低空经济系列报告三：低空政策大力支持，关注无人机产业链

低空经济系列报告三：低空政策大力支持，关注无人机产业链 1 华安研究•拓展投资价值 华安证券研究所 2024年10月18日 分析师：张志邦（S0010523120004）邮箱：zhangzhibang@hazq.com 核心观点： 华安研究•拓展投资价值 1、构型：无人机可分为固定翼、多旋翼、直升机、复合翼四类，复合翼无人机率先普及 固定翼无人机：具有高航速、长航时、长航程的特点，但对起降空间要求较大，无法实现空中悬停，多用于巡逻侦查、 航测等场景。 无人直升机：可垂直起降，机动性及载荷能力强，但结构复杂，成本高，多用于消防救援、物流配送等场景。 多旋翼无人机：结构简单，价格便宜，易于垂直起降，但续航和载重能力较差，多用于电力巡检等场景。 复合翼无人机：结合了固定翼和多旋翼的优点，但技术复杂，制造成本高，多用于应急救援等场景。 2、产业链：无人机机身是无人机的核心部分，承载关键组件 机身材料：包括碳纤维复合材料、铝合金、钛合金和玻璃纤维复合材料，需要具备轻质、高强度、耐腐蚀等特性。 动力系统：由电机、电子调速器、螺旋桨和电池组成，是无人机飞行的心脏。 3、无人机政策大力支持、应用领域不断扩展，市场规模有望快速增长 飞控系统：无人机的“大脑”，包括传感器、机载计算机、伺服作动设备等。 无人直升机飞控：比无人机飞控更复杂，需要处理更复杂的飞行控制算法。 需求：中国无人机市场规模有望快速增长，2023年规模约765亿元，2024年规模有望超900亿元。 4、公司介绍：万丰奥威、翼飞科技、中创航空（绿能慧充子公司）、小鹏汇天、零重力、亿航智能、纵横股份、沃飞长空 1、构型：无人机可分为固定翼、多旋翼、直升机、复合翼四类，复合翼无人机率先普及 2.1.1、无人机动力系统市场预计2024-2029年稳健增长超20 亿美元 1.1、固定翼构型主要分为四大类，适宜长距离飞行任务 2.2、飞控是飞行器的大脑，无人直升机飞控更复杂，更高精 度 1.2、直升机构型主要分为�大类，可成为有人直升机的有力补 充 2.2.1、我国军用、工业级无人机飞控市场规模可观，未来向智能化、模块化、星链技术发展 1.3、多旋翼构型主要分为三大类，固定翼和多旋翼性能存在 差异 2.2.2、飞控系统分为开源飞控和商品飞控，昂际航电飞控技术国内领先 1.4、复合翼构型主要分为三大类，应用领域广泛 3、无人机政策大力支持、应用领域不断扩展，市场规模快速增长 2、无人机机身是无人机的核心部分，承载关键组件 2.1、动力系统协同工作实现无人机飞行控制，是无人机飞行 的心脏 4、公司介绍 1、构型：无人机可分为固定翼、多旋翼、直升机、复合翼 四类，复合翼无人机率先普及 1.1、固定翼构型主要分为四大类，适宜长距离飞行任务 1.2、直升机构型主要分为�大类，可成为有人直升机的有力补充 1.3、多旋翼构型主要分为三大类，固定翼和多旋翼性能存在差异 1.4、复合翼构型主要分为三大类，应用领域广泛 1、构型：无人机可分为固定翼、多旋翼、直升机、复合翼四类，复 合翼无人机率先普及 华安研究•拓展投资价值 构型 固定翼 直升机 多旋翼 复合翼 续航能力强，液体燃料航程一般可达 垂直起降，可操纵 结构简单，价格便 具备固定翼续航及 优点 2000-3000km，航 性强，空中悬停， 宜，体积小，对起 航速航程优势，可 速快，载重能力 载荷能力强 降点要求小 垂直起降 强. 机械结构较多旋翼 负载能力弱，续航 滑行起降对起降点 更为复杂，续航一 短，一般满载悬停 劣势 要求较高，无法空 般600-800km，较 时长仅为几十分 技术复杂，成本高 中悬停作业 固定翼较差，售价 钟，速度慢，稳定 及维修成本较高 性差 动力 电动/液体燃料 液体燃料 电动 电动/液体燃料 图示 图表：无人机构型及优缺点分析 无人机主要分为固定翼、多旋翼、直升机、复合翼四种技术构型。 固定翼无人机：具备高航速、长航时、长航程的特 点，对起降空间要求较大，无法实现空中悬停。 无人直升机：可垂直起降，机动性及载荷能力强，续航方面弱于固定翼无人机但优于多旋翼无人机，结构复杂，售价及维修成本高。 多旋翼无人机：结构简单，价格便宜，垂直起降，续航及载重能力差。 复合翼无人机：结合了固定翼与多旋翼的优点，但技术复杂制造成本高，旋翼结构导致其气动效率略低于固定翼结构。 资料来源：中国物资储运协会、全意航空微信公众号、华安证券研究所整理 5 敬请参阅末页重要声明及评级说明 证券研究报告华安证券研究所 1、构型：无人机可分为固定翼、多旋翼、直升机、复合翼四类 华安研究•拓展投资价值 无人机不同构型主要参与企业： 资料来源：深洪所微信公众号、智能汽车俱乐部微信公众号、公司官网、华安证券研究所整理 1、应用场景：“干-支-末”三段式物流网络 华安研究•拓展投资价值 今年三月发布的《通用航空装备创新应用实施方案》明确提及建立“干-支-末”三段式物流网络。 “干线”运输 距离：>1000km; 载重：吨级 航行时长：数小时-数十小时 场景：跨省跨区域集散式物流，如各地集散中心之间物流运送。 采用机型：大型固定翼飞机 基建：大中型固定翼飞机一般飞行空域 同传统民航类似，可采用传统民航基础设施 “支线”运输 距离：100-1000km; 载重：吨级 单程时长：数小时 场景：省内城市间物流、海盗物流、省内物流中心之间运输等。 采用机型：大中型固定翼、复合翼无人机与无人直升机等 基建：可部分采用现有民航基础设施。 “末端”递送 距离：<10km 载重：5-20kg 单程时长：<30min 场景：从城市内物流点到末端快递柜，乡镇等快递递送等。 采用机型：小型多旋翼无人机 基建：需新建起降点，快递柜及空管系统等基础设施。 1.1、固定翼构型主要分为四大类，每种构型都各有其优点和缺点 华安研究•拓展投资价值 固定翼构型主要分为单机翼、双机翼、三面体机翼、倒V尾翼四类。 资料来源：爱采购，华安证券研究所整理 1.2、直升机构型主要分为五大类 华安研究•拓展投资价值 直升机构型主要分为单旋翼、纵列式双旋翼、横列式双旋翼、共轴式双旋翼、交叉式旋翼�类。 构型 示例 介绍： 单旋翼直升机 机上仅安装一副旋翼，升力和推进力均由其产生，安装在机身尾部的尾桨提供平衡旋翼的反扭矩。这是当今技术最成熟、数量最多的直升机型式。 纵列式双旋翼直升机 机体上方两个旋翼串联，没有尾桨。两台发动机在机身后部。后旋翼安装位置比前旋翼要高，这样可以避免两个旋翼叶片发生碰撞。飞行受直升机重心变化影响小，悬停更稳定，研发门槛高。 共轴式双旋翼直升机 两个旋翼安装在同一个旋转轴上，上下排布，旋转方向相反，反扭力矩可以相互抵消。 横列式双旋翼直升机 两副旋翼沿机体横向左、右排列，其转向也相反。 交叉式旋翼直升机 两副旋翼沿机体横向左、右排列，但其轴线呈“V”型交叉，反向协调旋转。 1.2、无人直升机构型对比-共轴双旋翼与纵列双旋翼 华安研究•拓展投资价值 共轴双旋翼直升机： 构型：采用上下共轴反转的两组旋翼用来平衡旋翼扭矩，不需尾桨。特点： 1）操纵性强：重量和载重均集中在直升机的重心处，减少了直升机的俯仰和偏航的转动惯 量。 2）体积小：旋翼半径仅为同重量单旋翼直升机的70%，纵向尺寸仅为60%左右。 3）具有较高加速特性：俯仰转动惯量大约是单旋翼直升机的一半，可提供更大的俯仰和横滚操纵力矩。具有较高的加速特性。 4）稳定性强：两个旋翼上下排布方向相反，反扭力矩可以相互抵消。 劣势： 1）机身高度较高：两个旋翼上下布局，高度较高。以俄罗斯卡-52为例，高度达到5.4米，比普通直升机高近1-2米。 2）飞行过载受限：两旋翼转动时气流相互干扰，飞行时遇风变等情况下碰撞概率增加，限 制飞行过载。 场景。 应用场景：舰载机、军事、山区应急救援等对于直升机体积、速度、操纵性能等具有一定需求的场景。 纵列式双旋翼直升机： 构型：双旋翼前后纵列，通常后旋翼稍高于前旋翼，由同一组发动机驱动反向旋 转（抵消反扭矩），通过总距杆操纵双旋翼的升力变化。 特点： 1）悬停稳定性强：前后双旋翼布局，飞行受中心变化影响小，悬停稳定。 2）舱内空间较大：纵列式布局使得机舱较长，空间大，能够装配更多的物资和人员。 3）有效载荷大：纵列式布局取消了尾桨，避免产生10%-15%的功率消耗，旋翼桨叶长度相较于传统单旋翼直升机较短，重量较轻。 劣势： 1）体积大：纵列式分布采用前后分布，机舱体积较大，不适用于中小机型。 2）操纵性较差：纵列式布局使重量集中在机身中部，提高重心变化范围的同时对其航向变化带来操纵滞后性。 3）气动效率差：前旋翼对后旋翼形成干扰，气动效率较差。 应用场景：物资运输、电力设备检修等对于载荷、悬停能力要求较高及空气稀薄等高原 多旋翼构型主要电动多旋翼、油动多旋翼、油电混合多旋翼三类。 资料来源：雨飞工作室，无人机知识大全、华安证券研究所整理 固定翼与多旋翼性能对比： 飞行时间和距离： 固定翼无人机在飞行时间和飞行距离 上具有明显优势。由于其高效的空气动力学设计，固定翼无人机能够在较低的能量消耗下飞行更长时间和更远距离。相比之下，多旋翼无人机由于持续使用旋翼来产生升力，能量消耗较大，飞行时间和距离相对较短。 机动性和稳定性： 多旋翼无人机在机动性方面具有优势 ，能够在空中准确悬停、快速变换飞行方向，适合在狭小空间或需要精确位置控制的环境中操作。固定翼无人机虽然在高速飞行时稳定性好，但不适合在狭窄或复杂的地形中飞行。 载重能力： 固定翼无人机通常能够携带更重的载 荷，这使得它们能够装备更多的传感器或其他设备。多旋翼无人机虽然也可以携带设备，但其载重能力通常受到旋翼数量和电池容量的限制。 华安证券研究所 复合翼构型主要分为升推复合式、尾座式、倾转动力式三类。复合翼无人机通常具有以下特点： 固定翼和旋翼结合： 复合翼无人机在设计上将固定翼和旋翼结合在一起 。这意味着它可以像传统的固定翼飞机一样在空中飞行，同时也可以像旋翼无人机一样垂直起降和悬停。 垂直起降和悬停能力： 复合翼无人机通过旋翼系统提供垂直起降和悬停能 力。这使得它们可以在没有跑道的情况下起降，并且能够在紧凑的空间中进行低速悬停，以便进行任务执行或传感器数据收集。 长航时和高速飞行： 由于具有固定翼的特性，复合翼无人机通常具有较 长的航时能力，并且可以以较高的速度飞行。这使得它们适用于需要长时间航拍、监测或远程侦察的任务。 多功能性： 复合翼无人机是一种特殊类型的无人机，它结合了多种飞行器设计元素，通常包括固定翼和旋翼 的组合。复合翼无人机是一种结合了固定翼和旋翼设计的无人机，具有垂直起降、悬停、长航时 、高速飞行和多功能性的特点。它们在多个领域中的应用潜力很大，并且随着技术的不断发展，复合翼无人机的设计和性能将不断改进和拓展。 复合翼无人机在空中执行多种任务时具有灵活性。 它们可以通过固定翼飞行模式进行高速巡航和广域搜索，而在需要时可以切换到旋翼模式进行低速悬停和精确操纵。 多领域应用： 复合翼无人机在许多领域有着广泛的应用。 12 敬请参阅末页重要声明及评级说明 证券研究报告华安证券研究所 华安研究•拓展投资价值 2、产业链：无人机机身是无人机的核心部分，承载关键组件 2.1、动力系统协同工作实现无人机飞行控制，是无人机飞行的心脏 2.1.1、无人机动力系统市场预计2024-2029年稳健增长超20亿美元 2.2、飞控是飞行器的大脑，无人直升机飞控更复杂，更高精度 2.2.1、我国军用、工业级无人机飞控市场规模可观，