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论坛 新商科论坛 四区(原工商管理论坛) 行业分析报告
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2015-06-08

     对无人机产业链各技术环节进行梳理,无人机的最核心技术集中在总体、动力系统和飞控系统三个方面,三者共同决定了无人机系统的飞行高度、航程、航时、航速、载重等最重要的技术指标。

    通信系统、电源系统和机体结构系统对于高端无人机属于核心技术,具有很高的技术门槛,但在低端产品中门槛相对较低,并在逐步向通用化发展。有效载荷分系统一般具有很强专业性,地面控制系统涉及大量的计算机和信息处理技术,一般与无人机总体单位的核心能力差别较大,通常外协生产。
    无人机总体技术一般包括总体设计和总装集成,需要根据任务需求制定总体方案,包括机型结构、发动机选型、飞控系统设计以及各分系统之间的指标分配和接口关系,从顶层自上而下决定无人机整体的性能指标。好的总体设计最终实现的效果是“1+1>2”,各分系统和设备能够配合得当,发挥优势,弥补不足,系统总体性能得到提升;而坏的总体设计则是“1+1<2”,分系统和设备的指标虽高,集成后的总体性能却在降低。
    当前,无人机制造商多数都是从总体技术入手,竞争最为激烈。在国内,高端无人机的总体单位几乎被大型军工国企垄断,例如中航工业集团、航天科技集团等;低端无人机领域则是百花齐放、百家争鸣,大量的民企参与其中。在总体技术方面,我们看好研发能力强和平台通用性好的公司。研发能力能够保证公司产品紧跟无人机技术前沿,对市场需求做出快速响应;平台通用性有利于打造明星产品,节约研发成本。
    无人机动力系统主要有涡扇发动机、涡喷发动机、活塞发动机、涡轴发动机及电动机几大类,根据各自特点不同应用于不同领域。其中,活塞发动机是最早的航空发动机,由于推力适中、低油耗、低成本、技术成熟,同时在性能方面又能满足绝大部分无人机需求,已成为目前使用最广泛的无人机动力装臵,除高速无人机和微型无人机外几乎都可以选用。航空活塞发动机在无人机应用方面形式灵活,低端产品可由摩托车或汽车的发动机进行改装,高端产品可广泛应用于美国“捕食者”、以色列“苍鹭”、中国“翼龙”和“彩虹-4”等高端无人机型号。据统计,当前无人机市场(除微型无人机外),采用活塞发动机作为动力装臵的无人机数量占比超过60%。
    从原理方面看,无人机发动机和有人机发动机没有区别,大型无人机的发动机可以与有人机发动机实现共用。从实际选型方面看,当前国产发动机在性能、油耗等方面与进口产品仍有差距,无人机发动机市场主要被国外垄断。由于航空发动机技术壁垒很高,国外对我国实行全面技术封锁以及对高端产品的禁运和限运。当前,航空发动机国产化的需求十分迫切。当前,我国无人机正处于快速发展阶段,军用列装和民用需求都十分强烈,国内许多企业已在开展各类航空发动机的研发工作,例如中航工业集团、航天科工集团、总参60所,以及宗申动力、山东矿机、金通灵等上市公司。我们看好无人机发动机国产化的巨大市场空间,尤其是活塞航空发动机的市场空间,具有技术先发优势的公司有望迅速占领市场,成为行业龙头。
    飞控技术:无人机发展的核心推动力
    飞控技术是无人机实现自主飞行的核心技术。飞控系统硬件方面一般包括控制计算机、传感器、导航设备、执行机构等设备构成,横跨电子、计算机、控制学等多门学科,技术门槛高,设计十分复杂。
    当前,无人机飞控技术在国外公司的带动下,正在向开源方向发展。德国MK、美国APM、PX4、MWC等公司已将自己的无人机飞控系统进行开源发布,2014年Linux公司也参与了无人机开源系统的合作。这种做法大大降低了飞控的技术门槛,也推动了无人机产业的快速发展。当前,对于机体结构设计通用化较强的中低端无人机产品,几乎可以在开源平台中找到全套的飞控系统软硬件解决方案。对于无人机公司来讲,只需要在开源系统的基础上进行二次开发即可。
    基于飞控技术的重要性,无人机总体单位通常将其掌握在自己手中,作为核心竞争力的重要组成部分。因此,市场上专业做飞控系统的公司并不多,例如加拿大Micropilot、美国UAV Flight Systems,零度智控、北京普洛特、大疆、天下图等。
    表1:无人机动力系统类别及特点


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