無人機系統組成及分類,無人機各種動力裝置類型特點

要點：

???系統功能和戰術運用不斷增強，無人機逐步成為主戰裝備。20世紀60年代起步階段，無人機多作為飛行炸彈和靶機使用。隨著照相機等早期偵察設備拍攝質量的提高，無人機開始在軍事偵察中得到廣泛應用，戰場上嶄露頭角。2001年阿富汗反恐戰爭中，無人機首次攜帶武器攻擊地面目標，開啟“察打一體”無人機潮流，之后的多次局部戰爭中，各類無人機被綜合運用協同作戰，從小規模應用的支援性配角成長為常態化運用的主力裝備。我國無人機發展雖然起步晚，但發展較快，目前已達世界先進水平。

???察打一體無人機已經成為當前空中作戰力量的重要環節，基于“有人機?/無人機編組技術”的“忠誠僚機”是無人機未來發展方向。無人機系統由眾多分系統構成。動力裝置是無人機的心臟，也是我國無人機產業鏈相對薄弱的環節。任務載荷是為無人機完成特定任務所安裝的設備組合，決定了無人機的應用價值，種類眾多，主要包括了成像偵察類載荷、電子戰類載荷和武器彈藥類載荷。通信數據鏈是無人機系統的“神經”，決定了無人機的控制距離。復合材料的應用對無人機結構輕質化、小型化和高性能化至關重要，無人機未來將向高隱身性發展，而隱身材料是實現隱身性能的關鍵。隨著人工智能等技術的發展和應用，無人機將向中高烈度戰爭中與有人機協同作戰甚至完全自主作戰進化。

???就全球的軍事預算而言，各國無人機系統方面的預算將持續增長，中東地區國家是主要買家，在中東地區中國穩坐第一大供應商。隨著越來越多的國家從近幾次局部戰爭中吸取無人機參與作戰的經驗教訓，無人機在全球范圍內開始大規模擴散，尤其是作為全球“安全洼地”的中東和北非的阿拉伯國家，近幾年已成為國際軍用無人機市場上的主要買家。無人機強國美國和以色列由于國防法律法規和政治因素，嚴格限制了無人機系統向中東地區國家出售，物美價廉的中國無人機獲得了中東國家的青睞，面對同樣具備價格優勢的土耳其和伊朗的競爭，中國無人機具有性能更高和供應鏈自主可控的優勢，從而穩坐中東地區無人機第一大供應商。

???軍用無人機產業鏈下游整機企業處于產業鏈核心地位。軍用無人機產業鏈上游是通用性強兼容性好的原材料、元器件、零部件和組件/部件/模塊，集中度低，參與企業多，中游分系統雖然整體價值量大，但分系統眾多，定制化程度高，需要按照下游整機企業的技術要求，完成相應配套，下游整機企業處于產業鏈核心地位，是牽引整個產業鏈發展的龍頭。

???重點公司關注：重點推薦中無人機、中航沈飛、航發動力、新雷能、中航高科和航天電器。中無人機是大型固定翼長航時無人機領軍企業，翼龍產品系列已達到國際先進水平，是我國軍貿無人機的龍頭產品。中航沈飛是我國重要戰斗機的主要研制基地，目前我國空軍和海軍航空兵裝備新增和換代需求迫切，隨著我國航母艦隊的不斷建設，海軍艦載航空兵將為公司帶來持續的增量需求。航發動力是我國航空發動機產業的中流砥柱，主力型號已處于產量上升期，其中多款渦扇、渦槳以及渦噴發動機可用于無人機，填補了我國急需的無人機動力空白。新雷能在特種電源領域品類豐富，在新型重點型號導彈及雷達電子設備電源產品領域占比較高，隨著相關總體類產品進入批量交付階段，公司特種電源產品業績將持續高速增長。中航高科聚焦碳纖維預浸料產品，處于碳纖維產業鏈核心樞紐環節，承擔了多型航空新裝備所需預浸料產品的研制、生產和供應，具有壟斷優勢，隨著新型航空裝備和導彈的大規模列裝，公司航空復材業務進入高速成長期。航天電器主導產品是系統或整機電路中關鍵必備基礎元器件，廣泛用于航天、航空、電子、兵器等高技術領域配套，公司將直接受益于我軍新型導彈武器和航空裝備的定型量產加速，以及全軍實戰化演練頻次增加帶來的消耗增多。

風險提示：無人機海外訂單不及預期；國內列裝不及預期；疫情不確定性對生產交付造成影響；新型號研發不及預期。

1.?無人機發展史：系統功能和戰術運用不斷增強，逐步成為主戰裝備

1.1?起步階段（20世紀初-60年代）：多作為飛行炸彈和靶機使用

以陀螺儀為基礎發明的自動駕駛儀的出現，拉開了無人機發展的序幕，1917年斯佩里為美國海軍研制的“空中魚雷”完成首飛，同時期凱特靈為美國陸軍研制成功了“凱特靈蟲”飛行炸彈，第二次世界大戰末期德國研制了類似于“凱特靈蟲”制導原理的V-1飛行炸彈。隨著無線電技術的發展與應用，無人靶機迅速發展，1935年英國DH.82B“蜂后”號的問世實現了無人機的回收，大大降低使用成本，為無人機的推廣打下基礎，二戰末期到20世紀60年代，多國相繼研制出多種靶機，一段時間內靶機成為無人機的代名詞，這個時期無人靶機的發展也帶動了遙控遙測技術、飛行控制與導航技術、小型發動機技術、發射與回收技術以及無人機專用設備等無人機關鍵技術的發展，為無人機未來的全面發展奠定了基礎。

1.2?實用階段（20世紀60-80年代）：戰場上嶄露頭角

由于無人機具備無需考慮飛行員的疲勞和傷亡、成本相對較低等優勢，并且隨著照相機等早期偵察設備拍攝質量的提高，無人機不再局限于靶機方面的應用，開始在軍事偵察中得到廣泛應用。軍用無人機首次大規模地應用于實戰時在越南戰場上，美軍為了減少戰機和飛行員的損失，采用無人機進行偵察，戰爭期間，“火蜂”系列無人高空偵察機使用了3435架次，執行了高空和超低空照相偵察、電子竊聽、干擾無線電臺通信等任務，戰損率僅為16%。“火蜂”的出色表現展現了無人機的新價值，開辟了無人機實用的新階段。

越戰之后，以色列接過了無人機技術發展的火炬，并使無人機在貝卡谷地空戰中大放異彩。1982年黎以沖突中，以色列奇襲了敘利亞部署在貝卡谷地的19個“薩姆-6”導彈連，短短幾分鐘就徹底摧毀了敘利亞和蘇聯苦心經營10年的防空網。戰斗中，以色列首先派出了“猛犬”無人機作為誘餌，欺騙敘軍打開了全部雷達，大量消耗“薩姆-6”導彈，同時以色列派出“偵察兵”無人機偵察機收集敘利亞導彈陣地的雷達位置和信號頻率，并把信息傳送給E-2C“鷹眼”預警機，“鷹眼”預警機作為空中指揮站，引導F-4戰斗機發射反輻射導彈，對敘利亞軍隊的雷達系統進行了精確打擊。

1.3?發展階段（20世紀90年代至今）：局部戰爭中全面應用，漸成主力裝備

隨著無人機的軍事價值逐漸被各國軍方重視，眾多高新技術被用于無人機上，比如新翼型和新材料的運用大大提升續航時間，先進的信號處理和通信技術大大提升信號處理和傳輸的速度等等，無人機的系統功能不斷豐富，系統性能不斷提升。同時20世紀90年代以后的多場高技術局部戰爭中，無人機的運用方式不斷迭代升級，作戰效果得到反復實踐檢驗，無人機正成為戰場上的多面手，從小規模應用的配角成長為常態化運用的主力裝備。

2001年阿富汗反恐戰爭中，無人機大顯身手，開啟“察打一體”無人機潮流。美軍派出“全球鷹”和“捕食者”無人機進行全天候偵察，為了能使無人機直接打擊地面目標，美國首次在“捕食者”無人機上掛載了“海爾法”導彈。2001年11月15日，指揮中心通過“捕食者”無人機偵察的信息，分析出疑似基地組織召開的會議，指揮中心控制“捕食者”無人機向召開會議的大樓和停車場發射“海爾法”導彈，擊斃了基地組織的二號人物，這一擊意味著無人機開始具備低空探測和直接攻擊地面目標的能力，將偵察與打擊融為一體，大大壓縮了“觀察-判斷-決策-行動”的攻擊鏈路，實現“發現即摧毀”的作戰目的，提高作戰效率，是無人機技術和功能的重要轉折點，預示了察打一體化時代的來臨。

納卡戰爭中，無人機首次作為主戰裝備參戰，首次實踐無人機協同作戰并取得卓越戰績。2020年9月阿塞拜疆與亞美尼亞爆發軍事沖突，阿方綜合運用各類無人機協同作戰代替了地面部隊的長驅直入，掌控了戰場的制空權和主動權。阿方首先出動赫爾墨斯450和蒼鷺無人機縱深偵察亞方防空裝備部署情況，隨后出動安-2無人機誘使亞方防空系統開機，盡可能暴露和消耗亞方的防空力量，然后多架配備反輻射導引頭的哈洛普無人機攜帶炸彈擊毀亞方的防空系統，在亞方防空力量被大面積摧毀后，TB-2無人機攜帶導彈向縱深攻擊亞方的軍火庫、指揮所、軍事基地以及主戰坦克等地面裝備。

1.4?中國無人機的發展：起步晚，但目前已達世界先進水平

我國無人機的研究起步較晚，始于20世紀50年代后期，由于蘇聯援助取消和專家撤離，我國空軍的主要靶機拉-17嚴重缺乏，從而促成我國下決心搞自己的無人靶機，“長空一號”（CK-1）應運而生。20世紀60年代越南戰爭時期，我軍擊落數架美國“火蜂”無人偵察機，通過仿制“火蜂”無人機，研制了“長虹一號”（無偵-5）高空、高亞音速多用途無人機，主要用于軍事偵察、高空攝影、靶機、地質勘查等任務。

“長鷹”系列無人機系統是我國第一套大型中高空遠程無人偵察機系統，具備一定隱身能力，被稱為中國的“全球鷹”，最大續航時間大于40小時，最大載重為150kg，具備數千公里的戰略偵察能力。“翼龍”-1無人機是我國第一款研制成功的中空長航時察打一體無人機，2007年原型機實現首飛，2008年完成性能/任務載荷飛行試驗，之后我國又陸續研制成功了彩虹-3、彩虹-4等型號的察打一體無人機，“翼龍”和“彩虹”系列無人機也是我國無人機出口的主力機型。2019年國慶閱兵首次展示了多種先進的無人作戰飛機，其中“無偵-8”是一款飛行于臨近空間的高速隱身無人偵察機，“攻擊-11”是一款高空長航時察打一體隱身無人機，這些無人機的研制成功代表了我國無人機設計制造水平已達到世界先進水平。

1.5?無人機系統組成及分類

經過近百年的發展，無人機技術的發展和系統復雜程度不斷提高，戰術運用不斷增強，無人機為了高效完成任務，除了飛行平臺和任務設備外，還需要地面控制設備、數據通信設備以及起降回收裝置等進行輔助，典型的無人機系統由飛行平臺、動力裝置、航電系統、任務載荷系統、地面系統、綜合保障系統等子系統組成。

無人機的應用領域非常廣泛，為了適應不同的使用要求和應用場景，無人機在尺寸、質量、性能等方面差異明顯。針對無人機的多樣性，可以從用途、飛行平臺構型、大小、飛行性能（速度、航程及實用升限）等角度進行分類。

2.?察打一體無人機：即察即打，把握稍縱即逝的戰機

察打一體無人機通過將無人偵察機配備打擊武器，實現偵察和打擊的一體化，可以及時地向其所探測到的目標發動攻擊，大大縮短對目標的“殺傷鏈”周期，極大提高了偵察信息的時效性和攻擊的準確性。從2001年阿富汗反恐行動中美軍首次使用察打一體無人機發射“海爾法”導彈開始，察打一體無人機已經逐步成為空中作戰力量的重要環節，并逐步從配角走向主力，從承擔空中狙擊的孤軍作戰向網絡信息數據共享環境下的多無人機、有人無人協同聯合作戰模式發展。察打一體無人機從中空長航時無人機發展而來，經過20多年的發展，展現出良好的發展前景，各國對作戰類無人機的研制和裝備的投入不斷加大，隨著人工智能技術的發展和應用，察打一體無人機在戰術應用和系統功能方面還有很大的發展空間。

2.1?動力裝置：無人機的“心臟”

無人機動力裝置主要為無人機提供滿足飛行速度和高度要求的推力，并為無人機航電系統和任務載荷系統提供電力及功率支持，作為無人機的“心臟”，其性能在很大程度上決定了無人機的作戰性能。為了滿足無人機在飛行高度、航時、工作任務等方面的不同需求，無人機動力裝置的功率和推力變化范圍很大，但基本上是屬于中小型發動機的范疇，按類型分為電動動力系統、活塞動力系統和空氣噴氣動力系統。

活塞發動機是無人機最早、最廣泛使用的動力裝置，技術較為成熟，具有良好的經濟性和可靠性，一直在中低速無人機和長航時無人機領域占據主導地位，相較汽油活塞發動機，重油活塞發動機具備更優異的燃油性能和高空性能。相比活塞發動機，渦軸/渦槳發動機具有功重比大、結構緊湊、振動小、高原性能好、燃料適用性好、便于維修等優點，因而渦軸發動機代替了活塞發動機成為直升機的主要動力裝置，尤其0.7t級以上的直升機平臺多采用渦軸發動機，在中空長航時領域，渦槳發動機也在中大型固定翼無人機中具有廣泛應用。在萬米以上高空條件下，活塞發動機因空氣稀薄性能急劇衰減，螺旋槳的推進效率也同樣會大幅降低，能夠解決活塞發動機升限和高原起降問題的多級增壓技術尚待攻克，因而必須使用高增壓比高性能的燃氣渦輪發動機，其中渦噴發動機具有結構緊湊、質量輕、尺寸小、推重比大、響應快和相比渦扇發動機成本低等顯著優點，能使飛行器實現高速飛行，高空、高速無人機動力裝置一般會首選渦噴發動機，另外在高速靶機、靶彈等特殊的應用領域小推力渦噴發動機仍然具有獨特的地位，而渦扇發動機具有耗油率低、壽命長、易于實現系列化等優點，其質量和推力等級能與無人機實現較好匹配，對于高空長航時無人機，渦扇發動機仍是最佳動力選擇，其升限一般在10000~20000 m，最大飛行馬赫數（Ma）可以達到0.85，世界最高水平的無人機多數配備的是渦扇發動機。沖壓發動機在飛行馬赫數大于3的條件下使用相比燃氣渦輪發動機有較高的經濟性，適合高空高速飛行，但缺點是不能自行起動，需借助其他發動機助推飛行至0.5Ma以上才能有效工作。電動無人機目前常用的是鋰電池供電，多用于小型固定翼和多旋翼無人機，但鋰電池存在續航時間短、低溫下性能差的問題，因而衍生出氫燃料電池和太陽能電池動力能源，多用于中型固定翼和體型較大的多旋翼。

由于無人機動力需求與有人駕駛飛機有一定區別，而國內大部分資源都投入到主力戰機的配套發動機研發中，導致目前國內無人機動力的發展滯后于無人機系統的發展。活塞發動機方面，國外主要有奧地利羅塔克斯（Rotax）公司、美國萊康明（Lycoming）公司、美國大陸（Continental）公司、德國?Limbach?公司、英國RCV公司以及美國猛禽渦輪增壓柴油機公司等，國內主要有宗申動力（001696.SZ）、安徽航瑞、航天科工某院所等。渦輪燃氣發動機方面，中國航發的AEF50E/AEF100渦扇發動機、AEP50E/AEP60E渦槳發動機以及AEF20E渦噴發動機，航天科工某院所的CTF-3渦扇發動機，中發天信的XX850渦噴發動機等可用于無人機的發動機。

2.2?任務載荷：擴展了無人機的應用價值

無人機的任務載荷是為無人機完成特定任務所安裝的某種或幾種設備組合，無人機可攜帶的任務載荷的種類和功能很大程度上決定了無人機的應用價值。察打一體無人機的任務載荷主要包括成像偵察類載荷、電子戰類載荷和武器彈藥類載荷。

成像偵察類載荷主要指光電/雷達偵察設備，用于完成光電探測與對抗、輔助導航、情報收集、偵察與監視以及搜索跟蹤瞄準等作戰任務。成像偵察類載荷主要有可見光傳感（EO）、紅外傳感器（IR）、合成孔徑雷達（SAR）、激光雷達和激光測距機/激光目標指示器等。可見光傳感器主要在晝間使用，紅外傳感器可以獲得夜間圖像，二者相結合可以實現全天時工作，是光電偵察平臺的基本配置，若再配上激光雷達和激光測距機/激光目標指示器又可以實現對目標的測量及成像跟蹤，光電偵察設備最大作用距離一般在10-15km，適合于察打一體無人機在最后攻擊階段的探測和攻擊任務。與可見光/紅外傳感器相比，合成孔徑雷達不受雨雪云霧等惡劣氣象條件限制具有全天候和遠距離使用的優點，適合于察打一體無人機在戰場的早期大范圍搜索，也是目前常選配的偵察監視類載荷，近年來合成孔徑雷達一般都具有動目標指示能力（GMTI）,非常適合察打一體無人機對地面運動目標的搜索、發現和跟蹤。

隨著遙感、微電子等科學技術的進步以及任務需求的發展，光電任務載荷不斷多樣化、小型化、輕型化和模塊化，光電偵察平臺從最初的單一載荷向多載荷集成發展。無人機載光電載荷通常采用球形穩定轉塔結構形式，光電傳感器安裝在球形轉塔內，光電傳感器會根據載機任務的不同需求有不同搭配，目前主流的基礎配置是中長波紅外熱像儀、彩色高清可見光攝像機和激光測距機，有些產品還會集成慣性測量單元、全球定位系統、低照度照相機、激光照明裝置等。

電子戰類載荷是無人機執行電子自衛和電子對抗任務的設備。一方面，無人作戰飛機面臨敵方以雷達為導引的武器攻擊，需要進行及時的威脅告警、態勢感知和電磁對抗；另一方面，無人機也可以對敵方的雷達和通信設備發起電子攻擊，干擾和摧毀敵方的雷達和通信設備。

電子戰劃分為電子支援、電子對抗（或電子攻擊）和電子防護三大部分。電子支援通過對敵方輻射源（包括通信和雷達信號源）的截獲、識別、分析和定位，為電子攻擊、電子防護、武器規避、目標瞄準或其他兵力戰術部署的快速決策提供依據；電子對抗指主動使用電磁頻譜或定向能削弱或破壞敵方戰斗力；電子防護指主動使用多種措施削弱或完全抵消電子攻擊效果的行動。除了專門的信號情報偵察載荷執行電子支援任務外，電子支援和電子對抗通常是緊密結合為一體，成為一個完整的電子戰設備。隨著現代戰爭從單一武器和平臺對抗向系統級、體系級對抗轉變，采用一體化和通用模塊化架構設計，將多種電子戰功能融為一體的一體化綜合電子戰系統已成為現代電子戰裝備發展的主流方向。

2.3?通信數據鏈：決定了無人機的控制距離

無人機通信數據鏈是無人機系統的“神經”，通過采用標準化的消息格式、傳輸協議和無線傳輸信道，在傳感器、指控系統和武器單元之間實時傳輸作戰信息。無人機通信數據鏈分為地空數據鏈和空空數據鏈（機間鏈）。地空數據鏈是無人機的關鍵子系統，為無人機系統和地面控制站提供雙向通信能力，實現遙控遙測基本功能，即實現將地面控制站的飛控指令、任務載荷控制指令、鏈路控制指令等遙控指令實時上行傳輸至飛行平臺，同時將飛行平臺的飛行狀態信息、飛行參數、任務載荷工作狀態參數、偵察信息（或視頻信息）以及鏈路工作狀態等遙測信息實時下行傳輸至地面控制站。空空數據鏈（機間鏈）為無人機系統和指通機之間提供雙向通信能力，實現有人機對無人機的控制以及無人機之間的信息傳輸。

無人機與地面控制站之間的信息傳輸屬于視距通信，當無人機飛行距離超過地面控制站的作用范圍時，數據鏈必須采用中繼的通信方式。由于中繼設備所處位置的不同可分為地面中繼、空中中繼和衛星中繼三種典型中繼方式，其中衛星中繼覆蓋范圍大，不易受敵方干擾，可實現高帶寬大數據量傳輸，是目前無人機中繼通信的主要模式，美國的捕食者和全球鷹等主流長航時無人機均采用衛星中繼的方式。

無人機的通信系統一般由機載、地面和中繼三個部分組成。機載部分包括機載數據終端（ADT，Airborne Data Terminal）和天線。前者包含?RF（Radio Frequency）接收機、發射機和調制解調器幾個部分，有些機載數據終端受到鏈路帶寬限制，集成了數據壓縮處理器。地面部分也稱為地面數據終端（GDT，Ground Data Terminal），由天線、RF接收機、發射機和調制解調器組成。如果數據在機載部分經過了壓縮，那么對應地面部分還需配備數據重建處理器，以便將數據還原。中繼部分對于需要延伸鏈路作用距離的中、長航時無人機才需要配備，它一般由中繼平臺和轉發設備構成。

視距通信鏈路分為寬帶鏈路和窄帶鏈路，其中寬帶鏈路一般工作在C或L波段，主要用于遙控遙測和寬帶任務數據傳輸，窄帶鏈路一般工作在UHF或L波段，僅用于遙控遙測數據傳輸。超視距衛通中繼鏈路通常工作在Ku或Ka波段，主要用于遙控遙測和寬帶任務數據傳輸。小型戰術無人機一般只安裝視距通信鏈路，甚至只安裝視距寬帶鏈路，中高空、長航時無人機會配備視距和超視距等多條通信鏈路。隨著無人機任務載荷能力的不斷提高，機上任務傳感器的數據量將越來越大，高性能的寬帶數據鏈將成為無人機測控數據鏈的主流。

俄烏沖突中俄軍參戰的中空長航時無人機“獵戶座”是俄羅斯第一款中型察打一體無人機，于2020年首次裝備俄軍，2022年1月首次展示了具有衛星通信功能的飛行樣機，但該機當前版本未配備衛星通信模塊，最遠控制距離?250 km，由于無人機控制站距離前線過近，很容易受到敵方遠程精確制導火力打擊。

3.?忠誠僚機：有人機/無人機協同作戰

美國國防部在近年發布的《無人機系統路線圖》中明確了無人機的發展過程為有人機與無人機協同作戰（有人機主導）、無人機與有人機協同作戰（對等條件）、無人機自主作戰。對于中高烈度戰爭，由于強對抗作戰環境的高度動態化、不確定性以及飛行任務的復雜性，具備完全自主作戰能力的無人機才是無人機發展的終極目標，但是由于當前無人機技術尚未達到全自主作戰的水平，在未來相當長的一段時間內，利用當前現有裝備進行有人-無人編隊協同作戰是一種可行的作戰方式，若用于實戰這種作戰方式仍然存在著一些技術困難需要攻克。

2015年，美國空軍提出了基于“有人機?/?無人機編組技術”的“忠誠僚機”概念，將第五代戰斗機與無人駕駛的第四代戰斗機組合搭配成一個編隊，借助五代機的作戰網絡節點角色，充分發揮四代機高機動性和火力充足的優勢，從而大大提高整體作戰效能。這種作戰理念中，有人機/無人機協同作戰，具備遠距離探測能力的高端有人機是長機，巡弋在敵防空火力打擊范圍之外，避免暴露自身，配備制導武器類、電子戰類和偵察監視類載荷的無人機作為攻擊性僚機，在機間通信數據鏈信息的支持下，執行長機的命令，進入敵防空火力打擊圈，充當遠程傳感器、武器庫、“射手”或者誘餌，完成目標搜索、跟蹤、打擊等任務，形成1+1>2的作戰效益。

為了滿足有人機/無人機協同作戰需求，忠誠僚機需要具備以下特點：一是自主性，能在不同的作戰行動中，自主組合實現作戰目標；二是開放性，采用模塊化設計，易于第三方快速集成新的功能和能力，具有可擴展性；三是彈性，具有可靠的通信和導航，以及自主能力，即使與外部的聯系受到干擾或欺騙時，這些能力仍能發揮作用；四是可消耗性，需要低成本，以達到軍事目的所需的損失率容忍度，需要設計成具有較高的壽命和較低的單程飛行故障概率，且被設計成可重復使用。

自主技術是支撐忠誠僚機用于實戰的關鍵。美國2019年5月啟動的空戰演變（ACE）項目，旨在發展空中近距離格斗的自主能力，提高作戰人員對自主化作戰的信任，2018年10月啟動的空中博格（Skyborg）項目旨在將人工智能等算法集成于多型無人平臺，提供強對抗戰場環境下具備高度自主水平的無人作戰裝備。無人機自主控制問題的解決需要人工智能技術支撐，這些人工智能技術的開發難度不亞于無人機本身。

目前，美國、英國、澳大利亞、俄羅斯和日本等均在發展“忠誠僚機”相關項目或技術。2020年12月?9日，XQ?58A“女武神”和美國空軍F?22、F?35A戰斗機進行編隊飛行測試，這是?XQ?58A“女武神”無人機首次實現與有人戰機的半自主編隊飛行。2020年9月，在“軍隊-2020”論壇上，俄羅斯喀瑯施塔得集團公司展示了“雷霆”無人機示意圖，作為“忠誠僚機”，有人機可以引導?3~4?架“雷霆”無人機。2019年2月27日，波音公司在澳大利亞舉行的阿瓦隆航展上首次公開展出了ATS（MQ-28A）全尺寸模型，原型機于2021年2月27日首次試飛。 ?

4.無人機載彈藥：低成本精確打擊是無人機載彈藥發展的主題

無人機載彈藥正成為大量使用和消耗的武器產品。近年來，在以中東和東南亞等地區為代表的局部地區沖突和反恐戰爭中，參與空襲的無人機數量和空襲次數明顯增多，2016年空襲次數就達到12896次，相比2010年的117次出現激增，隨著無人機在現代戰爭中從支援性裝備逐漸成長為主力裝備，無人機載彈藥的需求將快速增長。

目前無人機載彈藥主要以空面導彈和制導炸彈為主。無人機載彈藥按照彈藥種類，分為導彈（空面導彈和空空導彈）、制導炸彈（含制導布撒器）、火箭彈（制導型，少量非制導型）、制導迫擊炮彈、靈巧子彈藥、小型戰術制導彈藥（重10kg以內的制導彈藥）等類型，其中空面導彈又包含了反坦克導彈、多用途導彈及巡航導彈三類。空面導彈具有機動性強、射程遠、命中精度高等優點，是無人機實施對地打擊的主要武器。與空面導彈和普通炸彈相比，制導炸彈具備結構簡單、技術成熟、價格低廉、命中率高以及使用方便等特點，也是無人機理想的機載武器。

低成本精確打擊是無人機載彈藥發展的主題。早期無人機載彈藥多數采用激光半主動制導方式，這種制導方式具有結構簡單、成本低、抗干擾性好和命中精度高的特點，但易受惡劣天氣影響。為了能在夜間、不良氣象條件及各種主、被動干擾等復雜的戰場環境下提高打擊精度和任務可靠性，融合了紅外成像制導、毫米波雷達制導、慣性制導及GPS制導等多種制導方式的多模制導彈藥成為無人機載彈藥的發展方向。

機載彈藥輕型化發展。經過多年發展，無人機載彈藥已初步形成500kg以上級、250kg級、100kg級、50kg級、25kg級、15kg級、10kg級以及5kg以下級等重量級別體系。50kg以上級以現有反坦克導彈、制導炸彈等彈種改造為主，適應大、中型無人機，50kg以下級以改進和新研相結合，主要適合于中小型無人機掛載。無人機載重比有人機小很多，難以攜帶大型彈藥，同時為了滿足對多目標的高效能打擊需求，需要提高無人機載彈量，另外為了滿足未來無人戰斗機武器內埋以及減小附帶毀傷的需求，輕型化成為未來無人機載彈藥發展的必然趨勢。

模塊化、多用途戰斗部是多目標毀傷的重要手段。無人機的作戰對象既包括坦克、裝甲車等重裝甲目標，又包括建筑工事、掩體、地面車輛和武裝人員等目標，所以無人機載彈藥需要根據作戰任務和目標類型，配裝不同類型或者多用途戰斗部以便對軟、硬目標實現高效毀傷。

遠程化、網絡化發展。在保證命中精度的前提下，無人機載彈藥正在向更遠程打擊的方向發展，射程提高也就是提高無人機的生存率，同時通過加裝數據鏈，使其與各軍兵種的指揮、控制、情報系統緊密鏈接在一起，并在發射后可根據戰場態勢改變飛行中彈藥的作戰任務指令，可最大程度發揮無人機系統機載武器的作戰效能。20世紀70年代的“海爾法”系列導彈射程均為9km，2008年啟動的三模JAGM項目中導彈的射程指標達到28km，阿聯酋Adcom公司2011年披露的Namrod輕型防區外制導彈藥，配置了雙向數據鏈，既可以將視頻上傳載機，又可以接收操作員指令，最大射程可達60km，美國SDB II制導炸彈加裝了雙向數據鏈，可以連接到美軍武器數據鏈，具備發射后更改目標并完成命中評估的能力。

5.?無人機機體材料：輕量化和隱身性是無人機核心需求

復合材料的應用對無人機結構輕質化、小型化和高性能化至關重要。由于無人機通常要求具備低成本、輕結構、長航時和高存儲壽命等特點，對于“忠誠僚機”還有高隱身性、高機動性和大過載需求，以上特點和要求給無人機的機體結構設計帶來嚴峻挑戰，而與傳統的金屬材料相比，復合材料憑借其比強度大、比模量大、成型工藝性好及材料的可設計性等優勢，很好地解決了以上挑戰。

復合材料的用量已經成為衡量一款無人機先進程度的重要指標之一。從開始承力小的部件，到次承力結構，以及到主承力結構，目前世界各國都在無人機上大幅度使用以碳纖維復合材料為主的先進復合材料，基本覆蓋了包括機身、機翼、平尾、垂尾、尾撐、舵面和起落架在內的大部分結構，占到了結構總質量的60%-80%，使機體質量減少了25%以上，目前已有無人機達到全復合材料結構。當前碳纖維復合材料、玻璃纖維復合材料、蜂窩夾層復合材料等已成為無人機的主要結構材料，且多數以碳纖維復合材料為主，出于降低成本目的會混雜玻璃纖維和芳綸纖維等復合材料。

為了適應高強度對抗作戰環境，提高生存率，無人機未來將向高隱身性發展，而隱身材料是實現隱身性能的關鍵。隱身材料存在多種分類標準。針對探測技術而言，隱身材料分為為雷達隱身材料、紅外隱身材料、可見光隱身材料、激光隱身材料以及多頻譜隱身材料等。按照材料用途隱身材料可以分為隱身涂層材料和隱身結構材料，隱身涂層材料是將隱身材料涂覆在武器裝備部件表面，以降低其雷達和紅外目標特性，隱身結構材料是將吸收劑分散在特種纖維（如玻璃纖維、石英纖維）增強的結構材料中，形成結構復合材料，可替代部分現有武器裝備金屬材料制造的結構件，實現結構和隱身功能的一體化。目前隱身飛機除了進行飛機隱身結構設計外，主要的隱身方式是采用隱身涂層材料和隱身結構材料相結合。

6.無人靶機：戰機升級促研發新一代高速、大機動性和高隱身性靶機

無人靶機是指利用無人機模擬空中目標（如作戰飛機和導彈），需要模擬目標的各種特性，比如可見光、紅外輻射和雷達散射以及目標運動等特性。目前利用無人機模擬目標主要用于檢驗空空/地空武器裝備的戰術、技術性能及作戰部隊的訓練與演習。

靶機包括實體靶機、巡航靶機和旋翼靶機三類，其中巡航靶機按照飛行速度又分為低速靶機、亞音速靶機和超音速靶機三類。實體靶機是用實體飛機改裝成全尺寸靶機；低速靶機飛行速度在100m/s以下，采用活塞發動機，一般在6000m以下飛行；亞音速靶機常作為導彈測試和評估的空中機動目標，一般采用渦噴發動機作為推進動力，是需求量最大的一種靶機；超音速靶機大多采用火箭或沖壓發動機為動力；旋翼靶機一般用于對武裝直升機專門研制的對空戰術導彈的測試靶機。

目前國際軍事航空工業已進入由第三代戰斗機向第四代戰斗機過渡的階段，研制模擬第四代戰斗機的高速、大機動性和高隱身性的靶機是當前的主要需求。四代戰機的基本特征包括：高隱身目標（雷達散射截面積?RCS<0.02）、大機動過載（橫向過載8g并持續30s）、超音速飛行（M1.2~M1.7）以及配備各種抗干擾設備。相應的靶機也需要具備如下性能和特征：小RCS目標特性，前向±30°雷達反射面積小于0.01?；大機動性，要求橫向過載8g持續40s，或10g過載持續10s；高空高速飛行，要求飛行高度大于18000m，速度M1.2~M2；目標增強器和抗干擾設備攜帶能力，25～50kg任務設備。

無人機及其攜帶的靶標類任務載荷一起構成完整的目標模擬靶機。由于靶機與其模擬的目標在氣動外形、尺寸大小、發動機以及飛行參數等方面有明顯差異，僅靠無人機本身的紅外特性和雷達散射特性是無法逼真模擬目標特性的，無人機還需要攜帶紅外和雷達靶標載荷來模擬目標的紅外特性和雷達散射特性。另外，為了模擬對抗性環境，靶機一般還需要攜帶電子對抗、光電對抗等對抗性模擬設備。

7.?國際市場格局：中東國家是主要買家，中國穩坐中東頭號供應商

就全球的軍事預算而言，各國無人機系統方面的預算將持續增長，中東地區國家是主要買家。隨著越來越多的國家從伊拉克、阿富汗、敘利亞、利比亞和烏克蘭等國家身上吸取無人機參與作戰的經驗教訓，無人機在全球范圍內開始大規模擴散，根據《The Drone Databook》數據，全世界擁有軍用無人機的國家從2010年的60個激增至2020年的102個，尤其是作為全球“安全洼地”的中東和北非的阿拉伯國家，由于飽受恐怖主義和分離主義影響，內戰和代理人戰爭此起彼伏，國家間敵對和地緣政治競爭愈演愈烈，近年來已成為國際軍用無人機市場上的主要買家，同屬中東地區的以色列、土耳其和伊朗等國也在積極自行研發和裝備軍用無人機。根據蒂爾集團（Teal Group）數據，世界軍用無人機市場規模將從2023年的132億美元增長至2032年的187億美元，復合年增長率為3.9%。

全球無人機系統軍貿領域的主要出口國家是以色列、美國及中國，澳大利亞、土耳其、瑞典、意大利、伊朗等國也有部分無人機出口，但是在中東地區中國是第一大供應商。根據斯德哥爾摩國際和平研究所（SIPRI）統計，2010年至2020年無人機軍貿市場，以色列占比最大達到30%，美國占比28%，中國占比17%，但是在中東地區2011年至2021年期間中國占比達到51%，坐穩中東地區無人機第一大供應商。以色列和美國占比較低主要有兩方面原因，一方面以色列由于政治原因不會向中東敵對國家提供無人機，美國由于受制于導彈及其技術控制制度（MCTR）以及擔憂無人機流入中東會挑戰以色列在該地區的主導地位，嚴格限制了無人機系統向中東地區國家的出售，另一方面中國無人機的物美價廉也獲得了中東國家的青睞，性能對標MQ-9的CH-5只有MQ-9價格的一半左右，CH-4和翼龍II更是比MQ-9低了大約75%，中國出口主力機型翼龍系列和彩虹系列無人機，已累計完成數萬架次的起落及十余萬小時的飛行，其性能和成熟度已經歷了高強度實戰檢驗。

中國出口軍用無人機主要以高端中大型察打一體無人機為主，面對同樣具備價格優勢的土耳其和伊朗的競爭，中國無人機具有性能更高和供應鏈自主可控的優勢。2011年至2021年，中國出口軍用無人機主力機型是翼龍系列和彩虹系列，分別占到54.1%和38.1%，其中基本都是中空長航時察打一體無人機，在全球察打一體無人機細分領域，翼龍系列和彩虹系列也排名前列。比較同樣具備價格優勢的土耳其和伊朗的察打一體無人機，首先我國無人機在性能上水平更高，比如翼龍II和CH-4在最大升限、有效載荷、飛行速度和續航時間上明顯優于TB-2，可以在TB-2飛行高度之上對TB-2進行監視和跟蹤，并在TB-2需要返航時跟蹤發現地面指揮控制站位置并打擊摧毀，這是已經發生在敘利亞和利比亞戰場上的作戰案例，其次中國無人機已經能夠實現全產業鏈的自主可控，而土耳其和伊朗無人機在發動機、偵察載荷等關鍵部件上仍需要從加拿大、德國、烏克蘭等國進口，2020年由于在亞美尼亞和阿塞拜疆沖突中使用TB-2不符合加拿大的外交政策和裝備最終用途保證，加拿大停止了向土耳其出口TB-2配備的CMX-15D光電/紅外成像系統。

土耳其在全球低端中小型察打一體無人機領域占有重要地位。2011年至2021年，土耳其出口軍用無人機185架，其中70%是Bayraktar TB-2察打一體無人機。Bayraktar TB-2是土耳其自主研制的首款中小型察打一體無人機，雖然作戰能力相比美國MQ-9等大型察打一體無人機尚有差距，但由于土耳其對該機大規模的裝備和實戰應用，該機在實戰效果和累計飛行時間上處于世界第一梯隊，并在近幾年的納卡戰爭和俄烏沖突中頻繁曝光，從總體性能而言，TB-2在500kg級別無人機中表現突出，能以更低的作戰成本為軍方提供有力支持。2019年Baykar繼TB-2、ANKA之后推出了AKINCI系列大型高空長航時雙發無人機，?AKINCI A配備兩臺烏克蘭450馬力的渦槳發動機AI-450S，AKINCI B配備了兩臺加拿大750馬力的渦槳發動機PT6，該系列無人機具備更強的載油和武器掛載能力，后續值得持續關注。

土耳其無人機許多關鍵部件需要外購，供應鏈自主可控水平低，容易被“卡脖子”。TB-2的發動機采用了奧地利Rotax公司的912型渦輪增壓汽油發動機，光電吊艙采用了L3公司的CMX-15D光電轉塔，2020年這些核心部件被相繼限制出口，土耳其宣布采用國產TEI PD170發動機和CATS光電轉塔進行替代，并于2020年11月開始集成測試，但是TB-2的大多數客戶排斥購買CATS光電轉塔，主要原因是土耳其產光電轉塔重量從45kg增加至61kg，并且性能表現一般，與已有無人機系統兼容性一般。

伊朗堅持國防自主化道路，無人機裝備先進與落后并存。伊朗是中東地區最早開始大規模應用和研制無人機的國家，由于長期處于制裁環境下，限制了從從國際社會獲得先進技術和裝備的路徑。伊朗早期通過仿制由于電子干擾、誘騙以及失控墜毀在本土的美國和以色列的無人機，快速形成戰斗力，并結合自身實際大量采用了民用成熟技術，有效降低了研制難度和生產成本，但也一定程度上削弱了裝備的性能和可靠性，雖然較強的系統工程能力實現了整體作戰效能的提升，但是仍然呈現出先進與落后并存的特點。

“莫哈杰”（Mohajer）系列和“見證者”（Shahed）系列是伊朗無人機外銷主力，自殺式無人機“見證者”-136俄烏戰場發威。2011年至2021年，伊朗出口軍用無人機25架，主要是“莫哈杰”（Mohajer）系列和“見證者”（Shahed）系列。“莫哈杰”（Mohajer）系列是伊朗最早研制的一款無人機，衍生型號一直延續至今，其真正具備作戰能力的型號是2019年量產的Mohajer-6，伊朗首款實用型察打一體無人機是2012年亮相的“見證者”129。“見證者”-136是一款低成本自殺式無人機，體積小，飛行高度低，雷達難以探測，而且攔截成本高，可以遠距離飛行并在攻擊目標上方盤旋，雖然依賴民用級GNSS導航，但相對較大的彈頭彌補了部分導航精度的下降，在俄烏戰場上被廣泛用于攻擊倉庫、廠房、電力基礎設施及基地等目標，有效彌補了俄羅斯日益減少的巡航導彈供應，另外據媒體報道，除了“見證者”-136之外，“見證者”-131和Mohajer-6也出現在了俄烏戰場上。

韓國軍用無人機技術正在崛起。韓國國防部于20世紀90年代初制定了無人機發展“三步走”戰略，目標打造一支近、中、遠程相結合的無人機部隊，隨著以“夜侵者”-300為代表的國產小型戰術無人偵察機批量裝備部隊，以及KUS-FS中型中空長航時無人機研發完成并即將部署，韓國正逐步掌握無人機關鍵技術，追趕步伐逐漸加快。2022年韓國空軍宣布擬組建隱身無人機中隊，開發一種有人機-無人機編隊系統，依托1架有人駕駛隱身飛機，編組3-4架隱身無人機，聯合執行作戰任務，并計劃于2027年形成戰斗力。

8.?軍用無人機產業鏈及相關標的

軍用無人機產業鏈上游是通用性強兼容性好的原材料、元器件、零部件和組件/部件/模塊，集中度低，參與企業多，中游分系統雖然價值量大，但分系統眾多，定制化程度高，需要按照與下游整機企業簽署的技術協議中要求的成品適用標準、接口、通用質量特性、環境適應性等技術要求，完成相應配套，下游整機類企業處于產業鏈核心地位，是牽引整個產業鏈發展的龍頭。下游整機企業包括以航空工業集團、航天科技集團以及航天科工集團為代表的軍工集團、以北航和西工大為代表的軍工院校和民參軍企業，其中軍工集團主要生產中大型長航時無人機，體量最大，占據下游整機的第一梯隊，民參軍企業主要生產靶機及小型無人機。中游分系統主要包括動力系統、飛控系統、導航系統、通信系統、偵察/電子戰類載荷和機載武器等，主要供應商是各軍工集團研究所，根據整機企業中無人機招股說明書數據，2021年機載成品（發動機、合成孔徑雷達、掛架、飛機管理計算機、衛通天線組合、光電監視/瞄準裝置等）采購金額占到采購總額的60.40%，地面站（指揮控制站、視距鏈路地面站、衛通鏈路地面站及相關產品等）采購金額占到采購總額的12.59%。

9.?投資建議

隨著現代戰爭形態的演變以及先進技術帶來的裝備系統功能的不斷豐富和增強，無人機從非對稱低烈度戰爭中的支援性裝備，逐步轉變為中高烈度戰爭中的主力裝備，并將在人工智能等先進技術推動下向高烈度戰爭中與有人機協同作戰甚至完全自主作戰進化。無人機在近些年的多次局部戰爭中頻繁曝光，越來越多國家認識到了無人機的重要意義，無人機在全球范圍內將持續大規模擴散，關于軍用無人機產業鏈，我們重點推薦的標的是中無人機、中航沈飛、航發動力、新雷能、中航高科和航天電器。

9.1?中無人機

公司是大型固定翼長航時無人機領軍企業，翼龍產品系列達到國際先進水平。公司專注于大型固定翼長航時無人機系統，翼龍系列無人機具有國際先進水平，是我國軍貿無人機的龍頭產品，在全球察打一體無人機市占率位居全球第二，中國第一。

隨著信息化戰爭的不斷發展以及近幾年多次局部戰爭的實踐，無人機系統已成為未來各國武器裝備發展的重點之一，全球軍用無人機需求持續快速增長。作為新域新質作戰力量的典型代表，無人機在未來作戰體系中的比重將大幅增加，公司翼龍系列產品擁有優越的性能和成熟度，經歷了高強度檢驗，將受益于全球無人機需求的持續快速增長。

風險提示：海外訂單不及預期；產品生產交付不及預期

9.2?中航沈飛

公司是我國重要戰斗機的主要研制基地，研制成功我國首款艦載隱身戰斗機。公司是中國殲擊機的搖籃，負責研制了我國多款主力戰機，隨著公司新型殲-35艦載隱身戰斗機的研制成功，我國成為全球第二個能自研自產隱身艦載機的國家。 我國空軍和海軍航空兵裝備新增和換代需求迫切。我軍目前戰斗機中仍有很高比例是二代機，急需換代升級，公司三代半戰斗機殲-16系列已經是空軍主力機型，殲-15是我國現役唯一一款航母艦載機，隨著我國航母艦隊的不斷建設，海軍艦載航空兵將為公司的殲-35和殲-15系列帶來持續的增量需求。風險提示：全軍新型航空裝備列裝進度不及預期；訂單交付節奏不及預期；技術創新風險

9.3?航發動力

公司是我國航空發動機產業的中流砥柱，主力型號已處于產量上升期，其中多款渦扇、渦槳以及渦噴發動機可用于無人機，填補了我國急需的無人機動力空白。第三代發動機渦扇10系列發動機已經十分成熟，并且已經推出多個改型，公司目前已具備第四代發動機研制能力和第五代發動機預研能力，隨著新型發動機研制進度的不斷推進，我國有望消除代差，邁入航空發動機強國行列。

航空裝備升級換代加快疊加實戰化訓練強度加大，推動航空發動機需求高速增長。國內航空動力裝備將形成一、二代機加速淘汰，三代機批量穩定交付、四代機研制、五代機預研加速的局面，航空裝備升級換代加速，同時隨著航空兵實戰化訓練強度加大，飛行員平均飛行小時數極大增長，加速航空發動機損耗，這將極大推動航空發動機需求，推動公司業務持續高速增長。

風險提示：新型航空裝備列裝不及預期；新型號研制進度不及預期

9.4?新雷能

特種電源領域高速增長。航空航天及軍工特種領域對電源產品在嚴酷環境下的性能要求很高，并要求長期可靠性，公司在特種電源領域品類豐富，在新型重點型號導彈及雷達電子設備電源產品領域占比較高，隨著相關總體類產品進入批量交付階段，公司特種電源產品業績將持續高速增長。

定增落地打開成長空間。公司持續推進產能擴充，定增項目覆蓋特種電源、高可靠性SiP功率微系統、5G通信及服務器電源等業務板塊，預計達產后三項業務新增年營收分別為12.5億元、2.5億元和3.0億元，凈利潤2.94億元、0.47億元和0.21億元。隨著定增項目落地，公司將完善產品業務布局，打開未來長期增長空間。

風險提示：全軍采購進度不及預期；募投項目進展不及預期

9.5?中航高科

碳纖維復合材料在航空結構輕量化中具有無可替代的材料性能，不需要考慮過載更專注于機動性能的無人機相比于載人飛機碳纖維復合材料用量占比更高。碳纖維復合材料經過多年發展已經從最初的非承力構件發展到應用于次承力和主承力構件，應用比例不斷提升，公司聚焦碳纖維預浸料產品，處于碳纖維產業鏈核心樞紐環節。公司承擔了多型航空新裝備所需預浸料產品的研制、生產和供應，具有壟斷優勢。

航空裝備和復合材料技術迎來跨代發展機遇，公司航空復材業務進入高速成長期。隨著新型航空裝備和導彈的大規模列裝，以及國產大飛機C919完成適航認證，軍民航空裝備需求上升疊加復合材料應用比例不斷提高，公司作為主要的預浸料供應商，航空復材業務將進入高速成長期。

風險提示：航空復合材料需求不及預期；生產交付不及預期

9.6?航天電器

連接器是系統或整機電路中負責電氣連接或信號傳輸的關鍵必備基礎元器件，公司主導產品用于航天、航空、電子、兵器、船舶、通信、軌道交通、能源裝備等高技術領域配套。隨著我軍新型導彈武器和航空裝備的定型量產加速，以及全軍實戰化演練頻次增加帶來的消耗增多，公司作為關鍵必備基礎元器件配套企業將直接受益。

定增項目穩步實施，持續推進產能提升。公司持續推進生產基地建設，定增募資擴充產能，募投項目涉及公司軍民用連接器、繼電器、電機和光模快業務板塊，項目預計2023年12月建成投產，預計年新增銷售收入23.61億元，公司將打破產能瓶頸，滿足下游不斷增長的軍民用需求，實現十四五期間高速發展。

風險提示：連接器訂單不及預期；募投項目進展不及預期