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源起研究丨无人机行业研究报告(一)

2021-09-09 14:52:27
近年来,我国无人机产业发展迅速,应用的范围在不断拓展,无人机行业在国民经济建设和发展中的公共安全服务、农林资源监测和保护、自然灾害应对、航拍等五十多个细分领域,有上百种的应用需求,创造了较高的经济效益和社会效益。源起基金因时而动,聚焦无人机行业投资机遇,潜心挖掘、深度剖析,希望对于读者有所启发。
 

一、无人机介绍(Unmanned Aerial Vehicle,UAV

 

1.无人机起源

 

无人机的研制,最早起源于军用无人机。
 
一战时期英国的卡德尔和皮切尔将军,向英国军事航空学会提出建议研制一种不用人驾驶,而用无线电操纵的小型飞机,使它能够飞到敌方某一目标区上空,将事先装在小飞机上的炸弹投下去。这种大胆的设想立即得到当时英国军事航空学会理事长戴亨德森爵士赏识。他指定由A.M.洛教授率领一班人马进行研制。1927年,由A.M.洛教授参与研制的“喉”式单翼无人机在英国海军“堡垒”号军舰上成功地进行了试飞。“喉”式无人机的问世在当时曾引起极大的轰动。随后,多国开始进行无人机的研制工作,取得成功,并进行了批量生产。
 
现在无人机不仅用于军事,在民用领域的使用也越来越广泛。
 

2.无人机划分

 

无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。按照机身构造主要分为固定翼、直升机、多旋翼三种。按应用领域,可分为军用级和民用级。
 
1)固定翼、直升机、多旋翼无人机
 
固定翼无人机。固定翼无人机靠涡喷发动机或涡桨发动机或活塞发动机产生的推力作为飞机向前飞行的动力,主要的升力来自机翼与空气的相对运动。因为这个原理,固定翼飞行器具有飞行速度快、载荷大、航程长、高度高的特点,缺点是灵活性不足。适用于这些特点领域应用于比如电力巡线、公路的监控等民用专业级领域和军用领域。固定翼和直升机零件比较多,零件损坏后替换相对麻烦。操作相对较难。目前不是很普及。
 
多旋翼无人机。多旋翼无人机的动力来源是电池和无刷电机,依靠多个旋翼产生的升力来平衡飞行器的重力,让飞行器可以飞起来,通过改变每个旋翼的转速来控制飞行器的平稳和姿态。所以多旋翼飞行器不需要跑道便可以垂直起降和悬停,在一定速度范围内以任意的速度飞行。优点是机动、灵活、价格低,缺点是航程短、载荷较小。主要适用于低空、低速、有垂直起降和悬停要求的任务类型,如航拍等民用消费级领域以多旋翼无人机为主、也有部分民用专业级领域使用多旋翼无人机。多旋翼无人机机械结构简单,若电机、电子调速器、电池、桨、机架损坏,很容易替换维护。操作简单,非常普及。代表公司有法国Parrot(派诺特,2010年推出第一款真正意义上的消费级无人机)与中国DJI(大疆,2013年推出第一款无人机大疆精灵)。
 

固定翼无人机   

直升机无人机

多旋翼无人机
 
    
2)军用级、民用级无人机
 
1.军用级
军用无人机属于国防高尖端航天工具,对技术性能的要求比较高如持续续航时间数小时到一天以上,保密性极高;载重量在数公斤到数十公斤;客户一般为武警、公安、军队;支出基本来自国家财政支出中的军费支出;价格昂贵。军用无人机包含侦察无人机(战略监视/电子对抗/通信中继/校射侦察,主要型号有WZ-5/搜索者/全球鹰)、攻击无人机(察打一体/反弹拦截/地海面轰炸,主要型号有捕食者/死神/翼龙/彩虹-5)、诱饵无人机(充当诱饵/迷惑敌方,主要型号有ADM-20/perdix)、货运无人机(货物运输/油补给,主要型号有K-MAX/飞象)。
 

表1:军用级无人机
 
2.民用级
无人机+行业应用,是无人机真正的刚需。民用方面分为:民用消费级无人机和民用专业级无人机(又叫工业级无人机)。
 
民用工业级无人机以满足作业任务为目标,根据不同用途在续航时间(对续航时间也有较高要求,但相较于军用无人机的续航时间少很多)、载重量(根据任务不同一般在数公斤以下)、搭载设备(根据行业需要搭载如热红外相机/高光谱相机/激光雷达/大气探测器)、作业半径等性能方面有不同要求;一般面向行业客户定制生产,产量不大;价格普遍较高。目前主要有:巡查监视无人机(如电力巡检、传染病监控、野生动物观察)、农业无人机(如植保)、气象无人机、勘测无人机、防火救灾无人机、测绘无人机、快递运输无人机。
 

表2:民用工业级无人机
 
民用消费级无人机注重用户体验如功能多样性、操作便利性,用户对售价敏感,搭载最多的就是相机/根据需要会配有云台和图传电台。目前主要有:视频拍摄无人机(个人航拍、影视航拍)、竞速比赛无人机、新闻报道无人机、制造浪漫无人机、灯光表演无人机。各个国家及企业还在积极开拓其他行业的应用。
 

表3:民用消费级无人机
 
 

二、无人机市场

 

1.全球民用无人机市场

 

2019年全球民用无人机产量增速预计放缓,但还处于正增长。
 

图4:2014-2019年全球民用无人机产销量
 
近几年全球民用无人机市场规模增速都在20%以上,2019年全球民用无人机市场规模为90亿美元(约合人民币630亿)。
 

图5:2014-2019年全球民用无人机市场规模
 

2.全球无人机应用结构

 

当前全球无人机价值主要集中在军用领域。根据Drone Industry Insights机构发布的数据显示,2018年全球无人机市场规模214亿美元,其中军用无人机141亿美元(占比65.89%)、民用无人机73亿美元(占比34.11%);根据预测数据,2019年全球无人机市场规模259亿美元,其中军用无人机169亿美元(占比65.25%)、民用无人机90亿美元(占比34.75%)。  
  

图6:2018年全球军用无人机应用领域

 

全球军用无人机仍以侦察无人机和攻击无人机为主,诱饵无人机+运输无人机+其他合计占比2%。
 

图7:2019年全球民用无人机应用领域
 
目前来看,全球民用无人机最大的市场在于政府采购占比45%,其次消防用途占比为25%,农林植保占比达13%,能源+地理观测+商业广播等用途占比约为17%。
 

3.中国无人机应用大类(与全球有差异)

 

2015年我国无人机在各个领域开始了大规模的拓展,是我国“无人机元年”。2015年中国无人机市场规模66.4亿人民币,其中军用无人机市场规模为42.4亿元、民用无人机为24.0亿元。随着民用无人机技术逐步成熟和在日常生活中逐渐广泛应用,2017年民用无人机市场规模首次超过军用无人机市场。2018年中国无人机市场规模257亿,民用无人机市场规模134亿(占比52%)、军用无人机市场规模123亿(占比48%)。
 

图8:2015-2019年中国无人机市场结构
 

 图9:2015-2019年中国军用/民用无人机市场规模保持高增长
 
 

4.中国民用无人机规模细分

 

图10:2015-2019年中国工业级无人机市场规模保持高增长

 

 
图11:2015-2018年中国消费级无人机市场规模保持高增长
 
近几年,在民用无人机领域,虽然工业级和消费级无人机都保持高增长,但消费级显然增长较快,2018年消费级无人机成为民用领域的主要力量占比53%。
 

图12:2015-2018年中国民用无人机市场结构变化
 

5.中国民用无人机应用结构

 

图13:中国民用无人机应用场景分析

 

 
目前我国民用无人机多应用于航拍、娱乐、农林植保。随着工业级无人机行业的技术成熟,物流配送、电力巡检等领域的工作未来需求量将扩大。
 

 
图14:2019年中国工业级无人机应用领域
 
 
当前,消费级无人机主要使用于航拍摄影;工业级无人机应用较多的领域为农林植保、电力巡检、消防。
 

6.中国无人机在全球的份额

 

从20世纪80年代起,尤其是海湾战争以后,许多国家都把无人机置于优先发展的地位。特别是近几年来,参与研制和装备无人机的国家呈现大幅度增长。根据Drone Industry Insights发布的无人机市场环境统计数据显示:截至2018年,全球已经有美国、以色列、加拿大、德国、英国、法国、俄罗斯等在内的49个国家研发无人机,超过80个国家装备无人机。 
 

 图15:2018年中国无人机规模占比全球份额 
 
世界无人机技术的发展并不均衡。目前,世界无人机技术最为先进的是美国、以色列、欧洲,处于第一梯队(美国和以色列在军用无人机方面研发技术远领先于其他国家);中国、俄罗斯处于第二梯队。近10年中国相继研发出各款尖端无人机,目前己拥有美国所有类型的尖端无人机,追赶强劲。
 
1)军用无人机
 
1.全球范围
在军用无人机领域,美国是全球军用无人机市场份额排名第一的国家,全球排名前5位的军用无人机研制厂商中,美国企业占据了前3名。(目前美国已研制了上百种无人机系统,路线图涉及40种,参加四次局部战争的无人机有30多种,目前列装和计划发展的无人机主要有10种左右。其中X-47B是人类历史上第一架无需人工干预、完全由电脑操纵的“无尾翼、喷气式无人驾驶飞机”,也是第一架能够从航空母舰上起飞并自行回落的隐形轰炸机。)
 

表4:2018年全球主要军用无人机制造商及市场份额
 
2.中国范围
目前我国军用无人机的研制生产单位主要包括各大军工集团下属单位(航天科技集团航天气动院、中航工业成都飞机设计研究所、中航工业沈阳飞机设计研究所、中航工业贵州飞机有限公司,航天科工三院)、高校(北京航空航天大学、西北工业大学、南京航空航天大学)、民参军企业(晨曦航空、华讯方舟等)。
 
军工集团主要产品集中在中重型侦察型和察打一体型(翼龙系列、彩虹系列、鹞鹰系列);高校方面,我国无人机起步发展于高校(北京航空航天大学产品以大型察打一体无人机为主、西北工业大学和南京航空航天大学以中小型无人机为主);民参军无人机企业较多,无人机也是创业的热点领域,新兴民营无人机公司不断涌现(目前民参军企业产品主要集中在中小型无人机,以靶机、小型侦察机为主)。
 

 图16:我国军用无人机格局
 
根据美智库IISS发布数据显示,2008-2017年,美国共出口无人机351架、以色列出口无人机186架、中国出口88架,美国军用无人机外贸占比69%、中国出口市场份额占比10%。(美国仍占据无人机技术制高点,以“全球鹰”战略侦察机为代表的军用无人机技术先进、谱系完备;我国军用无人机“彩虹”、“翼龙”以性价比及出口政策宽松)
 

图17:我国无人机出口主要型号
 

18:我国无人机主要出口国
 
 
 
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