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国防军工行业低成本弹药深度之一:航空制导炸弹为空中精确打击主要武器,小型化、复合制导是重要趋势240312

2024-03-12-中邮证券晓***
国防军工行业低成本弹药深度之一:航空制导炸弹为空中精确打击主要武器,小型化、复合制导是重要趋势240312

强于大市|维持 收盘点位1274.21 52周最高1609.02 52周最低999.45 国防军工 沪深300 2% -2% -6% -10% -14% -18% -22% -26% -30% -34% -38% 2023-032023-052023-082023-102023-122024-03 资料来源:聚源,中邮证券研究所 分析师:鲍学博 SAC登记编号:S1340523020002 Email:baoxuebo@cnpsec.com 分析师:王煜童 SAC登记编号:S1340523070004 Email:wangyutong@cnpsec.com 《中邮军工周报3月第2周:2024年国防预算增长7.2%,全面提升新兴领域战略能力》-2024.03.12 低成本弹药深度之一:航空制导炸弹为空中精确打击主要武器,小型化、复合制导是重要趋势 证券研究报告:国防军工|深度报告 2024年3月12日 行业投资评级 行业基本情况 投资要点 行业相对指数表现(相对值) 制导炸弹是在普通炸弹上加装精确制导装置(如导引头、惯导与卫星导航等)及空气动力控制装置。近年来的几次局部战争表明,空中精确打击已成为现代高科技条件下主要的作战手段,航空制导炸弹以其成本低、作战效费比高等显著特点逐步成为空中精确打击使用的主要武器装备,受到世界各军事强国重点关注。 美国航空制导炸弹除了早期的简单制导炸弹外,分为下列6个谱系:宝石路系列、JDAM系列、GBU-15系列、JSOW系列、SDB系列以及MOAB系列。当前航空制导炸弹绝大部分重心在小尺寸和无人机载炸弹上,小尺寸航空制导炸弹和无人机载航空制导炸弹是当前航空制导炸弹发展的主流趋势。 研究所 小直径炸弹(SDB)是美国空军重点发展的空地精确制导武器之一,主要目的是为了满足未来作战中美国空军提高空中平台挂载能力、提高防区外打击能力、降低武器附带损伤、缩短交战循环等一系列需求。经过多年的开发研制,SDB目前已经发展到第三代,第一代SDB已经在2006年正式列装并在实战中多次使用,第二代SDB已在2020年正式列装,而第三代SDB的研制工作也已经全面展开。根据美国国防部预算文件,过去10年,美国SDB、JDAM等低成本弹药采购金额与JASSM巡航导弹、AMRAAM空空导弹等高价值导弹基本相当,年采购巅峰采购额也大体相当。 近期研究报告 以SDBII为例,SDBII弹体内部组成主要包括安装可折叠弹翼的弹体、三模导引头、GPS/惯导组件、弹出式空气涡轮发电机、弹翼驱动电机、可编程引信、聚能-爆破多效应战斗部、任务计算机、热电池、舵机、弹载数据链设备,尾部有针形和刀形天线,分别用于接收GPS和弹载数据链信号。其中,三模导引头和弹载数据链是SDBII的最大特点。 我国航空制导炸弹虽然起步较晚,但技术已达到世界前列。相比于美国,我国航空制导炸弹差距目前主要体现在炸弹类型和型号不够丰富,比如小尺寸炸弹和无人机载炸弹类型较少。国内从事航空制导炸弹相关业务的主要为兵器工业集团航弹院、兵器装备集团湖南云箭、航空工业中国空空导弹研究院、航天飞腾等。相关上市公司包括:航天电子、天箭科技、雷科防务、长城军工等。 风险提示: 航空制导炸弹下游需求不及预期;弹药行业竞争恶化;装备采购价格变动等。 目录 1航空制导炸弹:空中精确打击主要武器4 1.1航空制导炸弹具有精度高、成本低、投放距离远的特点4 1.2美国航空制导炸弹可分为6个谱系5 1.3航空制导炸弹发展三大趋势6 2美国SDB的发展现状与趋势7 2.1SDB代际演变历程7 2.2SDBII功能组成11 2.3SDB的典型攻击模式13 2.4SDB装载平台14 2.5美国SDB生产厂商与产量14 3国内航空制导炸弹研制生产相关单位16 3.1中国兵器工业集团航空弹药研究院17 3.2湖南云箭集团有限公司18 3.3航空工业集团中国空空导弹研究院19 3.4航天飞腾20 4相关上市公司21 4.1航天电子21 4.2天箭科技22 4.3雷科防务22 4.4长城军工23 5风险提示24 图表目录 图表1:制导炸弹的特点4 图表2:美国航空制导炸弹谱系图6 图表3:GBU-39/B与BRU-61/A挂架8 图表4:GBU-39打击加固机堡过程8 图表5:一个F-35内置弹舱可挂载4枚SDB29 图表6:SDBI与SDBII参数区别10 图表7:SDBII弹体结构11 图表8:SDBII三模导引头外观12 图表9:TacNet弹载数据链组件13 图表10:TacNet弹载数据链特点13 图表11:BRU-61/A挂架13 图表12:SDB典型弹道14 图表13:美军典型作战飞机挂载SDB数量14 图表14:近十年美国弹药采购预算情况15 图表15:SDBI采购预算(右轴)与数量(左轴)情况16 图表16:SDBII采购预算(右轴)与数量(左轴)情况16 图表17:航弹院部分产品18 图表18:湖南云箭部分产品19 图表19:LS-6250kg制导滑翔炸弹20 图表20:FT系列智能精导武器21 图表21:飞腾装备营收情况22 图表22:飞腾装备归母净利润情况22 图表23:天箭科技营收情况22 图表24:天箭科技归母净利润情况22 图表25:雷科防务营收情况23 图表26:雷科防务归母净利润情况23 图表27:长城军工营收情况24 图表28:长城军工归母净利润情况24 1航空制导炸弹:空中精确打击主要武器 近年来的几次局部战争表明,空中精确打击已成为现代高科技条件下主要的作战手段,航空制导炸弹以其作战效费比高等显著特点逐步成为空中精确打击使用的主要武器装备,受到世界各军事强国重点关注。 1.1航空制导炸弹具有精度高、成本低、投放距离远的特点 制导炸弹是在普通炸弹上加装精确制导装置(如导引头、惯导与卫星导航等)及空气动力控制装置,与普通炸弹相比,制导炸弹具有精度高、成本低、投放距离远等特点。 图表1:制导炸弹的特点 特点解释 精度高 成本低 投放距离远 普通炸弹精度不能精确打击地(海)面点目标、硬目标,作战使用时, 往往采取大面积地毯式轰炸,以数量弥补精度的不足,大量破坏民用设施和伤害无辜平民。制导炸弹精度很高,可以直接命中目标要害部位,既可用于对人口稠密区内的军事目标实施精确攻击,又可避免毁伤其他民用设施,控制战争规模,因而可用于复杂战场环境中,实现外科手术式精确打击,以精度代能量,有选择地摧毁目标,成为现代高技术局部战争的主战兵器。 战争的持续性和武器装备的密集使用,武器弹药消耗巨大,因而对参战的武器装备的规模和数量提出很高要求。战场上的巨大消耗,使交战双方承受沉重的经济负担,即使是经济最发达的国家,在战争需求与经济能力上都存在着极大矛盾。科索沃战场首次使用的JDAM系列制导炸弹成本约1.8万美元,对比“战斧”巡航导弹,成本大大降低。 普通炸弹是无控的航空炸弹,只能攻击飞行员视线范围内或载机光学观测设备探测距离范围内的目标,命中精度主要受载机飞行高度与速度、载机投弹时的飞行姿态及战场气象条件的影响。为达到预期的命中精度,要求载机飞临目标区上空实施近距离低空投掷,使载机置于对方高炮和末端近程防空导弹杀伤空域内,自身安全受到严重威胁。制导炸弹则可利用弹上探测系统提供的目标信息、弹上惯性敏感器或卫星导航系统提供的自身信息和运动状态信息,控制或修正弹道偏差,命中精度与投放距离基本无关。因此,制导炸弹可以在敌方末端近程防御火力圈之外实现远距离攻击目标,有利于保护飞行平台的安全。 资料来源:《制导炸弹发展综述》范金荣,中邮证券研究所 高精度与低成本带来了高效费比。如越南战争期间,美军使用的GBU制导炸弹的圆概率误差为3~4m,而普通炸弹的圆概率误差约200m,两者效费比之比为100比1。据海湾战争、科索沃战争至阿富汗战场统计资料表明,制导炸弹与普通炸弹两者作战效费比之比为25比1。高效费比还来自于对攻击目标的首发命中,在导弹武器攻防对抗日趋激烈的战场环境中,首发命中极为重要。 1.2美国航空制导炸弹可分为6个谱系 美国航空制导炸弹除了早期的简单制导炸弹外,分为下列6个谱系: 1、宝石路系列:激光制导系列的宝石路,曾是美国航空制导炸弹的重要组成,2001年后,单一制导的激光宝石路基本已经不再开发,只有功能更加完美的多模复合制导的增强型宝石路。 2、JDAM系列:联合直接攻击炸弹是由波音公司为美国海军和空军联合开发的一种空投炸弹配件,安装在由飞机投放的传统炸弹上,将本来自由落体的传统航空炸弹转变为可控,并能在恶劣气象条件下使用的精确制导武器。弹药的制导功能是由炸弹尾翼控制附件以及全球定位系统或惯性导航系统提供,目前GPS/INS制导的JDAM系列也在朝多模复合化发展。 3、GBU-15系列:一种多用途模块式制导滑翔炸弹,设计之初的主要目的是想改善飞机轰炸严密设防目标的突防能力和飞机自身的生存能力。采用模块式设计,每套装置近20万美元估计成本。该系列目前已基本废止,美国后对GBU-15系列进行了升级,升级后为enhancedGBU-15系列,即EGBU-15。 4、JSOW系列:联合防区外发射武器是美国海军和空军装备的一种无动力滑翔武器,是可从多种战斗机和轰炸机上投放的空对地远射武器。 5、SDB系列:小直径炸弹,当前航空制导炸弹绝大部分重心在小尺寸和无人机载炸弹上,小尺寸航空制导炸弹和无人机载航空制导炸弹是当前航空制导炸弹发展的主流趋势。 6、MOAB系列:大型空爆炸弹,俗称炸弹之母,是一款超大型GPS制导自由落体炸弹,以战略威慑为目的开发的,用来代替核弹,具有和核弹相当的威力,但不会产生核污染,也免受舆论的谴责和国际公约的制约。除非超大规模战争,一般不会投入应用。 图表2:美国航空制导炸弹谱系图 资料来源:《航空制导炸弹技术发展与型谱分析》王海宏,中邮证券研究所 1.3航空制导炸弹发展三大趋势 (1)复合化趋势 由近现代战争,尤其最近的伊拉克战争,和现代反恐战争中航空制导炸弹的发展可以看出,单一制导方式的航空炸弹已经基本不存在。现代战争是高技术的战争,航空制导炸弹由单一制导向复合制导发展,复合方式也更加多样。 (2)防区外趋势 追求战争伤亡最小化成为影响航空制导炸弹发展的关键因素,叠加近年来防空力量的发展,使得在防区外投射航空制导炸弹成了趋势。防区外的航空制导炸弹,需要加装动力装置,以保证炸弹在发射后在动力推进下飞行到有效下落射程内。随着对防区外作战能力的要求进一步的提升,防区外航空制导炸弹必将得到高速的发展。 (3)小型化趋势 从2001年911事件到美国推动全球反恐战争开始,恐怖分子游走在山区,在各种人员密集的地区发起恐怖袭击或城市暴动,活动规模零散,不易实施“湮灭”式的打击。所以各种小尺寸炸弹和无人机载炸弹得以快速发展。小尺寸炸弹的特点明显,可能增加作战任务时的战斗机携弹量,并适合对小型目标实施精确打击,而无人机炸弹则可以执行各种危险性高或不适宜作战人员参与的作战任务。 2美国SDB的发展现状与趋势 F-22、F-35等五代战斗机隐身作战时,受弹舱尺寸限制,每个内置弹舱仅可挂载1枚454kg的联合直接攻击弹药(JDAM),即一次对地攻击任务至多打击两个目标,极大限制了隐身飞机的对地攻击能力。 为提高内置弹舱的弹药挂载数量,提高防区外打击能力,2001年7月美军提出了对小型化炸弹的具体需求,要求弹药质量113kg左右,长度≤1.83m,以便保证采用四联装挂架时,F-22每个内置弹舱可挂载4枚,并由此催生了小直径炸弹的诞生。 “小直径炸弹”(SDB)由美国航空武器中心和空军研究试验室牵头开发,用于攻击指挥控制中心、防空设施、飞机跑道、导弹阵地、火炮阵地等多种目标,是美军重点发展的精确制导武器之一,也是美空军全球打击部队的重要机载武器。 2.1SDB代际演变历程 2.1.1SDBI 2003年,波音公司获得了第一代小直径炸弹(SDBI)合同,研制了SDBI,炸弹