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国防军工系列报告一:无人机专题-新时代开启无人装备新篇章

国防军工2022-11-06张宝涵、温肇东、宋子豪安信证券北***
国防军工系列报告一:无人机专题-新时代开启无人装备新篇章

——系列报告一:无人机专题 相关标的 无人机定位在逐渐改变,从辅助力量变为主力力量:相比于研发周期漫长、成本高昂的载人飞行器,军用无人机具有战场适应能力强、成本低、配臵灵活、任务多元化等优势。由于战争形态的不断演进和军用无人机技术的不断发展,催生了一些以军用无人机为主战装备或重点参与的作战样式。由于无人机的技术的升级与作战模式的不断多元化,战争中的应用增多,依赖性增强,逐渐从辅助力量变为主力力量。 全球军用无人机市场规模激增:全球无人机市场规模激增,复合年增长率达到8.73%。按照用途、区域、尺度、应用场景、视距范围等来看,军用无人机、北美地区无人机、小型无人机、商业领域无人机和超视距无人机复合年均保持较高增速。军用无人机市场规模复合年增速达到7.90%,北美地区成为2019年最大的军用无人机市场,其次是亚太和欧洲。目前以色列、美国、中国的无人机出口在全世界范围占据主导地位,呈现三足鼎立格局。 2023年美军无人机投入大幅上升,现有无人机数量庞大:随着无人机的不断发展,军用无人机不再仅执行情报收集、长期监视和侦察任务,能够完成的任务类型已扩展到电子攻击、火力打击、破坏敌方网络节点或通信中继等领域。美国现役军用无人机,不仅技术先进,并且种类繁多。截至2019年,美军无人机装配数量达到10691架。按照美军2023财年计划,其无人机经费将大幅回升,预计支出27.12亿美元,同比增长35%,大幅上升。 中国军用无人机从仿制到自主研发,进入21世纪后开始爆发式增长,市场增速高于全球:中国的军用无人机主要由各大军工集团研制,技术水平不断升级,优势突出。随着机械化与信息化的发展触及天花板,智能化将牵引机械化和信息化向更高水平层次演进,进一步提高作战效能。相较“十三五”规划强调信息化,“十四五”规划首次提出加速武器装备升级换代和智能化武器装备发展,“二十大”报告提出要加快无人智能作战力量发展,我国无人化装备将成为重点发展方向之一。无人机在无人装备中占据重要角色,是无人智能作战的主要装备之一。随着我国无人机的逐步列装以及国外军贸需求不断提升,无人 单击此处输入文字。 机产业链将充分受益。相比较全球军用无人机市场,我国军用无人机市场前景广阔且保持高速增长,预计未来几年平均增速超过15%,增速高于全球。 投资策略:在军用无人机方面,我们建议关注拥有先进无人机整机业务,以及盈利能力强、技术含量高的零部件上市公司,对应标的是中无人机、航天彩虹、航天电子等。民用工业及警用无人机虽然当前国内市场规模并不大,但用途广泛,未来发展空间巨大。我们建议关注未来有望研制出高水平、细分市场规模大的民用、警用无人机公司,主要标的是观典防务、纵横股份等。 风险提示:国内列装不及预期;疫情对军贸市场产生一定影响。 1.无人机定位在逐渐改变,从辅助力量变为主力力量,我国正值产业链快速发展期 1.1.无人机具备作战优势 相比于研发周期漫长、成本高昂的载人飞行器,军用无人机具有战场适应能力强、成本低、配臵灵活、任务多元化等优势。 1)战场适应能力强。由于无人机不用受人的因素限制,因此在极端恶劣的战场环境下,如核生化威胁、长航时、高风险的战场中能够更好的完成任务并实现“零伤亡”的目标。由于无人机不用考虑飞行员的存在,因此在结构设计上就具有非常大的灵活性,在满足空气动力学的基础上有着丰富多样的结构。同时其体积相对较小,易于采用各类隐身措施提高防雷达、防红外、防目视能力。同时,无人机的起飞/着陆方式多样,除超大型/大型无人机外,都可以采取各种方式进行发射和回收(包括空中发射/空中回收),对战地机场的依赖极少。 2)低成本,高效费比。无人机的低成本体现在两个方面:一是制造成本低,目前最贵的全球鹰无人机造价低于F16和F22,主要由于无人机减少了各种生命维持系统。二是培训/维护/使用成本低,无人机的控制员最快需要48小时的训练方可执行任务。高效费比的体现就在于目前无人机已经能够完成大量有人驾驶飞机能执行的任务,且低成本的优势可以使无人机专业化做到很高,避免了多用途带来的成本增加。 3)配臵灵活,任务多元化。无人机由于在体积、使用、维护上的综合优势,使其在战场中配臵相当灵活,现有的各类平台经过简单改装都可以支持良好的无人机使用。微型无人机甚至全套系统都可以通过士兵背负的方式进行配臵。从而使得各战术单位能够很方便的获得无人机支持。同时,现有各类无人机系统在设计时均采用平台化、模块化的方式,各任务模块可根据实际情况进行灵活调整,充分发挥平台优势。 1.2.无人机具备侦察、协同、作战等全方位能力,作战模式多样化 由于战争形态的不断演进和军用无人机技术的不断发展,催生了一些以军用无人机为主战装备或重点参与的作战样式。 1)无人机单独遂行作战任务 无人机单独遂行作战任务系统主要由察打一体无人机、C4ISR体系和地面控制站组成。其作用是有效地实施压制敌防空力量和打击任务,即在战斗开始阶段,无人战斗机先发制人,以高隐身性能和高机动性能完成空空、空地作战任务;在其他阶段,察打一体无人机保持不间断的警戒,对随时可能出现的地面威胁实施致命打击,以维持对敌方综合防空力量的压制。 2)有人-无人协同作战 在有人-无人协同作战样式下,通常有人机负责指挥多架无人机执行攻击任务,实现分布式协同攻击作战。有人机将已探测到的目标信息通过协同网络实时传输给无人机集群,启动无人机电子战和武器系统发射指令,压制敌防空系统。有人机完成信息的综合处理、联合编队的战术决策、任务管理以及对无人机的指挥控制,由无人机完成自主飞行控制、战场态势感知以及对空/对地目标的最终打击。有人-无人机协同作战主要依靠有人机无人机之间以及其他战场态势感知资源的共享共用,从而提高整个系统的作战效能。 图1:有人/无人智能协同作战样式示意图 3)无人机蜂群作战 无人机蜂群作战是将一定数量的低成本、小型化、智能化的无人机集群按照程序设计实现一定作战功能的作战样式。蜂群作战可以有效提升通信、指挥、情报侦察、战场态势感知和攻击能力,且能够有效压制和打击敌通信、防空系统和战斗部,主要遂行潜入式侦察、先导式突防、饱和式攻击和精准性猎杀任务。一般在己方高价值攻击型武器发起攻击前,由无人机蜂群先行侦察、攻击,一方面对敌造成杀伤,另一方面可精确感知敌防空和兵力部署情况,为下一步军事计划奠定基础。无人机蜂群通过三角定位、时频差等无源精确定位与瞄准技术,综合利用多平台上的侦察资源,统一进行任务动态分配,为引导目标信号干扰提供决策,压制敌方导弹防御系统、切断敌通信并实施网络攻击是一种常见战斗场景。 图2:无人机蜂群作战示意图 4)作为网络中心战的重要节点 军用无人机可作为网络中心战的重要节点,承担探测、识别、打击、评估等不同任务,甚至部分指挥控制任务。侦察无人机具有强大的信息处理和分发能力,从而实现传感器、武器系统和指控网络的互联、互通和防御体系的无缝集成。为响应指控、通信一体化战场管理,携带复杂任务载荷的无人机将与无人飞艇、有人驾驶飞机、太空信息平台以及地面站等进行联网,将传感器、武器系统与指控数据流进行集成,形成统一的空情态势图,取得显著信息优势。 5)作为空海一体战的重要组成 空海一体战构想是一种全维作战理念,其实质是强调美军利用在航空航天、网络、电子技术等方面的垄断优势,以空海作战力量、太空及网络空间作战力量为主导,打造由天基平台、空基平台和海基平台构成的多层次立体作战体系,旨在摧毁作战对手的反介入作战能力。美军X-47B在空海一体战中的定位是前出打击的先锋,当其面临反舰弹道导弹威胁时,可凭借X-47B的隐身能力和作战半径潜入敌方防御严密的沿海地带发起攻击,其最大意义是可使美军航母处于战场外,这是其他武器平台无法比拟的。 1.3.无人机在战场中应用日益广泛 由于无人机的技术的升级与作战模式的不断多元化,战争中的应用增多,依赖性增强。海湾战争中,美军派遣6个无人机连参战,执行522次飞行任务,为多国部队实时了解战场态势及评估空袭效果提供了重要依据,对干扰、压制伊拉克防控体系和通信系统发挥重要作用。 科索沃战争中,美国及北约盟国率先使用无人机执行先锋开路的任务,共使用“捕食者”、“猎人”、“先锋”、“红隼”、CL-289、“米拉奇-26”及“不死鸟”7种型号的无人机300多架。 表1:美军军用无人机1990—2011年参与局部战争的使用情况 1.4.2023年美军无人机投入大幅上升,现有无人机数量庞大 美军2019年达到近6年采购无人机的高峰,达到29.58亿美元,随后回落,2021年达到近年最低点,达到17.75亿美元。 按照美军2023财年计划,其无人机经费将大幅回升,预计支出27.12亿美元,同比增长35%。 其中MQ-1B/MQ-1C(0.18亿元),MQ-9(4.97亿元),MQ-4C/RQ-4(10.47亿元),MQ-25(11.51亿元)。 图4:美军无人机采购额 图5:美军各无人机采购占比 美军无人机装配数超过10000架。随着无人机的不断发展,军用无人机不再仅执行情报收集、长期监视和侦察任务,能够完成的任务类型已扩展到电子攻击、火力打击、破坏敌方网络节点或通信中继等领域。美国现役军用无人机,不仅技术先进,并且种类繁多,配备数量较多的机型主要包括RQ-11大乌鸦、RQ-12A黄蜂、RQ-20美洲狮、RQ-6A警卫、MQ-1C灰鹰、MQ-9收割者、RQ-7影子和RQ-4全球鹰。截至2019年,美军无人机装配数量已达到10691架。 表2:2019年美军无人机数据表 1.5.我国具备无人机发展条件,产业链正值快速发展期 参考美国无人机发展经验,无人机的发展需要军事需求、技术水平、政策等多重因素共同推进。 军事需求:20世纪七十年代起,以色列在中东战争中使用有人-无人机配合作战的作战效果使美军意识到利用无人机在战时可有效执行侦察、干扰、欺骗、电子支援等任务,不仅可降低人员损失的风险,亦可有效降低作战成本。美军提升了无人机的地位,将其作为一项可改变未来战争发展态势的主要航空装备进行发展,并在多次战争中进行大规模使用。 政策支持:美国政府通过调整国防科技政策,同时减免税收、鼓励企业合作和加强对知识产权的保护来营造良好的氛围,促进企业的研发活动,使提升无人机整体性能的技术得以不断集成,为无人机主要部件的发展提供坚实的技术支撑。 技术水平提升:无人机相关企业通过一次次实战的检验加速了无人机的改型,提升了无人机的任务效能。无人机在执行侦察、干扰、欺骗、电子对抗、战况评估等任务的同时,其新的任务领域不断被拓展开来,又进一步促成美军作战思想的调整,从而进一步改变了美军作战方式。 图6:无人机发展的多重因素 我国具备无人机的发展条件,且正值无人机产业链的快速发展期。随着机械化与信息化的发展触及天花板,智能化将牵引机械化和信息化向更高水平层次演进,进一步提高作战效能。 相较“十三五”规划强调信息化,“十四五”规划首次提出加速武器装备升级换代和智能化武器装备发展,且“二十大”报告提出要加快无人智能作战力量发展,我国无人化装备将成为重点发展方向之一。 图7:相关政策方向 无人机在无人装备中占据重要角色,是无人智能作战的主要装备之一。随着我国无人机的逐步列装以及国外军贸需求不断提升,无人机产业链将充分受益。 图8:无人机产业链主要企业 1.6.我国无人机技术已后来居上,部分性能超越国际先进水平 我国军用无人机后来居上,翼龙和彩虹等系列无人机性能达到甚至超过国际先进水平。我国的军用无人机起初以模仿苏联为主,由于60年代中苏关系恶化,我国开始独立自主研发:1967年成功自行研制长空一号无人靶机,此后,长虹一号、ASN-206、WZ-2000等机型相继问世。随着我国军队革新,军队质量和素质得到更加重视,无人机作为新一代武器,成为部队列装的重点,得到快速发展。我国现役无人机包括侦察机、察打一体机、战斗机、靶机等多种类型,其中翼龙、彩虹等系列无人机经过多代的更新,部分性能已经