无人机专题研究军民需求齐爆发无人机驰骋天下

中银国际研究可在中银国际研究网站()上获取机械|证券研究报告—专题研究报告2015年7月27日增持公司名称股票代码目标价(人民币)评级宗申动力001696.CH-未有评级威海广泰002111.CH-未有评级洪都航空600316.CH-未有评级隆鑫通用603766.CH-未有评级德奥通航002260.CH-未有评级资料来源：万得，中银国际研究以2015年7月21日当地货币收市价为标准相关研究报告“中国制造2025”系列报告之一《核工业专题研究——国之重器，战略配臵》“中国制造2025”系列报告之二《医疗机器人专题研究——机器人皇冠上的明珠》“中国制造2025”系列报告之三《航空发动机专题研究——低声轰鸣，蓄势待发》中银国际证券有限责任公司具备证券投资咨询业务资格工业:机械杨绍辉*(8621)[e-mail]证券投资咨询业务证书编号：S1300514080001闵琳佳(8621)[e-mail]证券投资咨询业务证书编号：S1300514080002张君平(8610)[e-mail]证券投资咨询业务证书编号：S1300513090004*张铖、实习生孙佳骏为本报告重要贡献者无人机专题研究——军民需求齐爆发，无人机驰骋天下“中国制造2025”系列报告之四无人机按应用可分为军用无人机、民用无人机和消费型无人机。从需求来看，未来10年，全球无人机销量仍将主要集中在中低端的民用无人机和消费型无人机，但主要价值却体现在高空、高速、中远程、长航时、大载荷等类型的军用无人机。从供给端来看，类比机器人，处于“微笑曲线”两端的军用无人机研制、飞控系统、关键零部件制造以及终端应用服务将是无人机产业链中附加值和壁垒最高，并且最值得看好的领域。军用无人机应用领域拓宽，将拉开整个战场无人化的序幕。受益于技术进步，军用无人机由最初仅仅作为靶机升级到了如今战场的“多面手”。我国军用无人机紧随以美国、以色列为首的第一梯队，通过产学研结合的模式，目前已经形成了较为完整的军用无人机生产研发的产业链。有望在未来与美国和以色列在国际军用无人机市场上一较高下。预计未来10年，我国军用无人机市场总规模将达到240亿元以上，出口额将达到54亿元左右。民用无人机拥有规模不亚于军用无人机的巨大市场。民用无人机用途极为广泛，未来市场主要集中于农林植保、影视航拍、电力巡检等领域。借鉴美国对民用无人机监管逐步放松的历程，以及国内民用无人机政策的规范和低空空域改革的深化，我国民用无人机行业将呈现爆发式增长。预计未来10年，我国民用无人机市场总规模将超过300亿元。消费型无人机引爆行业热潮，未来将进入千家万户。以“多旋翼无人机”为主的消费型无人机市场有着技术不高，成本为王的竞争模式。中国无人机企业凭借产业配套体系和相对低廉的人工成本在全球消费型无人机市场中占有举足轻重的地位。其中，大疆无人机一家就占据了50%以上的市场份额。而诸如谷歌、Facebook等科技巨头也谋求利用无人机开展全新应用。未来，消费型无人机的应用将不仅限于航拍和玩具，随着更多前沿应用的拓展，消费型无人机将可能成为人们的生活必需品。类比机器人产业链，看好军用无人机研发制造商、飞控系统研发商、关键零部件制造商和民用服务提供商。无人机被称为“空中机器人”，其产业链与机器人有着众多相似之处。从工业机器人近年的发展来看，仅能够进行组装而无力生产关键零部件的厂家正在逐渐遭到淘汰。预计无人机在未来将会出现相同的局面，只有掌握包括飞控系统、无人机航空发动机在内的核心零部件研发制造，或者提供客户所需应用服务的企业才能在未来的无人机行业中立于不败之地。在无人机产业链中，未来的投资将集中于航空发动机制造、军用无人机及相关配件制造和具备技术壁垒的民用无人机整机制造，重点推荐关注：(1)无人机航空发动机制造商：宗申动力；(2)军用无人机整机制造商：威海广泰、洪都航空；(3)具有核心零部件生产能力的民用无人机整机制造商：隆鑫通用、德奥通航。风险提示军用无人机技术突破低于预期；民用无人机政策制定进度低于预期。2015年7月27日无人机专题研究——军民需求齐爆发，无人机驰骋天下2目录无人机：空中的智能化装备...................................................3军用无人机：拉开战场无人化序幕........................................9民用无人机：正待开拓的蓝海市场......................................19消费型无人机：装点大众生活，市场放眼全球.........................28无人机产业链：类比机器人，看好“微笑曲线”两端..........31投资策略及推荐关注上市公司.............................................37风险提示.............................................................................39研究报告中所提及的有关上市公司......................................402015年7月27日无人机专题研究——军民需求齐爆发，无人机驰骋天下3无人机：空中的智能化装备无人机引领空中智能化潮流无人驾驶飞机简称无人机（UnmannedAerialVehicle缩写UAV），是一种有动力、可控制、能携带多种任务设备、执行多种任务，并能重复使用的无人驾驶航空器。从技术角度定义可以分为：无人直升机、固定翼无人机、多旋翼无人机、无人飞艇、无人伞翼机等。其中，应用最为广泛的是无人直升机、固定翼无人机和多旋翼无人机。图表1.航空发动机分类及燃气涡轮发动机主要应用资料来源：网络资料、中银国际研究图表2.各类型无人机优缺点无人机类型优点缺点应用领域无人直升机垂直起降、空中悬停、灵活性好机翼结构设计复杂军用、民用固定翼无人机续航时间长、载荷大、速度快起降要求高、不能悬停军用、民用多旋翼无人机安全系数高、起降要求低、操纵简单速度较慢、载荷小、灵活性欠佳民用（运送、航拍）无人伞翼机体积小、飞行高度低、成本低受风力影响大、不能高空飞行民用（对地摄影）无人飞艇垂直起降、空中悬停、续航时间长速度慢、灵活性差民用（航拍、空中巡视）资料来源：网络资料、中银国际研究无人机作为无人控制的智能化装备，其正常运行需要完整的控制系统作为前提，无人机系统主要包括飞机系统、地面系统，任务载荷和地面使用保障人员。其中以飞机系统最为重要，包括了飞行管理控制、导航、推进、起降等多个子系统。图表3.无人机各系统主要构成及作用系统构成主要构成核心系统及其主要作用地面系统起/降系统、地面辅助设备、遥控监测系统（地面部分）地面监控系统：给操作人员提供无人机信息、根据操作安排子系统完成预定任务飞机系统飞控、导航、推进、起/降系统机体部分、遥控监测（机体部分）飞行控制系统：协调、管理、控制无人机的综合控制器任务载荷雷达/传感器/摄像器/机载武器装备根据不同的任务装备不同的任务载荷保障人员信息处理人员及控制操纵人员处理无人机反馈数据，对无人机飞行进行控制资料来源：中银国际研究2015年7月27日无人机专题研究——军民需求齐爆发，无人机驰骋天下4图表4.无人机系统的基本构成资料来源：中银国际研究五大核心技术筑起高端无人机行业壁垒无人机内部结构复杂且集中有大量高技术部件，主要由卫星通信系统，各类传感器，发动机动力装臵、飞行控制系统部件以及飞机起降系统部件组成。对于先进的无人机系统来说，核心技术主要集中在飞行管理与控制系统、动力推进技术、传感器技术、导航技术和通信技术。图表5.美国“全球鹰”军用无人机主要结构资料来源：网络资料、中银国际研究1）飞行管理与控制系统对无人机成功执行任务起着至关重要的作用。飞行管理与控制系统简称飞控系统，对无人机的稳定性、数据传输的可靠性、精确度、实时性等都有重要影响。2015年7月27日无人机专题研究——军民需求齐爆发，无人机驰骋天下5飞控系统一般由传感器子系统、控制与管理计算机、伺服作动子系统以及地面操控与显示终端组成。在整个飞行控制与管理系统中，控制与管理计算机处于核心位臵，主要担负信息收集与处理、控制与导航解算、各种管理与监控以及控制输出等工作。图表6.无人机飞控系统一般组成资料来源：中银国际研究无人机飞控系统的难点主要集中在数据链路延迟问题的解决和系统可靠性的保障。数据链路的延迟主要是由于信道带宽存在限制，在视距链路的情况下，信息延迟在100～200ms，在卫星通信的情况下，遥控遥测信息要通过通信卫星进行转发，信息延迟将达到秒级。尽管测控研究领域提出了很多提高传输能力的机制，但高分辨率任务载荷、信息传输的高安全性和高可靠性对信道又提出了更高的要求。在系统可靠性的保证上，相对于有人机，无人机的飞行控制及安全更依赖于飞行控制与管理系统。无人机地面控制站中的控制人员对于飞行状态的掌握完全需要依靠机载传感器感受并通过遥测下传。这就对飞行控制与管理系统的功能、性能和可靠性提出了很高的要求。2）航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，直接影响无人机的性能、可靠性及经济性。目前无人机广泛采用的动力装臵包括往复式和旋转式活塞发动机，以及燃气涡轮发动机，此外，还有在微型无人机中普遍使用的电池驱动的电动机等。为了满足不同需求，无人机动力装臵功率/推力变化范围很大，但基本属于中小型发动机范畴。图表7.无人机动力推进装臵及其适用范围发动机类型飞机起飞质量适用范围活塞发动机1,000kg低速、中低空的侦察、监视无人机及长航时无人机涡喷发动机2,500kg飞行时间较短的中高空、高速侦察机及靶机、无人攻击机涡轴发动机1,000-1,500kg中低空、低速短距/垂直起降无人机和倾转旋翼无人机涡桨发动机3,000kg中高空长航时无人机涡扇发动机100-3,000kg高空长航时无人机和无人战斗机电池驱动电动机10-100kg微型无人机资料来源：百度百科、中银国际研究2015年7月27日无人机专题研究——军民需求齐爆发，无人机驰骋天下6高端军用无人机对航空发动机有着极高的要求，中高空长航时无人机大多使用涡扇发动机，而高速侦察机或靶机则多使用涡喷发动机。多年来，我国航空发动机技术攻关方向主要集中在战斗机领域，且目前的技术水平总体停留在第三代，而先进军用无人机需要保证中高空、足够的续航时间以及航程，因此均采用第四代航空发动机。我国目前在研的新一代军用无人机均只能使用俄罗斯所提供的发动机。这就造成了我国在军用无人机动力推进技术方面都将受制于人。图表8.中国涡喷、涡扇发动机自主化研制进程资料来源：中银国际研究相较于军用无人机，民用或军民两用的无人机对发动机的并没有如此高的要求，活塞发动机或三代航空发动机便能够满足要求。我国已于2015年5月成功研制了具有自主知识产权的活塞发动机——“TD0工程样机”，并将其搭载于“彩虹-3”无人机上，TD0发动机的各项性能均不亚于国外同类型发动机。图表9.无人机发动机型号及制造商发动机型号研制国家发动机类型发动机制造商装备无人机涡喷-7中国涡喷发动机中航动力翔龙RD-93俄罗斯涡扇发动机克里莫夫设计局利剑TD0中国活塞发动机宗申动力彩虹-3F100-220U美国涡扇发动机普惠公司X-47BRotax914奥地利活塞发动机RotaxMQ-1捕食者、翼龙TPE331美国涡桨发动机霍尼韦尔MQ-9死神AE3007H英国涡扇发动机罗罗公司全球鹰250-C20W英国涡轴发动机罗罗公司火力侦察兵资料来源：中银国际研究整理2015年7月27日无人机专题研究——军民需求齐爆发，无人机驰骋天下73）传感器技术保证了无人机对操作者的反馈，直接决定了无人机移动的灵活性和飞行的准确性。传感