伴隨人工智能、半導(dǎo)體、傳感器等快速發(fā)展，無人機(jī)系統(tǒng)通過技術(shù)快速迭代，不斷拓展能力和應(yīng)用領(lǐng)域。

　　01、無人機(jī)系統(tǒng)：2019-2029全球累計產(chǎn)值超4000億美元

　　1.1 無人機(jī)與無人機(jī)系統(tǒng)

　　無人機(jī)是不攜載操作人員、由動力驅(qū)動、可重復(fù)使用、利用空氣動力承載飛行、可攜帶有效載荷、在遠(yuǎn)程控制或自主規(guī)劃的情況下完成指定任務(wù)的航空器。按照氣動布局分類，無人機(jī)主要分為固定翼無人機(jī)、多旋翼無人機(jī)、無人直升機(jī)、垂直起降固定翼無人機(jī)。其中，垂直起降固定翼無人機(jī)兼 具固定翼和多旋翼的特點，對起降場地要求低、可空中懸停，適用于大面積、長航時作業(yè)，可攜帶載荷作遠(yuǎn)距離探測，具有應(yīng)用優(yōu)勢。

　　無人機(jī)逐步從軍事專用拓展到民用領(lǐng)域，形成了軍民兩用格局。早期主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，先后被用于靶機(jī)、偵查、情報探測、攜彈打擊等。20世紀(jì)80年代以來，美國、日本、中國紛紛探索無人機(jī)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用。2008至2014年，受益于信息化、任務(wù)載荷、衛(wèi)星導(dǎo)航等技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)在軍事領(lǐng)域及工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛。2014年至今，隨著無人機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈趨于成熟，飛控與導(dǎo)航技術(shù)的快速發(fā)展，無人機(jī)具備了小型化、智能化、低成本的條件，消費級無人機(jī)快速發(fā)展，工業(yè)級無人機(jī)在巡檢、安防監(jiān)控、農(nóng)林植保、測繪與地理信息等領(lǐng)域同時得以快速發(fā)展。

　　 無人機(jī)的使用需要無人機(jī)系統(tǒng)的支持。無人機(jī)系統(tǒng)是指揮控制站、一架或多架無人機(jī)、機(jī)載任務(wù)載荷、數(shù)據(jù)鏈以及相關(guān)保障設(shè)施共同組成的功能系統(tǒng)。動力系統(tǒng)、任務(wù)載荷設(shè)備能力、感知與自主控制導(dǎo)航系統(tǒng)以及起降技術(shù)是無人機(jī)系統(tǒng)的四大關(guān)鍵核心技術(shù)。無人機(jī)系統(tǒng)按大小、用途、性能特點可分為大型、中型、微小型無人機(jī)系統(tǒng)：

　　1）大型無人機(jī)系統(tǒng)主要應(yīng)用于軍事高端需求領(lǐng)域，是整個產(chǎn)業(yè)體系的“塔尖”。制空作戰(zhàn)、高空高速、長航時等任務(wù)功能的大型無人機(jī)系統(tǒng)，其開發(fā)復(fù)雜程度和技術(shù)挑戰(zhàn)甚至超過了大部分有人作戰(zhàn)飛機(jī)。世界上只有美國、英國、法國、以色列、中國等少數(shù)國家具有大型無人機(jī)系統(tǒng)獨立發(fā)展能力，全球僅有十余家領(lǐng)先防務(wù)企業(yè)具備大型無人機(jī)系統(tǒng)研制生產(chǎn)能力。

　　2）中型無人機(jī)系統(tǒng)的性能可滿足大多數(shù)常規(guī)戰(zhàn)術(shù)場景和行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。一些科技工業(yè)基礎(chǔ)不高的國家通過技術(shù)合作、引進(jìn)生產(chǎn)線等方式也進(jìn)入這一領(lǐng)域，全球約40個國家和地區(qū)、數(shù)百家制造商擁有中型無人機(jī)系統(tǒng)研制生產(chǎn)能力，其中既包括傳統(tǒng)防務(wù)及航空制造企業(yè)，也包括不少新興高科技企業(yè)參與。

　　3）微小型無人機(jī)系統(tǒng)借助成熟的軟硬件技術(shù)和產(chǎn)品配套體系，正在特種作戰(zhàn)場景和大眾及消費領(lǐng)域不斷開發(fā)應(yīng)用，涉及技術(shù)、專業(yè)、資金門檻相對較低，從業(yè)企業(yè)數(shù)以千計，中國的大疆創(chuàng)新等企業(yè)已占有較大市場份額，形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模效應(yīng)。 從價值量看，無人機(jī)配套系統(tǒng)約是無人機(jī)平臺的38.5%。無人機(jī)平臺包括機(jī)體、發(fā)動機(jī)、系統(tǒng)成品和任務(wù)設(shè)備；而無人機(jī)配套系統(tǒng)是指綜合保障系統(tǒng)和地面通用站。

　　1.2 無人機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

　　從技術(shù)發(fā)展趨勢看，無人機(jī)系統(tǒng)正向多樣化、智能化、通用化發(fā)展。

　　軍用方面，無人機(jī)系統(tǒng)將成為先進(jìn)空中作戰(zhàn)力量的主戰(zhàn)裝備和體系化、智能化作戰(zhàn)的關(guān)鍵組成部分。高空、高速、隱身、長航時等先進(jìn)無人機(jī)系統(tǒng)將在未來高危險區(qū)域、高強度對抗作戰(zhàn)環(huán)境中顯示出突出的戰(zhàn)略突防能力和持久作戰(zhàn)能力；有人無人協(xié)同、分布式空中作戰(zhàn)、集群作戰(zhàn)等將成為未來空中作戰(zhàn)的重要形態(tài)，高性能無人機(jī)系統(tǒng)將成為未來智慧化空中力量建設(shè)的重中之重。信息化、網(wǎng)絡(luò)化背景下裝備體系對抗是未來高技術(shù)戰(zhàn)爭的主要作戰(zhàn)樣式，武器裝備發(fā)展將由“以平臺為中心”向“以任務(wù)能力為中心”的體系化、網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)變，無人機(jī)系統(tǒng)通過對現(xiàn)有作戰(zhàn)方式和裝備體系的跨域“賦能”，有效推動信息組網(wǎng)和聯(lián)合作戰(zhàn)水平，充分發(fā)揮裝備體系在信息化戰(zhàn)爭條件下全維、精確、敏捷的作戰(zhàn)效能。

　　民用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用為無人機(jī)系統(tǒng)發(fā)展提供了產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)和市場化活力。無人機(jī)系統(tǒng)在航拍娛樂、農(nóng)林植保、安防監(jiān)測、地質(zhì)測繪、電力巡檢、物流運輸?shù)阮I(lǐng)域已獲得廣泛應(yīng)用，并不斷探索新概念新場景，如未來城市智能空中交通系統(tǒng)、無人空中物流等。在未來社會高度信息化、自動化、智能化趨勢背景下，無人機(jī)系統(tǒng)將會加快對社會生活各行業(yè)領(lǐng)域的滲透、沖擊、乃至顛覆，持續(xù)拓展產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間。

　　根據(jù)《無人機(jī)系統(tǒng)發(fā)展白皮書》，2018年全球無人機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)投資規(guī)模比20年前增長了30倍， 預(yù)計2019-2029年全球無人機(jī)系統(tǒng)領(lǐng)域年均增速將保持20%以上，產(chǎn)值累計超過4000億美元， 并帶動萬億美元級的產(chǎn)業(yè)配套拓展和創(chuàng)新服務(wù)市場。

　　02、軍用無人機(jī)：2020垂直起降加速軍事化運用

　　2.1 無人機(jī)：“全新物種”，深刻改變戰(zhàn)爭面貌 在戰(zhàn)爭運用方面，無人機(jī)能大幅提升作戰(zhàn)費效比。無人機(jī)代替有人機(jī)作戰(zhàn)，能大幅降低單機(jī)、作戰(zhàn) 裝備體系和實戰(zhàn)成本，同時也能減少人這一寶貴作戰(zhàn)資源的損失。

　　1）單架無人機(jī)的采購成本遠(yuǎn)低于同功能、同級別的有人機(jī)。

　　2）無人機(jī)可使美航母編隊總成本大幅下降81%。

　　3）大幅降低飛行員訓(xùn)練成本，延長作戰(zhàn)時間。

　　除此之外，無人機(jī)是軍用裝備的“全新物種”：升級迭代速度快，逐步向察打一體發(fā)展；且戰(zhàn)損比例高，具備消耗品屬性。我國軍用無人機(jī)逐步從純偵察升級至察打一體。目前軍用無人機(jī)有長空一號、長虹一號、ASN系列、WZ-2000、BZK-005、翼龍系列、翔龍、利劍、彩虹系列以及云影等型號。其中，翼龍系列、彩虹系列、利劍和云影等都是察打一體型無人機(jī)，均為2000年以后新亮相；而純偵察無人機(jī)則主要包括翔龍和BZK-005偵察無人機(jī)。據(jù)統(tǒng)計，美國捕食者A自2001年投入實戰(zhàn)以來，已累計生產(chǎn)550架，到目前已損失300架以上，戰(zhàn)損比高達(dá)54.4%。反觀美國F15系列戰(zhàn)機(jī)，已累計生產(chǎn)894架，到目前已損失109架以上，戰(zhàn)損比僅12.2%。因此與有人機(jī)相比， 無人機(jī)屬于消耗性武器。

　　無人機(jī)深刻改變了戰(zhàn)爭面貌，同時軍用也促進(jìn)無人機(jī)系統(tǒng)的強烈需求，引領(lǐng)前沿技術(shù)發(fā)展。軍用無人機(jī)系統(tǒng)更強調(diào)在復(fù)雜的作戰(zhàn)場景和極端的使用環(huán)境下，滿足先進(jìn)的技戰(zhàn)術(shù)性能、高可靠性、保密安全性等要求，因此，軍用無人機(jī)系統(tǒng)發(fā)展要求更先進(jìn)更復(fù)雜的專業(yè)化科技工業(yè)體系支撐，同時不 斷創(chuàng)新應(yīng)用高性能材料、新能源動力、人工智能、電子信息等領(lǐng)域的前沿科技，并牽引技術(shù)發(fā)展的新方向。

　　無人機(jī)集群化作戰(zhàn)是未來空中作戰(zhàn)的重要形態(tài)，中國電科展示無人機(jī)蜂群發(fā)射車。有人無人協(xié)同、分布式空中作戰(zhàn)、集群作戰(zhàn)等被列為未來空中作戰(zhàn)的重要形態(tài)，高性能無人機(jī)系統(tǒng)是未來智慧化空中力量建設(shè)的重中之重。無人機(jī)蜂群技術(shù)具體是指無人機(jī)大規(guī)模自組網(wǎng)和自編隊技術(shù)。中國電科作為從事國家重要軍民用大型電子信息系統(tǒng)的工程建設(shè)單位，在2020年10月14日展示了最新的無人機(jī)蜂群發(fā)射車。該系統(tǒng)可采取地面發(fā)射和空中發(fā)射兩種方式，用于地面發(fā)射的發(fā)射車可以一次儲存和發(fā)射48架無 人機(jī)?？罩邪l(fā)射則是借助直升機(jī)投擲，無人機(jī)到空中后自主展開。

　　2.2 現(xiàn)狀：我國軍用無人機(jī)技術(shù)深厚，名揚國際市場

　　我國軍用無人機(jī)關(guān)鍵部件已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化。首先是機(jī)體材料，近些年隨著我國材料行業(yè)迅速發(fā)展，國內(nèi)優(yōu)質(zhì)碳纖維制造商不斷涌現(xiàn)，彩虹機(jī)體材料已可實現(xiàn)全國產(chǎn)化；第二，電子核心器件，無人機(jī)沒有大型運算和高精度圖像處理，不使用高端芯片所以不受西方制裁和封鎖；第三，發(fā)動機(jī)方 面，例如彩虹使用的很多發(fā)動機(jī)現(xiàn)都已實現(xiàn)國產(chǎn)化，并完成相關(guān)國產(chǎn)化試驗工作，可實現(xiàn)國產(chǎn)發(fā)動機(jī)替代方案。

　　目前，中國軍用無人機(jī)發(fā)動機(jī)主要以航空活塞發(fā)動機(jī)為主，但是未來中國發(fā)展察打一體無人機(jī)，小型渦扇/渦噴發(fā)動機(jī)不可或缺。相對比活塞發(fā)動機(jī)，渦扇/渦噴發(fā)動機(jī)擁有更大的推重比、更快的速度、更高的飛行高度。2018年11月，中國航發(fā)在珠海航展上展示了AEF50E渦扇發(fā)動機(jī)、AEP50E渦槳發(fā)動機(jī)、AEF20E渦噴發(fā)動機(jī)等3款可用于無人機(jī)的發(fā)動機(jī)，填補了我國急需的無人機(jī)動力空白。

　　除了關(guān)鍵部件已實現(xiàn)國產(chǎn)化之外，產(chǎn)能方面也有大幅提升，脈動生產(chǎn)線可年產(chǎn)200 架彩虹無人機(jī)。不同于固定站位的傳統(tǒng)生產(chǎn)線，脈動生產(chǎn)線是一種不間斷快速流動的自動化生產(chǎn)線，是目前航空制造中效率最高的總裝生產(chǎn)線，能保障現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)的批量生產(chǎn)交付。2020年1月，由中國彩虹無人機(jī)科技公司新建設(shè)的彩虹無人機(jī)脈動生產(chǎn)線首次亮相。該條彩虹無人機(jī)生產(chǎn)線總體設(shè)置了6個站位， 每個站位都對應(yīng)著細(xì)致精準(zhǔn)的工序內(nèi)容。6個站位之間的聯(lián)系是通過一條導(dǎo)軌，如此脈動生產(chǎn)線不僅有著傳統(tǒng)站位的裝配特征，也可以實現(xiàn)裝備生產(chǎn)的快速流動性。彩虹無人機(jī)科技除了這條位于浙江臺州的脈動生產(chǎn)線，在河北固安同樣建有多條脈動生產(chǎn)線，所有脈動生產(chǎn)線一年彩虹-4、彩虹-5的合計產(chǎn)量可以保持在200架左右。

　　 同時，我國軍用無人機(jī)也備受國際市場青睞，市場份額僅次于美國，翼龍系列為出口主力機(jī)型。按出口國家分，2010-2019年美國共出口474架無人機(jī)，占據(jù)全球無人機(jī) 48.0%的出口市場。我國緊隨其后，以25.3%的市場份額居于全球第二。從機(jī)型看，翼龍系列無人機(jī)為我國出口主力機(jī)型，占比高達(dá)64%；彩虹系列無人機(jī)占比28%，僅次于翼龍系列。

　　無人機(jī)生產(chǎn)線跨出國門，占據(jù)中東無人機(jī)的主要市場。2017年3月，沙特阿拉伯引進(jìn)彩虹無人機(jī)生產(chǎn)線，引進(jìn)的“彩虹-4”配備了衛(wèi)星通信天線，掛載的武器主要是AR-1 激光制導(dǎo)近程空對地導(dǎo) 彈以及FT-9制導(dǎo)炸彈。在此前，“彩虹”無人機(jī)生產(chǎn)線已經(jīng)出口到了巴基斯坦和緬甸。目前，中國以翼龍與彩虹為代表的企業(yè)已經(jīng)占據(jù)了中東無人機(jī)的主要市場。按照出口國分，2010-2019年沙特阿拉伯、埃及、阿拉伯聯(lián)合酋長國合計購買了我國68%的出口無人機(jī)。

　　2.3 未來：垂直起降（VTOL）是無人機(jī)的發(fā)展趨勢之一

　　2.3.1 垂直起降——美軍十大未來關(guān)鍵裝備之首

　　因不受起降場地限制，能適應(yīng)航海、山地等復(fù)雜地形環(huán)境，美國將垂直起降飛行器列為美軍十大未來關(guān)鍵裝備之首。垂直起降固定翼無人機(jī)主要有兩條技術(shù)路線。

　　1）傾轉(zhuǎn)旋翼無人機(jī)：通過旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)方向分別提供垂直起降和前飛兩個階段所需的升力和推力，代表型號有美國V-22魚鷹的艦載無人機(jī)版“鷹眼”和我國的彩虹-10等。

　　2）旋翼固定翼復(fù)合式：采取兩套動力系統(tǒng)，旋翼提供垂直升力，固定翼模式下由推進(jìn)發(fā)動機(jī)提供動力，代表型號有縱橫股份“CW大鵬”系列，彩虹CH804D等。

　　2.3.2“敏捷至上”項目——2020美軍極力推進(jìn)eVTOL軍事化

　　美軍“敏捷至上”項目推動商業(yè)電動垂直起降技術(shù)向軍事領(lǐng)域轉(zhuǎn)化。2020年2月，美空軍啟動了名為“敏捷至上（Agility Prime）”項目，探索航空業(yè)新興的電動垂直起降（eVTOL）技術(shù)在特種作戰(zhàn)、救援搜索、短距運輸?shù)溶娛氯蝿?wù)應(yīng)用的可行性，推動商用技術(shù)向軍事領(lǐng)域轉(zhuǎn)化。

　　相較于商用領(lǐng)域的電動垂直起降飛行器，“敏捷至上”提出的技術(shù)要求有一定差異性。對于上述第一類應(yīng)用場景，敏捷至上提出的技術(shù)指標(biāo)要高于現(xiàn)有的典型商用技術(shù)指標(biāo)，例如貝爾公司于2020年1月提出的Nexus 4EX商用飛行器方案航程為95km，同期現(xiàn)代公司S-A1方案航程同樣約100km，這一航程能夠滿足典型的商用城市空運需求，但不能滿足軍事任務(wù)需求；第二類和第三類飛行器在商用領(lǐng)域的應(yīng)用場景尚未凸顯，因而未得到廣泛關(guān)注。此外，軍事任務(wù)的環(huán)境條件與城市存在顯著差異，需要考慮結(jié)冰防護(hù)等多種環(huán)境控制問題。美空軍表示，采購的飛行器型號不會是軍用定制的，而是與商用市場版本相同的型號。

　　“敏捷至上”項目第一階段投資總額遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出預(yù)算，多家新興eVTOL商企參與，Joby 和Beta兩家已經(jīng)進(jìn)入試飛階段。美空軍對“敏捷至上”項目的風(fēng)投集中在自主飛控、先進(jìn)材料和制造工藝、聲學(xué)技術(shù)、避撞系統(tǒng)等，敏捷至上項目已開始與參與方簽署合同，美國初創(chuàng)公司軍刀飛機(jī)公司（Sabrewing）獲得了金額325萬美元的小型企業(yè)創(chuàng)新研究合同。第一階段計劃投資總額為1000萬美元，目前的投資額已經(jīng)大大超過原計劃。截至目前，Joby和Beta兩家中標(biāo)入選試飛階段。

　　03、民用無人機(jī)：工業(yè)級成為新引擎，垂直起降加速城市交通商業(yè)化

　　3.1 2020年，全球民用無人機(jī)市場逐步由to C轉(zhuǎn)向to B

　　民用無人機(jī)分為消費級無人機(jī)和工業(yè)無人機(jī)。1）消費級無人機(jī)主要用于航拍和娛樂，著重拍攝功能和可操作性。2）工業(yè)無人機(jī)注重經(jīng)濟(jì)效益，追求巡航速度、續(xù)航時間等性能的平衡，對無人機(jī)的專業(yè)化應(yīng)用要求高。通過搭載不同的任務(wù)載荷，如熱紅外相機(jī)、高光譜相機(jī)、激光雷達(dá)、光電吊艙等，實現(xiàn)不同專業(yè)功能，從而滿足對應(yīng)的行業(yè)需求。其主要應(yīng)用于測繪與地理信息、巡檢、安防監(jiān)控、應(yīng)急等領(lǐng)域。

　　2020-2024年消費無人機(jī)增速疲軟，工業(yè)無人機(jī)成為全球民用無人機(jī)新引擎，市場逐步由to C轉(zhuǎn)向to B。根據(jù)Frost & Sullivan預(yù)測，2020-2024年全球民用無人機(jī)市場的CAGR高達(dá)43.03%， 預(yù)計2024年市場規(guī)模將達(dá)4157.27億元。隨著應(yīng)用場景的不斷拓展，全球工業(yè)無人機(jī)實現(xiàn)快速發(fā)展，成為全球民用無人機(jī)的主要市場。

　　2020-2024年全球消費無人機(jī)的CAGR將有所下滑，從2015-2019年的24.09%下降至20.00%；而同期工業(yè)無人機(jī)將保持高增速，從2015-2019年的50.62%增長至 56.43%。

　　中國是全球民用無人機(jī)的主要市場，中國工業(yè)無人機(jī)市場規(guī)模在2021年首次超過消費級無人機(jī)。2020年中國民用無人機(jī)市場規(guī)模為599.05億元，占全球民用無人機(jī)市場的60.30%，屬于全球領(lǐng)先地位。從市場結(jié)構(gòu)上看，2020年我國消費級無人機(jī)市場規(guī)模為325.83億元，占比54.39%；工業(yè)無人機(jī)市場規(guī)模273.21億元，占比 45.61%。2021-2024年，工業(yè)無人機(jī)將占據(jù)我國民用無人機(jī)主要市場，市場占比從55.01%快速增長至72.65%。同期，我國工業(yè)無人機(jī)CAGR維持53.27%的高增速，成為我國民用無人機(jī)發(fā)展的新引擎。

　　3.2 垂直起降：新構(gòu)型拓展行業(yè)全新應(yīng)用場景

　　3.2.1 垂直起降：加速城市空中交通（UAM）商業(yè)化

　　兼具優(yōu)秀懸停能力、長巡航速度與航程的垂直起降（VTOL）無人機(jī)蘊含巨大市場需求?，F(xiàn)今，無人機(jī)在懸停時間、巡航速度、航程與起降場地方面都提出了更高的要求，而多旋翼、直升機(jī)和固定翼無人機(jī)都無法同時滿足這種多方位的需求。多旋翼無人機(jī)受制于續(xù)航時間和航程短；無人直升機(jī)則造價較貴，飛控難度也較高；而固定翼無人機(jī)則是對起降場地的要求較高，一般需要跑道。垂直起降無人機(jī)因兼具優(yōu)秀懸停能力和較長的巡航速度與航程受到市場關(guān)注。其中，復(fù)合型垂直起降無人機(jī)（VTOL）和垂直起降固定翼無人機(jī)各有側(cè)重：復(fù)合型VTOL偏重于懸停時間，垂直起降固定翼在航程上更有優(yōu)勢。

　　eVTOL打開新應(yīng)用場景城市空中交通（UAM），資本助力新興eVTOL企業(yè)加速 UAM商業(yè)化。根據(jù)美國國家航空航天局發(fā)布的《城市空中交通空域整合概念和考慮因素》中的定義，UAM”是“城市內(nèi)適用于載人飛行器和無人飛行器系統(tǒng)的安全高效交通運作方式”。目前， 具有優(yōu)秀懸停能力、長巡航速度與航程、低噪音的電動垂直起降（eVTOL）飛行器獲得騰訊等資本的追捧。另外，空中客車、波音等大公司以及Lilium、Volocoper、Kitty Hawk等新興企業(yè)都正在 打造自己的電動垂直起降飛行器以用于城市空中交通。eVTOL的商業(yè)化要經(jīng)歷七個階段：設(shè)計、公告、驗證測試、全尺寸測試、載人測試、生產(chǎn)、商業(yè)化推廣。我國億航公司是全球為數(shù)不多實現(xiàn)量產(chǎn)銷售的eVTOL公司。

　　除新興企業(yè)外，傳統(tǒng)車企也加緊布局eVTOL。近年來吉利、豐田、小鵬、現(xiàn)代、克萊斯勒等一眾車企紛紛并購布局，也陸續(xù)推出了自己的原型機(jī)，其中吉利汽車最早于 2020年6月發(fā)布的吉利TF-2A即可實現(xiàn)180km/h的飛行速度以及100公里的最大飛行里程。在2020年CES展上，現(xiàn)代、克萊斯勒等汽車巨頭也紛紛展示垂直升降汽車概念產(chǎn)品。

　　3.2.2UAM現(xiàn)狀：我國政策不足但技術(shù)深厚，全球首發(fā)載人無人機(jī)

　　民用無人機(jī)產(chǎn)業(yè)受政策和技術(shù)驅(qū)動，我國UAM產(chǎn)業(yè)政策相對不足但技術(shù)深厚。政策方面，我國早已確定無人機(jī)行業(yè)為國家戰(zhàn)略。但是對于新興的城市空中交通UAM產(chǎn)業(yè)，我國尚未在國家層面制定UAM產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。技術(shù)方面，我國工信部對民用各領(lǐng)域的技術(shù)共性需求早已作出判斷。經(jīng)過多年發(fā)展，在廣東珠三角構(gòu)建了強大的無人機(jī)產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈，以深圳為主形成了中國乃至全球民用無人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的領(lǐng)頭羊，為我國無人機(jī)相關(guān)技術(shù)打下深厚基礎(chǔ)。

　　政策：日韓率先頂層設(shè)計UAM產(chǎn)業(yè)，我國略有落后

　　我國無人機(jī)行業(yè)已上升至國家戰(zhàn)略，行業(yè)高增長格局早已確立?！秶覒?zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》、《國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中，明確將無人機(jī)產(chǎn)業(yè)納入到國家戰(zhàn)略性高科技產(chǎn)業(yè)定位和國民經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略地位，給予長期的、穩(wěn)定的支持?！丁盎ヂ?lián)網(wǎng)+”人工智能三年行動實施方案》是國家出臺的首個關(guān)于無人機(jī)行業(yè)的重要支持政策，意味著該行業(yè)發(fā)展已上升至國家戰(zhàn)略，行業(yè)高增長格局已經(jīng)確立。

　　對于城市空中交通UAM產(chǎn)業(yè)，2020年日韓將其上升至國家層面，明確了關(guān)鍵時間節(jié)點。相比之下，我國尚未頂層制定發(fā)展規(guī)劃。在日本內(nèi)閣第四十次“未來投資會議”上通過了日本《增長戰(zhàn)略跟進(jìn)計劃》，這個重要計劃相當(dāng)于日本國民經(jīng)濟(jì)的“十年規(guī)劃”，將指導(dǎo)日本政府未來十年的產(chǎn)業(yè)政策制定和政府投資方向，為2021至2030年的日本國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域制定了總體發(fā)展目標(biāo)。其中，首次在國家層面制定了無人機(jī)及“飛行汽車”的戰(zhàn)略規(guī)劃。2020年6月韓國土地、 基礎(chǔ)設(shè)施與交通部（MOLIT）發(fā)布了UAM規(guī)劃方案，成為第二個在國家層面制定 UAM產(chǎn)業(yè)政策規(guī)劃的國家。

　　雖然我國UAM產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計不足，但也正加快推進(jìn)相關(guān)立法工作。2019年1月21日，在省部級主要領(lǐng)導(dǎo)干部堅持底線思維著力防范化解重大風(fēng)險專題研討班開班式上發(fā)表重要講話，要加快科技安全預(yù)警監(jiān)測體系建設(shè)，圍繞無人機(jī)、服務(wù)機(jī)器人、自動駕駛、人工智能等領(lǐng)域， 加快推進(jìn)相關(guān)立法工作。1月23日，民航局印發(fā)《基于運行風(fēng)險的無人機(jī)適航審定的指導(dǎo)意見》，明確將在2019年底初步建成基于運行風(fēng)險的無人機(jī)適航管理體系，公布已在國內(nèi)5家無人機(jī)企業(yè)設(shè)立適航審定試點，重點探索貨運無人機(jī)、巡線無人機(jī)、載人無人機(jī)的適航標(biāo)準(zhǔn)和審定辦法。2020年10月28 日，中國民用航空局公布首批13個民用無人駕駛航空試驗基地（試驗區(qū)）名單，以加快推進(jìn)中國民用無人駕駛航空事業(yè)發(fā)展和保持國際領(lǐng)先地位。

　　技術(shù)：我國無人機(jī)技術(shù)國際領(lǐng)先，率先發(fā)布載人無人機(jī)

　　在無人機(jī)技術(shù)方面，我國早已對各民用領(lǐng)域作出共性技術(shù)需求判斷，這為我國UAM 產(chǎn)業(yè)打下堅實技術(shù)基礎(chǔ)。在工信部的《民用無人機(jī)系統(tǒng)發(fā)展路線圖》中，對于共性技術(shù)做出了詳細(xì)的闡述：

　　1）機(jī)體：輕質(zhì)化機(jī)體結(jié)構(gòu)，優(yōu)化氣動性能設(shè)計。材料技術(shù)的發(fā)展令新型輕質(zhì)材料、智能材料逐漸應(yīng)用于航空器結(jié)構(gòu)設(shè)計，使結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化、變體結(jié)構(gòu)等具備應(yīng)用前景，為提高航時性能和載荷能力提供基礎(chǔ)。同時，抗墜毀能力、在惡劣環(huán)境下的生存能力以及結(jié)構(gòu)的開敞性和外場可維護(hù)性對于民用無人機(jī)十分重要。此外，抵抗惡劣天氣條件、應(yīng)對復(fù)雜應(yīng)用場景和地勢起降條件的適用性和生存能力也是民用人機(jī)普遍共性需求之一。

　　2）動力系統(tǒng)：無人機(jī)系統(tǒng)的核心，需要高效率、高可靠、控制簡單的裝置設(shè)計。由于無人機(jī)任務(wù)載荷較重，所需航程較遠(yuǎn)，所以對功率提取有較大需求。為滿足對續(xù)航能力的要求，在保持機(jī)上設(shè)備動力供給的情況下，動力裝置可以通過增加功率和減少發(fā)動機(jī)重量；或者采用低油耗率的設(shè)計。同時，依靠關(guān)鍵系統(tǒng)的備份設(shè)計和多裕度設(shè)計可以提高動力裝置的可靠性， 以保障飛行安全和任務(wù)的順利進(jìn)行。為調(diào)試方便，使用維護(hù)簡單，動力裝置設(shè)計及無人機(jī)的 電氣、通信接口也需要盡可能地簡單。 3）控制導(dǎo)航：智能自主化是無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢之一。面向未來信息化需求的智能無人機(jī)系統(tǒng)，其智能自主化的特征體現(xiàn)在環(huán)境的自動感知與理解、威脅規(guī)避、自主規(guī)劃與決策、自主運動控制以及任務(wù)的自主執(zhí)行等方面。其中，環(huán)境感知和理解是實現(xiàn)自主控制的基礎(chǔ)， 自主行為決策與規(guī)劃技術(shù)是實現(xiàn)自主行為能力的核心。

　　4）數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)：為實現(xiàn)人機(jī)緊密結(jié)合，需要依靠數(shù)據(jù)鏈技術(shù)和地面控制站建立實時高效的圖像及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。數(shù)據(jù)鏈需要具有抗截獲、抗干擾能力，實時傳回監(jiān)控目標(biāo)影像，使指揮 中心能夠及時監(jiān)控現(xiàn)場；同時，數(shù)據(jù)鏈也要記錄飛行數(shù)據(jù)，在遙控控制信號丟失時可完成自動返航。地面控制站作為人機(jī)接口，主要實現(xiàn)對飛行器的控制、任務(wù)控制、載荷數(shù)據(jù)分析和 系統(tǒng)維護(hù)等，關(guān)乎著無人機(jī)的飛行安全。因此，我們需要穩(wěn)定可靠、實時高效的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制以滿足海量數(shù)據(jù)實時通信需求，同時也要確保飛行數(shù)據(jù)具有直觀性和易操作性。

　　降低成本、注重實用是我國民用無人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要特征。民用無人機(jī)產(chǎn)業(yè)將以“政府引導(dǎo)，社會主營”為主要模式，形成以生產(chǎn)企業(yè)和通用航空企業(yè)為主體的多種經(jīng)營方式，逐步建成國內(nèi)無人機(jī)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈。根據(jù)《民用無人機(jī)系統(tǒng)發(fā)展路線圖》，產(chǎn)業(yè)體系協(xié)同化、消費產(chǎn)品個性化、行業(yè)應(yīng)用專業(yè)化、研發(fā)升級智能化、運營服務(wù)精準(zhǔn)化是民用無人機(jī)的主要發(fā)展趨勢。

　　在廣東珠三角地區(qū)，已經(jīng)形成了以深圳為主的中國乃至全球民用無人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)頭羊，為我國率先發(fā)布載人無人機(jī)打下深厚技術(shù)基礎(chǔ)。2016年在美國拉斯維加斯發(fā)布的全球首款載人級全自動無人駕駛飛行器——億航184，為城市空中交通行業(yè)開啟了新篇章。億航全自動飛行器已經(jīng)成功進(jìn)行了2000多次載人及不載人飛行測試， 為商業(yè)運營做好了準(zhǔn)備。同時，億航也是全球為數(shù)不多實現(xiàn)量產(chǎn)銷售的eVTOL公司。2019年億航累計銷售載人級自動駕駛飛行器（AAVautonomous UAV）61架，相比之下，2018年僅為3架。

　　3.2.3UAM未來：多方位優(yōu)化產(chǎn)品，加快商業(yè)化節(jié)奏

　　城市空中交通產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)商不僅需要制造智能飛行器的能力，還需要具備構(gòu)建集中式平臺支持商業(yè)運營的能力，以及全面精通航空、通信、計算機(jī)、材料科學(xué)等跨學(xué)科的技能。目前來看，電池高成本、機(jī)體材料輕量化、優(yōu)化機(jī)體構(gòu)型是UAM行業(yè)商業(yè)化的亟需解決的難題。

　　電池：單項成本最高，對利潤影響大

　　電池是單項成本最高的部件，以億航216自動駕駛飛行器為例，500次充電循環(huán)考慮，電池在總運營成本中占比超過60%。電池成本降低1%，運營商的運營利潤將增加3%；而電池壽命延長1%，運營利潤將增加2%。其次，由于電池重量在自動駕駛飛行器的空機(jī)重量中占大約1/3，電池繼續(xù) 減重將大幅增加自動駕駛飛行器的航程。最后，從商業(yè)角度而言，縮短電池充電時間，將提升資產(chǎn)利用率，提高運營成效。

　　機(jī)體材料：輕量化、低成本之路

　　輕量化、低成本的機(jī)體材料是eVTOL實現(xiàn)量產(chǎn)必須克服的困難。其一，自動飛行器對重量非常敏感。復(fù)合材料質(zhì)量輕盈，結(jié)構(gòu)堅固，是理想的航空材料，例如電動機(jī)等關(guān)鍵零部件采用金屬制成。進(jìn)一步減輕飛行器的新材料或新設(shè)計將幫助延長航程，提升總體性能。其二，復(fù)合材料技術(shù)主要是解決結(jié)構(gòu)生產(chǎn)和結(jié)構(gòu)維護(hù)的復(fù)雜性問題，這是所有飛行器在降低成本的道路上必須要克服的困難。

　　機(jī)體構(gòu)型：垂直起降固定翼是未來趨勢之一

　　垂直起降固定翼能效更高、航程更遠(yuǎn)。電動垂直起降飛行器盡管存在諸多優(yōu)點，但缺乏固定翼的固有升力，意味著能效不高，航程有限。改進(jìn)設(shè)計，結(jié)合電動垂直起降飛行器和固定翼飛行器的優(yōu)勢， 采用多旋翼和固定翼復(fù)合的垂直起降固定翼構(gòu)型能提高無人機(jī)氣動效率、航程和安全性。

　　垂直起降固定翼市場高速增長，或借助UAM產(chǎn)業(yè)發(fā)展，細(xì)分賽道走出行業(yè)新龍頭。按照機(jī)型劃分， 垂直起降固定翼機(jī)型增長潛力最大。根據(jù)Frost & Sullivan預(yù)測，垂直起降固定翼市場份額五年增長3倍，2019年10.11%增長至2024年30.61%。垂直起降固定翼市場規(guī)模五年增長10倍，2019年12.31億元增長至2024年124.26億元。同期，多旋翼市場規(guī)模僅增長3.6倍，2019年64.06億元增長至2024年232.10 億元，市場份額相應(yīng)減少17.65%。

　　審核編輯：黃飛