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军工“硬科技”代表,需求井喷蓄势待发

国防军工2022-07-11陈鼎如中泰证券石***
军工“硬科技”代表,需求井喷蓄势待发

信息化作战利器,军工“硬科技”代表。武器装备无人化是信息化战争的必然发展趋势,无人机作为无人作战体系中至关重要的成员,在信息化战争中发挥着举足轻重的作用,军用无人机的研制工作是一项复杂的系统工程,涉及飞行器总体设计、气动设计、载荷设计、环境适应性设计、可靠性设计等诸多关键技术,军用无人机是典型的军工“硬科技”产品。随着无人机技术日趋成熟,无人机在实战中得到越来越多的应用,无人机的发展进入了黄金时期。 国防现代化建设提速,我国军用无人机市场快速扩容。美国和以色列在全球军用无人机领域处于领先地位。目前,军用无人机朝着智能化、高速、隐身和协同等方向持续发展。 近些年,我国军用无人机迎来了较快发展,以“彩虹”系列和“翼龙”系列为代表的军用无人机通过军贸出售,在局部战争中发挥出了优异的作战性能,取得了较好的作战成果。当前,我国军用无人机产品性能紧追国际第一梯队,具备了大量列装部队,增强军队智能化、信息化作战实力的条件。“十四五”期间我国国防现代化建设明显提速,军用无人机需求有望大幅释放。 军用无人机技术持续向民用渗透,拥抱千亿级民用无人机市场。无人机自20世纪20年代诞生以来,在军用领域应用超过百年。积累的军用无人机技术有广阔的民用市场,20世纪90年代,无人机技术逐步走入科研、监测等民间应用领域。目前,无人机的民用应用场景越来越丰富,在消费级市场被充分发掘的情况下,传统工业无人机企业、消费无人机企业和军用无人机企业等三类企业纷纷重金布局工业无人机领域。无人机在工业领域有着更加广泛的应用前景,可用于电力与油气管路巡检、遥感测绘、安防监控、应急救灾、农林植保和快递物流等领域。据沙利文报告预测,到2024年,我国民用无人机市场将达到2075.78亿元,其中工业级无人机市场规模达到1507.86亿元,目前工业级无人机市场尚是一片蓝海,行业投资机遇空前。 投资建议:当前无人机赛道迎来催化,中航无人机作为国内军用和军贸主力无人机企业刚上市,或表明军用无人机行业的景气度将逐步提升。 1)重点推荐航天彩虹,航天彩虹是目前A股市场上稀缺的军用无人机总体企业,兼具机载智能弹药的研制生产能力,拥有较强的技术和资质壁垒。 2)重点推荐爱乐达,爱乐达在航空零部件机加工领域竞争优势突出,积极布局特种工艺处理和部装业务,业务扩项有望带来业绩高速增长。 3)建议重点关注刚上市的中无人机,和工业无人机厂商纵横股份。 4)建议重点关注无人机配套企业北摩高科、智明达。 风险提示事件:军品订单不及预期;市场空间测算偏差风险;研究报告使用的公开资料可能存在信息滞后或更新不及时的风险。 无人化作战趋势促进无人机技术快速发展 无人机系统设计灵活性强,形态种类丰富多样 无人作战体系包括陆海空等无人系统,无人机是重要的组成部分。无人作战体系的基本特点是无人作战系统的占比高,“平台无人、系统有人”。 无人作战系统是由无人作战平台、任务载荷、指挥控制系统和空-天-地信息网络组成的综合化作战系统,无人作战平台是其中的核心部分,根据不同的使用区域,无人作战系统可分为无人机系统、无人地面平台、无人海上系统。无人装备是指无人驾驶的、完全按遥控操作或者按预编程序自主运作的、携带进攻性或防御性武器遂行作战任务的一类武器平台。主要包括无人机(UAS)、无人地面车(UGV)、水下无人潜器(UUV)、水面无人艇(USV)等。 图表1:无人装备类型介绍 无人机和有人机在设计思路和性能表现上有较大的差异。无人机与传统载人飞机最明显的不同是驾驶员不在机上,飞行器设计不受人的生理控制。同时,其发射/回收方式、造价、体积大小、操控方式等多个方面与载人飞机存在较大的差异。 图表2:无人机与有人机优势对比 无人机是不携载操作人员、由动力驱动、可重复使用、利用空气动力承载飞行、可携带有效载荷、在远程控制或自主规划的情况下完成指定任务的航空器。典型的无人机系统由飞行平台、动力装臵、航电系统、任务载荷系统、地面系统、综合保障系统等组成。 图表3:无人机系统组成示意图 图表4:无人机各分系统功能 无人机种类繁多,按用途可分为军用和民用两大类。随着无人机技术的飞速发展,无人机系统形成了种类繁多、用途广泛、特点鲜明的分类特征,致使其在尺寸、质量、航程、航时、飞行高度、飞行速度、性能和特征以及任务等多方面都有较大差异。通常,无人机可按用途、飞行平台构造、大小、飞行性能、续航时间等方法进行分类。总体来看,无人机可分为军用无人机与民用无人机两大类,其中民用无人机一般又分为消费级无人机及工业级无人机。军用无人机对续航能力、巡航速度、飞行高度、作用距离、任务载荷等都有很高的要求;消费级无人机主要用于航拍和娱乐,着重拍摄功能和可操作性;工业无人机注重经济效益,追求巡航速度、续航能力等性能的平衡,对无人机的专业化应用要求高,工业无人机通过搭载不同的任务载荷实现多样化的功能,主要应用于测绘与地理信息、巡检、安防监控、应急等领域。 图表5:无人机系统按用途分类 图表6:军用无人机分类与概述 民用无人机根据下游用户的类型,可分为消费级与工业级无人机两种类别。消费级无人机主要为小型无人机,满足普通消费者对航拍及娱乐的需求,操作便利性好;工业级无人机主要用于协同或代替人工完成多种商业领域的任务,其通常搭载为完成作业飞行活动的装臵或设备。在工业领域,无人机具有成本相对较低,无人员伤亡风险、生存能力强、机动性能好、使用便利性强等优势,因此得到了广泛的应用。 图表7:工业无人机主要使用用途 无人机的气动布局多样。无人机主要分为固定翼无人机、多旋翼无人机、无人直升机、垂直起降固定翼无人机。不同气动布局类型无人机在飞行原理、能量转换效率、控制难度、安全性、任务特点等方面有较大的差异。由于垂直起降固定翼无人机具有起降便捷、航时长等特点,具有应用优势,在工业无人机市场中的保有量逐渐增多,市场份额逐渐提高,已成为工业无人机的主要布局形式之一。 图表8:不同气动布局类型无人机使用特点对比 图表9:不同气动布局类型无人机技术特点对比 无人机也可按大小进行分类。按照无人机的质量及外形尺寸的大小,无人机可分为微型无人机、小型无人机、中型无人机和大型无人机几大类。 大型无人机质量一般大于800千克;中型无人机质量一般为200-800千克;轻型无人机质量一般为100-200千克;小型无人机质量一般为1-100千克;微型无人机质量一般小于1千克。 无人机还可按飞行性能分类。可从飞行速度、航程、实用升限、续航时间对无人机系统进行分类。在飞行速度方面,无人机可分为低速无人机、亚声速无人机、跨声速无人机、超声速无人机和高超声速无人机。在航程(或活动半径)方面,无人机可分为超近程无人机、近程无人机、短程无人机、中程无人机和远程无人机。在实用升限方面,无人机可分为超低空无人机、低空无人机、中空无人机、高空无人机和超高空无人机。 按照无人机的续航时间,无人机可分为长航时无人机、中航时无人机及短航时无人机。 图表10:无人机系统按飞机性能分类示意图 军用无人机技术发展迅速,加速向民用领域渗透 全球无人机经历了从军用到民用转化的发展历程。20世纪80年代以前,全球无人机主要应用于靶机、侦查与情报探测、携弹打击等军事领域。 80年代以后,无人机逐渐走向民间领域,美国、日本等国家都尝试将无人机应用于农林植保、娱乐等场景。2008年以后,无人机在工业领域的应用逐渐广泛,农林植保、电力巡检、安防监控等领域的无人机应用愈发成熟。2014年以来,随着具备小型化、低成本、智能化等条件的无人机技术逐渐成熟,消费级无人机领域应用爆发,工业应用无人机增速也同步加快,各场景、各领域需求得到快速释放。 图表11:军用无人机技术向民用渗透 军用无人机由靶机发展成为主战装备。世界上最早的“无人飞行器”是法国高菲尔兄弟于1782年研制的热气球。在美国南北战争中,北方联盟曾使用过载有燃烧装臵的无人观测气球,成功地给南方联邦的战线造成了一场火灾。第二次世界大战期间,德国在1944年制造了V-1导弹,它既是第一个成功的巡航导弹,也是现代喷气式无人机的雏形。第二次世界大战后,军用无人机的发展趋向多样化。一是改装退役飞机,用作靶机或研究;二是以专门设计的小型无人机担任特殊的侦察或实验任务。 三是以小型无人飞机取代有人驾驶飞机的任务,例如美国在20世纪60年代研制的QH-50C无人反潜直升机,它是世界上第一种旋翼无人机。 总结来讲,全球军用无人机的发展大致经历了以下几个阶段:20世纪20-60年代,无人机主要作为靶机使用,是无人机发展的起步阶段;20世纪60-80年代,无人侦察机及电子类无人机在战场上崭露头角,无人机开始进入实用阶段;从20世纪90年代起,无人机在现代高技术局部战争中得到了全面应用,无人机正处于迅猛崛起和蓬勃发展阶段。 图表12:全球军用无人机发展历程 无人机行业是典型的军事技术向民用溢出的领域。无人机系统最初应用以军事领域为主,20世纪90年代以来,世界各国纷纷探索无人机在民用领域的应用,但由于无人和非无人控制系统分离困难,自动化程度低,无人机在民用领域发展成果较小。2010年后,随着自动化与无人机可靠性不断提高,无人机具备了小型化、智能化、低成本的条件,无人机民用应用拓展迅猛。不仅消费级无人机广泛普及,工业无人机在人工影响天气、应急产业、气象监测、巡检、安防监控、农林植保、测绘与地理信息等领域同时得以快速发展。 图表13:大疆消费级无人机 图表14:气象无人机 无人机下游需求持续释放,产业迎来发展黄金期 无人机系统是复杂的系统工程,产业链较长。无人机行业上游为无人机零部件制造商及分系统研制商;中游为无人机系统集成及服务提供商,部分能够提供无人机航飞服务、飞行培训服务等,在产业链中占据主导地位;下游主要分为军用和民用领域,民用又可细分为工业应用和消费应用。无人机系统集成及服务提供商向上游零部件制造商及分系统研制商采购通用零部件及无人机分系统,主要包括电池、电机、发动机、芯片、飞控、传感器、图传系统、结构件、航摄相机等。无人机产业链上游处于逐步发展成熟的过程中,目前军用大多能做到独立自主可控,民用领域高精度、轻量化的传感器仍以国外厂商产品为主,低排量、高可靠性发动机以及高效、大功率电机的供应商数量也相对较少。行业中游是系统集成商,目前无人机整机企业一般配套提供售后、培训和租赁等服务。 无人机行业军用和工业领域下游应用需求持续释放。军用无人机下游需求受到国防政策、战争模式的变化影响较大,目前,我国国防现代化建设提速,军用无人机作为智能装备需求预计大幅释放,同时全球局部冲突不断,无人机作为军贸主力产品需求有望持续旺盛。工业无人机行业属于下游需求驱动型行业,作为新兴的行业基础工具,受到社会生产方式变革的影响。经过多年行业解决方案积累和用户培育,工业无人机在农林植保、巡检、测绘与地理信息、安防监控等领域已实现成熟应用,但其客户需求、新兴应用场景仍有待进一步的挖掘。未来,随着我国低空空域精细化管理进一步推进、工业无人机技术进步、行业用户增加、工业无人机成本降低等,下游行业需求将继续保持快速增长。 图表15:无人机行业产业链 军用无人机发展迅速,市场规模逐步扩张 军用无人机朝智能化、高速、隐身、协同等方向发展 美国在无人系统技术领域进行了体系化布局。美国军事实力全球领先,在军用无人机领域同样如此,据《美军无人系统技术发展与未来智能化战争》,美国海空军、美国国防预先研究计划局(DARPA)、国防部战略能力办公室(SCO)等部门在作战体系概念、指挥/控制/管理系统、智能武器平台、网络通信系统四个方面同时推进,设立大量研究项目对第三次抵消战略军事理论进行支撑。美国对无人系统发展进行了系统规划,多个方面同时推进,思路清晰,形成系统的技术体系。美国无人系统技术发展彻底颠覆传统的作战理念和样式,在“分布式”、“多作战域”、“智能化”发展理念牵引下,形成美国无人系统技术优势。 有人无人协同、分布式空中作战、集群作战等将成为未来空中作