無人機(jī)行業(yè)產(chǎn)業(yè)環(huán)境分析

一、無人機(jī)行業(yè)所處產(chǎn)業(yè)鏈簡介

無人機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈大致可分為研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)等細(xì)分領(lǐng)域，具體可分為產(chǎn)品研發(fā)試驗(yàn)、飛控系統(tǒng)開發(fā)、發(fā)動機(jī)等關(guān)鍵零部件生產(chǎn)、任何載荷制造、無人機(jī)整機(jī)組裝、無人機(jī)銷售、無人機(jī)操控培訓(xùn)、運(yùn)營服務(wù)業(yè)務(wù)、一體化應(yīng)用服務(wù)等環(huán)節(jié)。

圖表：無人機(jī)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D

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

二、無人機(jī)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游分析

1、航空發(fā)動機(jī)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(jī)為小型發(fā)動機(jī)，推力小于30kN的軍用航空發(fā)動機(jī)被普遍認(rèn)為是小推力發(fā)動機(jī)。本文將小推力航空發(fā)動機(jī)的定義為推力小30kN的渦噴/渦扇發(fā)動機(jī)。

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

國際上小推力航空發(fā)動機(jī)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(jī)技術(shù)要求與大型發(fā)動機(jī)有較大不同

小推力航空發(fā)動機(jī)可以借鑒大型發(fā)動機(jī)的研究成果和試驗(yàn)條件，但并非是大型發(fā)動機(jī)的縮型，因而有它自身獨(dú)特的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，需要考慮的設(shè)計(jì)要求包括：小尺寸效應(yīng)、低雷諾數(shù)對壓力機(jī)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(yīng)用領(lǐng)域，對小推力發(fā)動機(jī)的技術(shù)要求也不同。對一次性使用的靶機(jī)、自殺式無人機(jī)、導(dǎo)彈的動力裝置，主要要求其推重比高，抗過載和抗進(jìn)口氣流畸變能力強(qiáng)，而壽命短(I~2h);對無人戰(zhàn)斗機(jī)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(shí)無人機(jī)，尤其是高空長航時(shí)無人機(jī)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(jī)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(jī)在非航空領(lǐng)域應(yīng)用獨(dú)具優(yōu)勢

目前，在非航空領(lǐng)域中應(yīng)用的航空發(fā)動機(jī)大都指的是航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，像渦噴發(fā)動機(jī)、渦扇發(fā)動機(jī)、渦槳發(fā)動機(jī)、渦軸發(fā)動機(jī)等。由以上航空發(fā)動機(jī)改型的輕型燃?xì)廨啓C(jī)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(yīng)用在天然氣和石油輸送等領(lǐng)域。

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

國產(chǎn)小型渦輪發(fā)動機(jī)市場亟待填補(bǔ)

目前，中國軍用無人機(jī)發(fā)動機(jī)主要以航空活塞發(fā)動機(jī)為主，渦輪發(fā)動機(jī)(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(jī)用渦輪發(fā)動機(jī)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(jī)領(lǐng)域。

無人機(jī)應(yīng)用小型渦扇/渦噴發(fā)動機(jī)，相對比活塞發(fā)動機(jī)，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(jī)，小型渦扇/渦噴發(fā)動機(jī)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(jī)、AEP50E渦槳發(fā)動機(jī)、AEF20E渦噴發(fā)動機(jī)等3款可用于無人機(jī)的發(fā)動機(jī)，旨在填補(bǔ)我國急需的無人機(jī)動力空白。

2、導(dǎo)航市場分析

(1)衛(wèi)星應(yīng)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(dǎo)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(jì)，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(jià)值更是超過了2000億元人民幣。

衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)具有極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，衛(wèi)星應(yīng)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(shí)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(xiàng)工程已經(jīng)實(shí)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(dá)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(yīng)用行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)擁有了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

以妮妲臺風(fēng)期間為例，高分衛(wèi)星制作的觀測云圖，在空間與時(shí)間上都具有極高的分辨率，能夠清晰觀測到臺風(fēng)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(yīng)用行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了發(fā)展的快車道，“北斗”系統(tǒng)應(yīng)用終端的持有量達(dá)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(yīng)用于移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)的進(jìn)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(dǎo)航與位置服務(wù)市場分析

衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是國民經(jīng)濟(jì)信息化建設(shè)的重要組成部分和推進(jìn)力量，直接關(guān)系到國家安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展。自20世紀(jì)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(dǎo)航定位技術(shù)及其產(chǎn)品已在車輛導(dǎo)航、應(yīng)急反應(yīng)、工程測量、變形監(jiān)測、地殼運(yùn)動監(jiān)測、市政規(guī)劃控制、遠(yuǎn)洋船最佳航程航線測定、船只實(shí)時(shí)調(diào)度與導(dǎo)航、海洋救援、海平面升降監(jiān)測、飛機(jī)導(dǎo)航、航空遙感姿態(tài)控制、低軌衛(wèi)星定軌、導(dǎo)彈制導(dǎo)、航空救援和載人航天器防護(hù)探測等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，發(fā)揮了重要作用。

目前，國際上共有六大衛(wèi)星導(dǎo)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(zhǔn)天頂(QZSS)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。其中，GPS、GLONASS、GALILEO和“北斗”是全球范圍的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，IRNSS和QZSS是區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。最近幾年，世界各國紛紛加快了衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的建設(shè)步伐。

北斗應(yīng)用精準(zhǔn)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(dǎo)下，由中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會和中國位置網(wǎng)服務(wù)聯(lián)盟主導(dǎo)的國家北斗精準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)作為北斗“百城百聯(lián)百用”行動計(jì)劃的核心組成部分，已逐步為300多座城市的各種行業(yè)應(yīng)用提供北斗精準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)北斗的“百城百聯(lián)百用”，并推動北斗的落地應(yīng)用。

根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)市場中消費(fèi)用戶的分布情況，主要分為特殊(安全)應(yīng)用市場、行業(yè)(領(lǐng)域)應(yīng)用市場和大眾(個(gè)人)應(yīng)用市場三大類。行業(yè)應(yīng)用市場是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵及核心市場，北斗應(yīng)用更深入滲透到交通運(yùn)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(yīng)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(xì)分領(lǐng)域獲得重大突破;特殊應(yīng)用市場是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高端市場，涉及軍用、警用、防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)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(zāi)減災(zāi)等細(xì)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(dǎo)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(shí)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(fèi)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(gè)重要組成部分，衛(wèi)星電視直播已經(jīng)成為衛(wèi)星應(yīng)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(shí)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(yīng)急救援和救災(zāi)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(qiáng)。

在衛(wèi)星導(dǎo)航方面，導(dǎo)航定位衛(wèi)星系統(tǒng)正加速建設(shè)與競爭，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展已進(jìn)入到了以美國的“全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)”、俄羅斯的“格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GLONASS)”、歐洲的“伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”和中國的“北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”四大系統(tǒng)為主，涵蓋區(qū)域及增強(qiáng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的多系統(tǒng)并存的時(shí)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(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展的大趨勢。全球衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)已經(jīng)呈現(xiàn)出從單一GPS應(yīng)用向多系統(tǒng)兼容應(yīng)用轉(zhuǎn)變，從以導(dǎo)航應(yīng)用為主向?qū)Ш脚c移動通信、互聯(lián)網(wǎng)等融合應(yīng)用轉(zhuǎn)變，從終端應(yīng)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(dān)衛(wèi)星研制與發(fā)射費(fèi)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(yīng)將不斷增強(qiáng)，并與通信、導(dǎo)航、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合，其應(yīng)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(qiáng)。

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(qiáng)度和比模量，因此，力學(xué)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(dǎo)電導(dǎo)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(yīng)用于軍事及民用工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，在航空航天所作出的卓越貢獻(xiàn)尤其受矚目。

在軍用戰(zhàn)斗機(jī)和直升機(jī)上，碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用于飛機(jī)主結(jié)構(gòu)、次結(jié)構(gòu)和戰(zhàn)機(jī)特殊部位的特種功能部件。國外的一些輕型飛機(jī)和無人機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料化，主要采用的是T300和T700小絲束碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。

將碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用到戰(zhàn)機(jī)機(jī)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(jī)身部件時(shí)，根據(jù)最后的數(shù)據(jù)顯示，使用碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的前機(jī)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(jī)A380有25%重量的配件采用的是復(fù)合材料制作，其中，22%的采用的是碳纖維增強(qiáng)復(fù)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(fù)合材料的層狀結(jié)構(gòu))。

這些用碳纖維增強(qiáng)復(fù)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(fù)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?yàn)槠诨蛘咄饨绺g而受損。

碳纖維復(fù)合材料因?yàn)橘|(zhì)量輕、剛性高、強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定，導(dǎo)熱性好等優(yōu)勢，很早就被應(yīng)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(fù)合材料，太空站和天地往返運(yùn)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(fù)合材料。我國從“神州一號”到“神州六號”上天，八年多的時(shí)間實(shí)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(jià)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(fù)合材料會被應(yīng)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(xiàn)。

4、上游市場對行業(yè)的影響分析

無人機(jī)的特點(diǎn)與機(jī)器人有諸多相似之處，故而被很多人稱為空中機(jī)器人，而其產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成也可與機(jī)器人進(jìn)行類比。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上游由包括伺服電機(jī)和減速器在內(nèi)的核心零部件制造以及機(jī)器人控制系統(tǒng)組成。而無人機(jī)上游同樣由包括航空發(fā)動機(jī)和通信導(dǎo)航等的核心零部件以及無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)所構(gòu)成。由于上游產(chǎn)業(yè)多設(shè)計(jì)無人機(jī)制造的核心，技術(shù)以及材料，我國無人機(jī)上游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展直接決定了無人機(jī)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(jī)的研發(fā)試驗(yàn)主要被軍用集團(tuán)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(jī)呈現(xiàn)寡頭壟斷局面，軍用無人機(jī)燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)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(jī)則開始由一些民營公司進(jìn)行生產(chǎn);其他通信、導(dǎo)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(jī)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(gè)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(jī)行業(yè)，提起無人機(jī)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(jī)的消費(fèi)需求并不局限于整機(jī)消費(fèi)，一部分的無人機(jī)愛好者們會在買了整機(jī)之后買一些配件備用，一部分的無人機(jī)玩家們則會買配件進(jìn)行自己組裝。同術(shù)業(yè)有專攻，產(chǎn)業(yè)的細(xì)分化也有助于產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。提到無人機(jī)的配件生產(chǎn)商，有棵樹科技具有多年的無人機(jī)零配件技術(shù)積累，在行業(yè)內(nèi)擁有強(qiáng)大的領(lǐng)先優(yōu)勢。