在買了整機之后買一些配件備用，一部分的無人機玩家們則會買配件進行自己組裝。同術(shù)業(yè)有專攻，產(chǎn)業(yè)的細分化也有助于產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。提到無人機的配件生產(chǎn)商，有棵樹科技具有多年的無人機零配件技術(shù)積累，在行業(yè)內(nèi)擁有強大的領(lǐng)先優(yōu)勢。