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1、 识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1 1/3838 Table_Page 公司深度研究|航空装备 证券研究报告 中无人机(中无人机(688297.SH)装备现代化与军贸驱动装备现代化与军贸驱动,领先的无人机平台,领先的无人机平台 核心观点核心观点:简介:简介:公司是专注于大型固定翼长航时无人机系统成体系、多场景、全寿命的整体解决方案提供商,无人机系统产品包括翼龙-1、翼龙-1D、翼龙-2 等翼龙系列,具备长航时、自主多控制、多载荷集成等能力。市场:市场:战争中无人机的任务范围越来越广泛,具有人员零伤亡、作战性能优越、成本低等显著特点;技术迭代方向上,中期看载荷与机体升级,长期看高
2、空高速及僚机发展。从商业模式看,军用无人机强调对有人机补充,全寿命成本优势强,有望受益装备建设及军贸等发展。核心投资逻辑:核心投资逻辑:(1)国内装备现代化建设潜在受益者)国内装备现代化建设潜在受益者。军用无人机主机厂核心壁垒,源自平台化的创新能力,以及具有自研能力+优秀供应链管理能力的企业或相对领先。在高端大型固定翼长航时无人机系统领域,公司兼具性能、实战经验占优、市场占优、平台定位占优等竞争优势,无人机作为体系化作战的核心方向之一,预计随十四五、十五五国防装备现代化建设发展,公司有望领先受益。(2)军贸领域稳)军贸领域稳增长预期较强增长预期较强,公司在部分重点国家市占率领先,核心型号性能对
3、标美国 MQ 系列无人机,叠加丰富实战经验、集团中航技渠道加持,预计竞争力中长期可维持,看好公司军贸市场稳增长的潜力。(3)产品)产品谱系拓展可期谱系拓展可期,预计未来航空工业成飞云影无人机系统的定型与转让,有望拓宽公司产品型谱,加强公司在军贸及国内装备领域的竞争力。盈利预测盈利预测与投资建议与投资建议:综合考虑公司军贸领域高市占率、国内装备建设受益可能性以及产品拓展预期等,预计 22-24 年公司 EPS 分别为0.54/0.69/1.03 元/股。参考可比公司估值,我们认为适合给予公司 23年 85 倍的 PE 估值,对应合理价值 58.43 元/股,给予“增持”评级。风险提示风险提示:市
4、场需求波动风险、国内外市场拓展低于预期、重大政策调整风险、国内外竞争加剧、对中航技等客户集中度过高风险等。盈利预测:盈利预测:2020A 2021A 2022E 2023E 2024E 营业收入(百万元)1,217 2,476 2,773 3,183 5,382 增长率(%)384.6 103.4 12.0 14.8 69.1 EBITDA(百万元)191 407 484 581 845 归母净利润(百万元)165 296 364 464 697 增长率(%)1769.4 79.3 23.2 27.4 50.2 EPS(元/股)0.39 0.55 0.54 0.69 1.03 市盈率(x)-9
5、9.32 77.97 51.90 ROE(%)26.8 25.5 6.4 7.5 10.1 EV/EBITDA(x)-65.28 56.51 40.15 数据来源:公司财务报表,广发证券发展研究中心 公司评级公司评级 增持增持 当前价格 53.60 元 合理价值 58.43 元 报告日期 2023-03-18 基本数据基本数据 总股本/流通股本(百万股)675.00/128.82 总市值/流通市值(百万元)36180.00/6904.62 一年内最高/最低(元)57.35/42.95 30 日日均成交量/成交额(百万)8.51/440.43 近 3 个月/6 个月涨跌幅(%)15.52/11.
6、18 相对市场相对市场表现表现 分析师:分析师:孟祥杰 SAC 执证号:S0260521040002 SFC CE No.BRF275 010-59136693 分析师:分析师:吴坤其 SAC 执证号:S0260522120001 SFC CE No.BRT139 010-59136693 分析师:分析师:邱净博 SAC 执证号:S0260522120005 010-59136693 请注意,邱净博并非香港证券及期货事务监察委员会的注册持牌人,不可在香港从事受监管活动。相关研究:相关研究:-25%-19%-12%-6%0%6%03/2205/2207/2209/2211/2201/2303/2
7、3中无人机沪深300 识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 2 2/3838 Table_PageText 中无人机|公司深度研究 目录索引目录索引 一、简介:国内大型固定翼长航时无人系统领先供应商.5 二、无人机:无人驾驶与依靠载荷执行任务的有机系统.8(一)分类:军用存在攻击性差异,民用进一步划分为消费级与工业级.8(二)产业链:四大分系统构成,军用无人机产业链构成与有人机类似.9(三)技术迭代:中期看载荷与机体升级,长期看高空高速及僚机发展.14 三、市场:全寿命成本优势强,装备建设及外贸共驱动.17(一)空间:2019 年全球军民用无人机市场规模分别为 703、657 亿元.1
8、7(二)商业模式:装备特征,强调对有人机补充,全周期成本优势较突出.18(三)军用:任务范围日渐广泛,装备现代化建设及外贸为主要驱动力.21 四、格局:技术领先、市场占优、平台定位共筑优势.27(一)壁垒:装备特征下,牵引对平台化创新能力与成本优势的双要求.27(二)公司核心竞争优势:技术领先、市场占优、平台定位共筑竞争力.30 五、盈利预测与投资建议.32 六、风险提示.35 bUeZeUbZaVaVbZcW8OdNbRnPnNoMpMjMnNtQkPpNrR9PqQnNxNpPwOxNqMsQ 识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 3 3/3838 Table_PageText 中
9、无人机|公司深度研究 图表索引图表索引 图 1:公司历史沿革.5 图 2:公司股权结构(截至 2022 年三季报末).5 图 3:2018-2022 年营业收入及同比增速.6 图 4:2018-2022 年归母净利润及同比增速.6 图 5:2021 年公司营业收入结构.6 图 6:2021 年公司毛利润结构.6 图 7:2018-2021 年主要产品毛利及其增速.7 图 8:2018-2021 年销售毛利率变化情况.7 图 9:2019-2021 年研发支出及其增速.7 图 10:2018-2021 年其他期间费用率.7 图 11:无人机系统用途分类.8 图 12:军用无人机产业链构成(注:上
10、游还包含其他零部件,图示里仅列举部分).10 图 13:无人机系统组成示意图.10 图 14:自主控制飞行的控制原理图.11 图 15:指令控制飞行的原理图.11 图 16:无人机数据链路的基本组成.11 图 17:无人机地面数据终端与电源、天线控制组合.11 图 18:RQ-1“捕食者”无人机地面控制站.12 图 19:无人机公司无人机分系统采购金额占比(关联、非关联采购额加总计算).12 图 20:美国 MQ-9 收割者分系统成本构成.13 图 21:前 10 架全球鹰平均单位飞行价格原始(1994 年)与最新估计(1998 年).14 图 22:11-20 架黑暗之星平均单位飞行价格原始
11、(1994 年)与最新估计(1998 年).14 图 23:“全球鹰”不同批次传感器升级历史.14 图 24:美国军用无人机系统成本-重量关系.16 图 25:美国军用无人机系统效能与成本的关系图.16 图 26:美国“天空博格人”项目(有人-无人协同)项目中的分层作战样式.17 图 27:有人-无人智能协同作战样式示意图.17 图 28:全球无人机市场规模及预测(亿元).17 图 29:2019 年全球无人机市场规模细分.18 图 30:军机采购成本不足全寿命周期费用的 30%.19 图 31:宇航系统及导弹采购成本占比较大.19 图 32:美军 1974-2005 年战斗机单位采购成本逐渐
12、增加.20 图 33:美军 1974-2005 年电子战机单位采购成本增加.20 图 34:20142018 年每飞行小时直接使用成本对比.21 图 35:每架飞机采购成本.21 识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 4 4/3838 Table_PageText 中无人机|公司深度研究 图 36:全球军用无人机市场规模预测(亿美元)(20202028E 年为预测值).23 图 37:美国在无人自主系统上的国防支出.24 图 38:无人机采购经费占美国防部预算比重.24 图 39:2010 年-2020 年全球无人机系统军贸市场占比(按订单统计).25 图 40:2015 年-2019
13、 年美国国防无人机出口.25 图 41:2010 年-2020 年中国无人机各型号出口数量(架).26 图 42:全球军贸 2010 年-2020 年主要无人机订单量(架).26 图 43:“装备特征”牵引对“平台化创新能力”与“成本优势”的双要求.27 图 44:通用原子公司在无人机领域的发展历史.28 图 45:通用原子公司在无人机领域的发展历史.30 图 46:出口至哈萨克斯坦的翼龙无人机.31 图 47:翼龙-2 地震中实施信号救援.31 图 48:翼龙-2 进行气象检测.31 表 1:公司上市之前的股权激励计划.7 表 2:按飞行平台构型划分的无人机类型.9 表 3:各报告期内中航无
14、人机主要原材料采购情况.12 表 4:美国 MQ-9 收割者成本明细(单位:百万美元).13 表 5:“全球鹰”无人机平台及通用地面站年度采购数据.15 表 6:传感器、通信中继设备、机载武器的关键技术.15 表 7:军用无人机系统操控员的岗位特点.18 表 8:在一定假设条件下,无人机战斗机全寿命周期费用预测.20 表 9:在执行相同任务条件下,军用无人机 RQ-4 与有人机 P-8 的成本对比.21 表 10:无人机在历次战争中作战运用情况.21 表 11:军用无人机按应用领域划分广泛应用原因概述.22 表 12:部分促进无人机市场发展的国家政策.23 表 13:美军年度采购无人机按用途分
15、布情况.24 表 14:美军各军种无人机装备情况.25 表 15:2010-2020 年我国出口军用无人机机型、数量、国家统计(彩虹与翼龙主导我国军贸无人机市场,单位:架).26 表 16:2010-2020 年我国出口军用无人机的国家统计(单位:架).26 表 17:“全球鹰”与“暗星”项目初期的研发成本估算.28 表 18:“暗星”无人机原始估计成本与 1999 年最新估计成本的对比(单位:百万美元).29 表 19:公司分业务拆分(亿元).33 表 20:可比公司估值分析.34 识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 5 5/3838 Table_PageText 中无人机|公司深
16、度研究 一、简介:国内大型固定翼长航时无人系统领先供应商一、简介:国内大型固定翼长航时无人系统领先供应商 公司公司是是专注于大型固定翼长航时无人机系统成体系、多场景、全寿命的整体解决方专注于大型固定翼长航时无人机系统成体系、多场景、全寿命的整体解决方案提供商,主要从事无人机系统的设计研发、生产制造、销售和服务。案提供商,主要从事无人机系统的设计研发、生产制造、销售和服务。公司成立于2007年,2020年6月公司在科创板上市。无人机系统产品包括翼龙-1、翼龙-1D、翼龙-2 等翼龙系列无人机系统,具备长航时、全自主多种控制模式、多种复合侦察手段、多种载荷武器集成、精确侦察与打击能力和全面灵活的支
17、持保障能力。图图1:公司历史沿革:公司历史沿革 数据来源:公司招股说明书,广发证券发展研究中心 航空工业成飞为控股股东,航空工业集团为实际控制人航空工业成飞为控股股东,航空工业集团为实际控制人。截至2022三季度报末,航空工业集团直接持有并通过航空工业成飞、航空工业成都所、中航技间接持有公司股份,合计控制公司49.15%股份,为公司的实际控制人,国务院国资委为公司最终控制人。截至2022年三季度末,航空工业成飞直接持有公司26.41%股份,为公司第一大控股股东,目前无控股子公司和参股公司。图图2:公司股权结构(截至公司股权结构(截至2022年三季报末)年三季报末)数据来源:公司三季度报告,广发
18、证券发展研究中心 受益于下游需求增长,公司自受益于下游需求增长,公司自2018年以来各年度营业收入维持正增长。年以来各年度营业收入维持正增长。2018-2022年来,公司营业收入从0.47亿元增加到27.73亿元,复合增长率约为177%,2022年全年营业收入同比增速12.01%;2018-2022年间,公司归母净利润由0.01亿元增加至3.64亿元,复合增长率为337%。其中,2019年归母净利润为负,主要原因为自2019年开始,航空工业成都所不再对外签署翼龙无人机系统销售合同,由中航无人机对外销售翼龙无人机系统、签署新的合同订单并相应开展原材料采购活动,由于航空工业成都所在2019年之前已
19、经签订但尚未完成的销售合同,由航空工业成都所公司前身成都空天高技术基地股份公司成立公司实施第二次股权激励2021.022022.06成功在科创版上市更名为“中航(成都)无人机系统股份有限公司”2018.122020.032019.12实施第一次股权激励吸收合并中航公务机并第一次增资2007.082021.03公司第二次增资 识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 6 6/3838 Table_PageText 中无人机|公司深度研究 继续执行,中航无人机在2019年仍为航空工业成都所剩余未交付的翼龙无人机提供总装试验试飞等技术服务,并由航空工业成都所在2019年完成生产销售,中航无人机在
20、2019年实际销售的翼龙无人机系统数量较少;自2020年起,翼龙无人机系统全部由中航无人机生产交付,因此公司2020年的营业收入、营业成本、净利润同比大幅增长,盈利能力显著提升。2021年公司营业收入中,无人机系统及相关产品占比96.78%,无人机技术服务占比3.22%。图图3:2018-2022年营业收入及同比增速年营业收入及同比增速 图图4:2018-2022年归母净利润及同比增速年归母净利润及同比增速 数据来源:Wind,广发证券发展研究中心 数据来源:Wind,广发证券发展研究中心 图图5:2021年公司营业收入结构年公司营业收入结构 图图6:2021年公司毛利润结构年公司毛利润结构
21、数据来源:Wind,广发证券发展研究中心 数据来源:Wind,广发证券发展研究中心 无人机系统及相关产品毛利保持增长,为公司毛利润主要来源。无人机系统及相关产品毛利保持增长,为公司毛利润主要来源。毛利端,无人机系统及相关产品是公司主要毛利来源。2019-2021年无人机系统及相关产品毛利从0.2亿元上升到5.53亿元,2021年占公司毛利总额的93.06%;无人机技术服务毛利从-0.02亿元上升到0.41亿元,2021年占公司毛利总额的6.94%。从毛利率角度来看,2021年,公司无人机系统及相关产品毛利率约为23.09%,无人机技术服务毛利率约为51.75%。0.472.5112.1724.
22、7627.73429.56%384.65%103.41%12.01%0%50%100%150%200%250%300%350%400%450%500%0.005.0010.0015.0020.0025.0030.0020182019202020212022营业总收入(亿元,左轴)同比增速(右轴)0.01-0.101.652.963.64-769.79%1769.42%79.29%23.15%-1000%-500%0%500%1000%1500%2000%-0.500.000.501.001.502.002.503.003.504.0020182019202020212022归母净利润(亿元,左
23、轴)同比增速(右轴)无人机系统及相关产品,96.78%无人机技术服务,3.22%无人机系统及相关产品无人机技术服务无人机系统及相关产品,93.06%无人机技术服务,6.94%无人机系统及相关产品 无人机技术服务 识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 7 7/3838 Table_PageText 中无人机|公司深度研究 图图7:2018-2021年主要产品毛利及其增速年主要产品毛利及其增速 图图8:2018-2021年销售毛利率变化情况年销售毛利率变化情况 数据来源:Wind,广发证券发展研究中心 数据来源:Wind,广发证券发展研究中心 公司不断加大研发投入,以创新驱动发展。公司不断
24、加大研发投入,以创新驱动发展。2021年公司研发支出约1.60亿元,同比增长56.77%。2019-2021年公司研发支出年均复合增长率达131%,占营收比重自0.91%上升至2021年的6.45%。公司构建了无人机系统自主研发体系,聚焦市场需求和创新驱动的产品和技术发展,创新成为企业持续发展的动力与源泉。2020年多个研发项目开始推进,故研发支出大幅增加。从三费率来看,管理费用率近年来持续下降;销售费用率保持稳定。财务费用主要为利息收入,不存在银行借款等有息负债,所以财务费用持续为负值。图图9:2019-2021年研发支出及其增速年研发支出及其增速 图图10:2018-2021年其他期间费年
25、其他期间费用率用率 数据来源:Wind,广发证券发展研究中心 数据来源:Wind,广发证券发展研究中心 实施实施两次两次股权激励计划,提升公司内生动力。股权激励计划,提升公司内生动力。在公司2022年科创板上市前,2020年3月进行第一批次股权激励,2021年2月进行第二批次股权激励。对公司核心员工实施股权激励计划,有助于建立健全公司和员工的风险共担、利益共享的有效机制,提升公司内生动力。表表1:公司:公司上市之前的上市之前的股权激励计划股权激励计划 时间时间 批次批次 激励对象人数激励对象人数 员工持股入股价格员工持股入股价格 2020 年年 3 月月 第一批 50 人 1.063 元/股
26、2021 年年 2 月月 第二批 11 人 3.162 元/股 数据来源:公司招股说明书,广发证券发展研究中心 -10123456-500%0%500%1000%1500%2000%2500%2018201920202021无人机系统及相关产品(亿元,右轴)无人机技术服务(亿元,右轴)无人机系统及相关产品增速(左轴)无人机技术服务增速(左轴)-10.00%0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%2018201920202021销售毛利率(%)销售净利率(%)无人机系统及相关产品无人机技术服务0.02 0.69 1.60 2909.14%131.30%0
27、.91%5.67%6.45%0%500%1000%1500%2000%2500%3000%3500%0.000.200.400.600.801.001.201.401.601.80201920202021研发支出(亿元,右轴)同比增速(左轴)占营业收入比重(左轴)17.02%9.96%2.96%3.03%1.20%0.58%0.69%-4.26%-0.40%-0.41%-0.16%-10.00%-5.00%0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%2018201920202021管理费用率销售费用率财务费用率 识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 8 8/3838 Tab
28、le_PageText 中无人机|公司深度研究 二、无人机二、无人机:无人驾驶与依靠载荷执行任务的有机系统:无人驾驶与依靠载荷执行任务的有机系统(一)(一)分类:军用存在分类:军用存在攻击攻击性差异,民用进一步划分为消费级与工业级性差异,民用进一步划分为消费级与工业级 根据用途划分,根据用途划分,无人机可以分为军用无人机可以分为军用与民用两类,民用无人机又可进一步划分为与民用两类,民用无人机又可进一步划分为消消费级与工业级费级与工业级。例如,军用领域,无人侦察机/监视机、无人战斗机、通信中继无人机、电子干扰无人机和靶机是军用无人机的代表类型,不同载荷塑造攻击性差异。无人侦察/监视机能够利用光学
29、照相机等电子侦察设备对目标进行信息采集;无人战斗机配备兼具小体积与强攻击能力属性的硬杀伤武器实施空中对抗或对地轰炸;通信中继无人机为军机提供通信服务,扩展通信数据的传输范围;电子干扰无人机采用有源或无源干扰方式,诱导敌方雷达等电子设备暴露并实施破坏;靶机通过模拟飞机、火炮及导弹成为地面防空兵器效能鉴别及相关作战人员训练的辅助装备。除上述单一用途外,多用途军用无人机同样为重要组成部分,如随轻型精确制导武器、自动目标识别等技术的发展而日益丰富其谱系的察打一体无人机。图图11:无人机系统用途分类无人机系统用途分类 数据来源:无人机系统发展史(李志等,2020,航空工业出版社),广发证券发展研究中心
30、平台构型平台构型、大小、大小、飞行性能飞行性能等均等均为无人机的分类维度。为无人机的分类维度。据无人机系统概论(贾玉红,2020,北京航空航天大学出版社),例如,按照飞行平台构型,无人机可以细分为固定翼无人机、无人直升机、多旋翼无人机、无人飞艇等。按照实用升限,无人机可分为超低空无人机(实用升限为0100m)、低空无人机(实用升限为1001000m)、中空无人机(实用升限为10007000m)、高空无人机(实用升限为700020000m)、超高空无人机(实用升限超20000m)。无人机系统军用民用非杀伤杀伤工业级消费级训练靶机战场侦察与监视无人机边海防巡逻无人机电子侦察无人机扫描探测无人机防核
31、、生化、探测无人机通信中断无人机战斗毁伤效果评估无人机软杀伤硬杀伤雷达诱饵无人机电子干扰无人机炮火校射激光制导武器目标指示无人机反装甲无人机反辐射无人机反战术弹道导弹无人机空中格斗无人机对抗攻击无人机对地轰炸无人机遥感探测类无人机公共安全类无人机生产作业类无人机物流运输类无人机航拍娱乐类无人机 识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 9 9/3838 Table_PageText 中无人机|公司深度研究 表表2:按飞行平台构型划分的无人机类型:按飞行平台构型划分的无人机类型 分类分类 使用特点使用特点 图示图示 固定翼无人机固定翼无人机 由动力装置产生推力或者拉力,并由机身固定翼产生升力
32、的无人机,具有载重大、航时长、航程远、飞行速度快等优势,但存在便携性差、起降要求高、无法空中悬停等劣势 多旋翼无人机多旋翼无人机 由多个旋翼与空气进行相对运动的反作用而获得升力的无人机,具有可垂直起降、可空中悬停、操作简单、性价比高等优势,但存在航时短、作业面积小、速度慢、载荷小等劣势 无人直升机无人直升机 由动力驱动的旋翼提供主要升力和推进力的无人机,具有速度快、载重大、可垂直起降、可空中悬停等优势,但存在技术复杂度高、使用和维护成本高等劣势 特殊构型特殊构型(复合翼、倾转旋翼、扑翼等)(复合翼、倾转旋翼、扑翼等)如垂直起降固定翼无人机兼具固定翼无人机航时长、速度快、航程远的特点和多旋翼无人
33、机垂直起降的功能等优势,但存在结构较复杂、便携性较差、制造成本及销售价格较高等劣势 数据来源:纵横股份招股说明书,广发证券发展研究中心(二)产业链:(二)产业链:四大分系统构成,军用无人机四大分系统构成,军用无人机产业链构成与有人机类似产业链构成与有人机类似 军用无人机系统产业链构成与有人机类似,使用环境差异及对抗性特征下,产业链军用无人机系统产业链构成与有人机类似,使用环境差异及对抗性特征下,产业链复杂程度高于民用无人机。复杂程度高于民用无人机。一般而言,与军用有人机相比,军用无人机系统在机体平台缺乏飞行员控制,所以减少了包括制氧系统等与维持飞行员生命体征的相关设备系统;同时,由于军用无人机
34、系统实际上是人-无人系统装备构成的,且系统复杂程度远高于民用无人机,所以一般含有地面站等,需要地面站人员对无人机进行控制。由于军用无人机系统的使用环境、对抗性特征与民用存在较大差异,所以一般而言军用的产业链复杂程度高于民用。例如,对于察打一体无人机,上游环节与有人机没有较大差异,但由于信息化程度相对较高,因此对电子类产品占比或有一定提升;中游环节多为机载成品,主机厂一般采购发动机、挂架、飞机管理计算机、光电监视/瞄准装置、地面站、综合保障设备等。同时,据中航无人机发行人及保荐机构关于中航(成都)无人机系统股份有限公司首次公开发行股票并在科创板上市申请文件的第一轮审核问询函的回复,用户会结合自身
35、任务区域、作战场景、是否搭配卫通链路地面站使用等实际情况,去考虑是否采购地面站,即定制化特征更为突出;下游环节为执行各类任务的无人机系统,客户一般为国内外军队客户等。识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1010/3838 Table_PageText 中无人机|公司深度研究 图图12:军用无人机产业链构成(注:上游还包含其他零部件,图示里仅列举部军用无人机产业链构成(注:上游还包含其他零部件,图示里仅列举部分)分)数据来源:广发证券发展研究中心 无人机系统通常由飞行平台系统、任务载荷系统、地面系统与综合保障系统构成。无人机系统通常由飞行平台系统、任务载荷系统、地面系统与综合保障系统构
36、成。飞行平台系统是无人机的主体,整合动力装置、飞控系统、导航系统等部件后携带载荷实现空中飞行与任务执行。任务载荷系统是决定无人机不同用途的关键,所涉及任务设备包含侦察搜索设备、测绘设备、军用专用设备、民用专用设备等多种类型。除执行任务的直接载体之外,地面系统作为无人机系统的指挥中心,控制飞行过程与航迹、飞行平台的起降以及通信链路的工作,综合保障系统对各分系统进行维护保障、人员调配等,亦为无人机系统正常运转不可或缺的组成部分。图图13:无人机系统组成示意图无人机系统组成示意图 数据来源:无人机系统概论(贾玉红,2020,北京航空航天大学出版社),广发证券发展研究中心 飞控系统是无人机飞行过程中的
37、核心系统,飞控系统是无人机飞行过程中的核心系统,可类比为可类比为有人机中的有人机中的飞行飞行员。员。飞控系统主要具备飞行控制和飞行管理两大功能,前者保障飞机运行的平稳性,兼顾无人机姿态和航迹的稳定及按指令或预设转变;后者指代数据设备管理和特定情景响应,包括采集飞行状态参数、处理故障及应急场景、计算导航路径等。自主控制、半自主控制、指令控制与人工控制是常见的无人机控制方式。其中,自主控制是飞控系统利用传感器新获信息、预设航路信息及任务规划信息自动控制飞行,具体过程为飞控系统中的敏感元件确定当前飞行路线,飞控计算机系统运行处理所获信息并发出指令,执行装置接收指令后带动舵面偏转,进而改变无人机航行路
38、线。指令控制是由飞控系统接收由地面控制站的操作员所发送的遥控、遥测指令。而半自主控制恰好为自主控制与指令控制的融合,此时飞控系统同步响应传感器信息与地面指令,使无人机达到应有姿态,完成航线规划。上游中游下游铝合金高温合金高强钢容阻感连接器芯片传感器钛合金元器件微波射频复合材料金属/非金属材料机体平台动力系统任务载荷地面站机载系统侦察机察打一体通信中继电子干扰靶机无人机系统飞行平台系统任务载荷系统地面系统机体动力装置飞控系统导航系统侦察监视通信情报电子对抗武器弹药综合保障系统指挥控制起降控制地面终端通信链路维护保障人力配备设施建设 识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 11 11/383
39、8 Table_PageText 中无人机|公司深度研究 图图14:自主控制飞行的控制原理图自主控制飞行的控制原理图 图图15:指令控制飞行的原理图指令控制飞行的原理图 数据来源:无人机系统概论(贾玉红,2020,北京航空航天大学出版社),广发证券发展研究中心 数据来源:无人机系统概论(贾玉红,2020,北京航空航天大学出版社),广发证券发展研究中心 数据链路为数据链路为无人机与地面系统无人机与地面系统双向数据传输的通道双向数据传输的通道。无人机数据链路的功能主要为实现地面控制站对无人机的遥控、遥测以及信息传输。数据链路分为机载部分和地面部分,两部分均由射频接收机、发射机、调制解调器等数据终端
40、及天线共同构成。依据空地间传输方向的差异,数据链路可以分为上行链路和下行链路。上行链路主要负责地面站发送遥控指令、无人机对其进行接收的过程;下行链路主要负责无人机发送遥测数据、红外或电视图像,地面站对其进行接收的过程。借助定位信息在上下链路的传输,测距也得以实现。图图16:无人机数据链路的基本组成无人机数据链路的基本组成 图图17:无人机地面数据终端与电源、天线控制组合无人机地面数据终端与电源、天线控制组合 数据来源:无人机地面控制站软件的研究与设计,(袁继来,2013),广发证券发展研究中心 数据来源:无人机地面控制站软件的研究与设计,(袁继来,2013),广发证券发展研究中心 地面控制站地
41、面控制站是无人机系统的指挥中心。是无人机系统的指挥中心。无人机虽无机上驾驶员,但仍无法离开人的参与。飞行前,飞行路线和任务需要规划和设定;飞行中,无人机的安全行驶需要地面人员对姿态和航路的恰当调整以及对紧急情况的及时处理,任务的顺利完成需要地面人员通过数据链路对任务载荷的操控。而地面人员完成这些工作不仅依赖数据链路的信息传输,还需要具备指挥控制、任务规划等功能的设备和系统。无人机地面控制站主要由飞行操纵席位、任务载荷控制席位、数据链路控制席位和通信指挥席位组成,其与无人机之间的关系可以是“一对一”、“一对多”、“多对一”。对应到具体功能,起降控制通过操纵杆和按键介入控制通道;飞行控制通常采取舵
42、面遥控、姿态遥控、指令控制三种遥控方式;任务设备控制通过任务控制单元完成指令发送和工作状态显示,供地面人员所用。敏感元件飞控计算机执行装置舵面飞机敏感元件飞控计算机执行装置舵面飞机操纵装置人工指令电指令 识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1212/3838 Table_PageText 中无人机|公司深度研究 图图18:RQ-1“捕食者”无人机地面控制站“捕食者”无人机地面控制站 数据来源:无人机地面控制站的设计与开发(刘龑,2015),广发证券发展研究中心 无人机平台无人机平台为构成军用无人机营业成本的主要分系统,机载武器为构成军用无人机营业成本的主要分系统,机载武器贡献贡献较高
43、成本占比。较高成本占比。依据中航无人机所披露的无人机系统的各组成部分关联交易采购额,计算出翼龙系列无人机平台、地面站、任务载荷及综合保障系统所需采购金额占比。其中无人机平台由机体、飞机管理、动力、机械电器和机载数据链各系统组成。由于2018年中航无人机与航空工业成都关系的特殊性,当年分系统采购金额比例较之后差别明显。2019年21年Q3四个报告期间,无人机平台始终为翼龙系列无人机采购金额占比最高的部分,均超65%;地面站与载荷占比相近。依据中航无人机原材料采购类别的划分,2020年机载成品(包括发动机、合成孔径雷达、挂架、飞机管理计算机、卫通天线组合、光电监视/瞄准装置等)在原材料采购金额中占
44、比达57.91%。图图19:无人机公司无人机公司无人机分系统无人机分系统采购金额占比(关联、非关联采购额加总计算)采购金额占比(关联、非关联采购额加总计算)数据来源:关于中航(成都)无人机系统股份有限公司首次公开发行股票并在科创板上市申请文件第二轮审核问询函的回复,广发证券发展研究中心 表表3:各报告期内中航无人机主要原材料采购情况:各报告期内中航无人机主要原材料采购情况 项目项目 2021 年年 1-9 月月 2020 年年 2019 年年 2018 年年 金额(万元)比例 金额(万元)比例 金额(万元)比例 金额(万元)比例 机载成品机载成品 114,010.94 65.29%81,320
45、.53 57.91%11,549.75 53.36%-机体机体 21,439.99 12.28%21,356.60 15.21%4,350.00 20.10%-地面站地面站 19,913.29 11.40%19,141.06 13.63%2,367.27 10.94%-综合保障设备综合保障设备 5,416.86 3.10%3,796.09 2.70%168.46 0.78%38.28 2.28%合计合计 160,781.07 92.07%125,614.28 89.45%18,435.47 85.17%38.28 2.28%数据来源:中航无人机招股书,广发证券发展研究中心 69.65%65.0
46、0%68.98%12.84%15.24%12.39%16.59%16.74%15.26%100.00%0.91%3.02%3.37%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2018201920202021年1-9月无人机平台地面站任务载荷综合保障系统 识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1313/3838 Table_PageText 中无人机|公司深度研究 美国军用无人机的成本主体依然为飞行平台和任务载荷美国军用无人机的成本主体依然为飞行平台和任务载荷。依据美国国防部披露的MQ收割者成本明细,将“飞机采购”项指定为飞行平台与任务载荷,将“固定地面控制站”、
47、“移动地面控制站”、“双向地面控制站”、“地面数据终端”、“卫星链路”统一划入地面系统。经计算,2016-2018年间地面系统在系统成本中占比分别为19.59%、20.93%、26.96%,所占成本比重虽逐年提升,但相对较低,飞行平台与任务载荷始终是无人机系统成本的主体。地面系统中,相比于卫星链路与地面数据终端,地面控制站贡献主要成本。参考美国总审计署披露的最初的和最新的前10架全球鹰 和第11至20架黑暗之星 平均单位飞行价格的估计,截至1998年7月,单位飞行中,飞行平台(包括机体结构、航空电子设备、推进系统等)的成本均高于任务载荷。将飞行平台各项做具体划分,全球鹰中机体结构价格约达610
48、万美元,占比最高;黑暗之星中,机体结构与航空电子设备价格均较高,且航空电子设备为1994-1998年间价格增长最高的部分。表表4:美国:美国MQ-9收割者成本明细(单位:百万美元)收割者成本明细(单位:百万美元)项目项目 2016 2017 2018 2019 2020 2021E 2022E 系统成本系统成本 飞机采购 454.41 343.81 263.30 381.19 275.63 308.51 -生产支持 18.36 12.33 6.02 -固定地面控制站 47.31 -移动地面控制站 44.46 59.44 27.40 -双向地面控制站 13.50 30.04 72.00 -地面数
49、据终端 3.97 -卫星链路 5.90 4.80 -10.09 9.00 -系统成本总计 587.92 450.42 368.72 381.19 285.72 317.51 -支持成本支持成本 政府支出 16.54 7.02 20.50 20.41 6.73 5.30 -初始备件/部署-支持设备 22.98 8.60 -3.63 -培训设备-22.51 -12.52 7.80 -其他 29.00 -12.99 3.29 支持成本总计 68.51 38.13 20.50 20.41 22.88 26.09 3.29 总计总计 656.44 488.55 389.22 401.60 308.60
50、343.60 3.29 数据来源:美国国防部预算,广发证券发展研究中心 图图20:美国美国MQ-9收割者分系统成本构成收割者分系统成本构成 数据来源:美国国防部预算,广发证券发展研究中心(注:飞行平台与任务载荷指代“飞机采购”,地面系统指代“固定地面控制站”、“移动地面控制站”、“双向地面控制站”、“地面数据终端”、“卫星链路”的合计)454.41 343.81 263.30 115.14 94.28 99.40 0.00100.00200.00300.00400.00500.00600.00201620172018飞行平台与任务载荷(百万美元)地面系统(百万美元)识别风险,发现价值 请务必阅
51、读末页的免责声明 1414/3838 Table_PageText 中无人机|公司深度研究 图图21:前前10架全球鹰平均单位飞行价格原始(架全球鹰平均单位飞行价格原始(1994年)年)与最新估计(与最新估计(1998年)年)图图22:11-20架黑暗之星平均单位飞行价格原始(架黑暗之星平均单位飞行价格原始(1994年)与最新估计(年)与最新估计(1998年)年)数据来源:美国总审计署,广发证券发展研究中心 数据来源:美国总审计署,广发证券发展研究中心(三)技术迭代:中期看载荷与机体升级,长期看高空高速及僚机发展(三)技术迭代:中期看载荷与机体升级,长期看高空高速及僚机发展 载荷(传感器)方向
52、升级或仍然是军用无人机中短期内的主要发展方向。载荷(传感器)方向升级或仍然是军用无人机中短期内的主要发展方向。以美国高空长航时侦察机“全球鹰”项目为例,不同批次机型的更新升级方向主要与载荷(传感器)有关。据 Global Hawk Systems Engineering case study(Air Force Center for Systems Engineering,Bill Kinzig,2010),“全球鹰”从Block 0Block 40过程中,主要升级方向与其传感器有关,如从Block 10的基础版集成传感器套件升级至Block 40的增强型EO/IR传感器。据“全球鹰”无人机系
53、统项目费用和效能分析研究(张海涛,中航工业发展研究中心,2014),“全球鹰”Block 10/20/30/40型的单机成本分别为4640/5450/7610/8460万美元,其中各批次的任务设备成本分别为2390/1960/3810/4980万美元,各批次单机成本变化的原因是机体结构不同,以及机载传感器日益先进,如Block 30使用单机成本2000万美元的ASIP,而Block 40使用了单机成本约5000万美元的MP-RTIP。图图23:“全球鹰”不同批次传感器升级历史“全球鹰”不同批次传感器升级历史 数据来源:Global Hawk Systems Engineering case s
54、tudy(Air Force Center for Systems Engineering,Bill Kinzig,2010),广发证券发展研究中心 类别类别原始估计原始估计(百万美元)(百万美元)最新估计最新估计(百万美元)(百万美元)二者之差二者之差(百万美元)(百万美元)机体结构2.66.13.5航空电子设备0.40.50.1任务载荷4.15.21.1推进系统1.61.60费用1.31.40.1合计1014.84.8类别类别原始估计原始估计(百万美元)(百万美元)最新估计最新估计(百万美元)(百万美元)二者之差二者之差(百万美元)(百万美元)机体结构4.85.50.7航空电子设备2.84
55、.11.3任务载荷1.22.41.2推进系统0.50.60.1费用0.81.10.3合计10.113.73.6 识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1515/3838 Table_PageText 中无人机|公司深度研究 表表5:“全球鹰”无人机平台及通用地面站年度采购数据:“全球鹰”无人机平台及通用地面站年度采购数据 年度年度 平台型别平台型别 飞机平台采购数量飞机平台采购数量 飞机平台采购费用飞机平台采购费用/百万美元百万美元 地面站采购数量地面站采购数量 地面站采购费用地面站采购费用/百万美元百万美元 2002 RQ-4B(Block 10)3 架 151.77 1 个任务控制
56、单元 含在平台采购费中 2003 RQ-4B(Block 10)3 架 173.70 1 个发射与回收单元 含在平台采购费中 2004 RQ-4B(Block 10)1 架 186.76 1 个通用地面站 15.74 RQ-4B(Block 20)3 架 2005 RQ-4B(Block 20)3 架 274.81 1 个通用地面站 18.91 RQ-4B(Block 30)1 架 2006 RQ-4B(Block 30)4 架 289.25 1 个通用地面站 19.20 RQ-4B(Block 40)1 架 2007 RQ-4B(Block 30)5 架 323.20 3 个通用地面站 59
57、.98 RQ-4B(Block 30)2 架 2008 RQ-4B(Block 30)2 架 397.82 1 个通用地面站 23.49 RQ-4B(Block 40)3 架 2009 RQ-4B(Block 30)2 架 512.89 2 个通用地面站 49.89 RQ-4B(Block 40)3 架 2010 RQ-4B(Block 30)2 架 205.71-RQ-4B(Block 40)2 架 189.77 2011 RQ-4B(Block 30)2 架 207.40-RQ-4B(Block 40)2 架 210.59 2012 RQ-4B(Block 30)3 架 363.14-数据
58、来源:“全球鹰”无人机系统项目费用和效能分析研究(张海涛,中航工业发展研究中心,2014),广发证券发展研究中心(备注:飞机平台采购费用包括机体、机载成品与任务设备的费用)无人机任务载荷无人机任务载荷技术迭代主要体现在技术迭代主要体现在传感器、通信中继载荷传感器、通信中继载荷与与机载武器。机载武器。军用无人机系统的任务载荷可以分为传感器、中继技术设备、武器弹药及货舱四类。其中,传感器方面的重点技术研制方向包括多光谱/超光谱成像(MSI/HIS)、合成孔径雷达等。多光谱/超光谱成像技术具备全色照相传感器的能力,能够获取敏感细微信息,减少误判可能;机载动目标监视模式获得应用的趋势之下,合成孔径雷达
59、将实现对地面动、静态目标的精准定位。为满足无线通信功能和兼容性需求,通信载荷利用软件支持多种波形或成为主流发展趋势,且受小型战术无人机载重限制趋于小型化。机载武器方面的技术发展方向由现役改进转向专用研制和新技术攻关。参考无人机系统发展史(李志等,2020,航空工业出版社),2018年前,机载武器的发展目标为提升现有武器的集成和互操作能力;2018-2021年,机载武器聚焦无人系统专用武器研发等。表表6:传感器、通信中继设备、机载武器的关键技术:传感器、通信中继设备、机载武器的关键技术 任务载任务载荷种类荷种类 关键技术关键技术 传感器 多光谱/超光谱成像技术、合成孔径雷达技术、激光雷达 通信中
60、继载荷 平台系统集成技术、通信中继载荷小型化、先进通信和组网技术 机载武器 小型化高能推进技术、高效毁伤技术、精确制导技术、先进爆炸控制技术 数据来源:无人机系统发展史(李志等,2020,航空工业出版社),外军无人机当前技术发展重点及前景预测(张蕾等,2009),美军无人机通信中继发展现状与趋势(刘红军等,2017),广发证券发展研究中心 识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1616/3838 Table_PageText 中无人机|公司深度研究 研究发现,机体结构及任务载荷的进步并未影响无人机的“性价比”优势。研究发现,机体结构及任务载荷的进步并未影响无人机的“性价比”优势。据“全
61、球鹰”无人机系统项目费用和效能分析研究(张海涛,中航工业发展研究中心,2014),尽管“全球鹰”项目经费和单机成本呈现逐年上涨的趋势,但研制此类大大型无人机系统仍然较为“划算”。该文通过“飞机成本-重量关系”来衡量,使用单机空机重量成本作为衡量指标,根据美国国防部2005-2030年无人机系统路线图可知,目前美国国防部无人机系统飞行平台单位空机重量成本为1500美元/磅,单位任务设备重量成本为8000美元/磅。通过搜集“全球鹰”与美国其他现役无人机的单位重量成本,研究发现“全球鹰”的单位重量下成本符合无人机研制的一般规律且成本较高,但它的作战能力要远远高于美国现役的其他无人机系统,因此研制此类
62、大型侦察无人机仍然是比较划算的。图图24:美国军用无人机系统成本美国军用无人机系统成本-重量关系重量关系 图图25:美国军用无人机系统效能与成本的关系图美国军用无人机系统效能与成本的关系图 数据来源:“全球鹰”无人机系统项目费用和效能分析研究(张海涛,中航工业发展研究中心,2014),广发证券发展研究中心 数据来源:“全球鹰”无人机系统项目费用和效能分析研究(张海涛,中航工业发展研究中心,2014),广发证券发展研究中心 长期看,隐身高空高速长期看,隐身高空高速、僚机、蜂群化等或为军用无人机长期的发展方向。、僚机、蜂群化等或为军用无人机长期的发展方向。向隐身、高空、高速、长航时方向发展。隐身、
63、高空、高速、长航时不仅可以保障无人机的运行安全,还可以扩大无人机作战半径,提升工作效率,从而进一步发挥军用无人机系统战场侦察、监视和攻击作用。据中航无人机招股书,隐身无人机是现代隐身技术与无人机技术结合的成果,在未来的空战中,隐身无人机将成为高性能防空武器的典型代表,并大大降低无人机的击毁率,提高军用无人机的战场运作空间,降低无人机作战成本。此外,为提高军用无人机持续侦察能力与作战能力,并在侦察时获得最准确、最全面的敌方情报,提高续航能力、飞行速度与飞行高度也成为世界各国对于无人机系统研究的重点发展方向之一。增强有人机-无人机协同,向僚机、集群化方向发展。据外军有人-无人机协同作战最新发展动向
64、分析(李磊,战术导弹技术,2022年),面对未来复杂的作战环境,利用传统装备进行攻击已不能满足作战需求。经济上可承受的无人机与有人机协同作战成为一种有效解决途径。同时,人工智能和无人机装备的不断发展,为有人-无人机协同作战发展提供了技术支撑。无人僚机平台以成本可承受的方式有效增强作战能力,提升作战体系的生存性,利用无人僚机平台的可消耗、可复用、价格适中、可搭载各种载荷等优势,成为增强作战能力的可承受的有效途径。此外,据美军智能无人机集群作战样式及影响分析(陈士涛,中国电子科学研究院学报,2021年第11期),智能无人机集群是由一定数量的无人机基于开放式体系架构综合集成的作战体系,美军认为智能无
65、人机集群可显著提升其在强对抗环境中的作战能力。识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1717/3838 Table_PageText 中无人机|公司深度研究 图图26:美国“天空博格人”项目(有人美国“天空博格人”项目(有人-无人协无人协同)项同)项目中的分层作战样式目中的分层作战样式 图图27:有人有人-无人智能协同作战样式示意图无人智能协同作战样式示意图 数据来源:外军有人-无人机协同作战最新发展动向分析(李磊,战术导弹技术,2022 年第 1 期),广发证券发展研究中心 数据来源:美军智能无人机集群作战样式及影响分析(陈士涛,中国电子科学研究院学报,2021 年第 11 期),广
66、发证券发展研究中心 三、市场:全寿命成本优势强,装备建设及外贸共驱动三、市场:全寿命成本优势强,装备建设及外贸共驱动(一)空间:(一)空间:2019 年全球军民用无人机市场规模分别为年全球军民用无人机市场规模分别为 703、657 亿元亿元 工业级应用场景需求的快速增长和军用无人机市场的增长驱动着全球无人机产业规工业级应用场景需求的快速增长和军用无人机市场的增长驱动着全球无人机产业规模持续扩大。模持续扩大。据纵横股份招股书,全球消费级无人机市场及大型军用无人机市场发展日趋成熟,无人机在工业级应用场景需求的快速增长和其他军用无人机市场的增长驱动着全球无人机产业规模持续扩大。2015年至2019年
67、,全球无人机市场规模年均复合增长率为19.40%。据纵横股份招股书,援引Frost&Sullivan的报告,2019年全球军用无人机和民用无人机市场规模分别为703.30亿元、657.38亿元,分别占比51.69%、48.31%。预计到2024年,全球无人机市场规模将突破5000亿元。图图28:全球无人机市场规模及预测(亿元)全球无人机市场规模及预测(亿元)数据来源:纵横股份招股书援引 Frost&Sullivan 报告,广发证券发展研究中心 0.01000.02000.03000.04000.05000.06000.0201520162017201820192020E2021E2022E20
68、23E2024E军用无人机民用无人机 识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1818/3838 Table_PageText 中无人机|公司深度研究 国内无人机市场空间快速扩大,国内无人机市场空间快速扩大,2019年国内无人机市场规模已达年国内无人机市场规模已达435亿元亿元。军用方面,据中航(成都)招股书,我国无人机系统发展起步晚于美国、以色列、英国等军事科技强国。近十几年来,我国无人机系统的发展呈厚积薄发趋势。各航空企事业单位以其技术和产业优势推动了产品技术和产业体系向高端发展,我国无人机系统发展势头较为迅猛。总体来看,我国无人机设计制造技术已达到世界先进水平。民用方面,据纵横股份
69、招股书,国家相关主管部门近年来不断完善无人机分类标准、飞行管理、驾驶员管理等方面的法律、法规及规范性文件,为我国无人机产业健康规范发展提供了制度保障,叠加受益于消费升级及工业领域应用场景的扩大,民用无人机市场规模也在逐年扩大。2015年2019年,中国无人机市场规模从155.51亿元增长到435.12亿元。图图29:2019年全球无人机市场规模细分年全球无人机市场规模细分 数据来源:纵横股份招股书援引 Frost&Sullivan 报告,广发证券发展研究中心(二)商业模式:(二)商业模式:装备特征,强调对有人机补充,全周期成本优势较突出装备特征,强调对有人机补充,全周期成本优势较突出 军用无人
70、机实际上是人军用无人机实际上是人-无人系统装备系统,不同于民用无人机,军用无人机更多是无人系统装备系统,不同于民用无人机,军用无人机更多是对有人机的补充,而非是对于人的替代。对有人机的补充,而非是对于人的替代。不同于民用无人机,军用无人机系统并未简单对人工作业进行补充。据军用无人机操控员认知能力及训练方法探析(人民军医,2019年3月,黄俊翔等),“无人机任务组成员有飞行操控员、任务规划员及链路、情报监控员军用无人机操控员,由于人机分离,操作难度大,对操控员的空间推理分析能力的要求比载人机飞行员更高,且突发事件多美军8年间95例捕食者无人机事故的调查显示,在人为因素导致的事故中,操控员的态势感
71、知错误为主因的事故占比约57%,无人机操控员承受的作战压力等同甚至超过了载人机飞行员”。表表7:军用无人机系统操控员的岗位特点:军用无人机系统操控员的岗位特点 序号序号 无人机操控员岗位特点无人机操控员岗位特点 概述概述 1 人机分离,作业难度大 无人机反馈的视野相对狭小,无周边视野,也无相应的听觉和触觉感知,不能像载人机飞行员那样真切感受到飞机的飞行状态。在这种人机分离状态下,完全依赖无人机操控员视觉获取信息,并对信息进行处理加工,其操控作业难度很大,加之回传数据有延迟现象,对实时数据映射为动态的宏观态势,对操控员的情景意识也要求很高 2 突发事件多,心理压力大 由于无人机可对敌方进行空中侦
72、察和精确打击,各种突发事件会更加频发 3 作业强度大,容易疲劳 无人机的续航时间长,需要机组人员轮班作业才能完成任务。无人机操控员执行任务时,需同时观察多个显示屏及参数,加之操作舱噪声大、辐射强等影响,极易导致疲劳 数据来源:军用无人机操控员认知能力及训练方法探析(人民军医,2019 年 3 月,黄俊翔等),广发证券发展研究中心 全球无人机1360.68亿元民用无人机657.38亿元军用无人机703.30亿元工业级无人机275.97亿元消费级无人机381.41亿元51.69%48.31%58.02%41.98%识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1919/3838 Table_Pag
73、eText 中无人机|公司深度研究 因此,我们强调,不同于民用无人机主要是对人工作业的替代,军用无人机是对有因此,我们强调,不同于民用无人机主要是对人工作业的替代,军用无人机是对有人机的人机的补充补充,即是一种装备对另一种装备的,即是一种装备对另一种装备的补充补充,具,具有典型的“装备特性”,而非有典型的“装备特性”,而非民用无人机的“民用无人机的“载体载体特性”特性”。此外,军用无人机系统较军用有人机,全寿命周期内的成本优势较为突出。1.军用有人机的运营和维护成本占全寿命周期成本军用有人机的运营和维护成本占全寿命周期成本70%以上以上 参考Weapon System Sustainment
74、Aircraft Mission Capable Rates Generally Did Not Meet Goals and Cost of Sustaining Selected Weapon Systems(GAO-21-101SP),国防部每年花费数百亿美元对武器系统进行维护保障,以确保这些系统能够支持当前军事行动,同时满足国防需要。其中,从武器系统总寿命周期划分,运营和支持(O&S)成本约占武器系统总寿命周期成本的70%,因此仅比较单机采购成本意义相对有限。据 Operating and Support Cost-estimating Guide(2020年9月版本,国防部成本评估和
75、计划评估办公室),固定翼军机、旋翼军机的采购成本不足全寿命周期费用的30%,运营维护费用占比约65%。图图30:军机采购成本不足全寿命周期费用的军机采购成本不足全寿命周期费用的30%图图31:宇航系统及导弹采购成本占比较大宇航系统及导弹采购成本占比较大 数据来源:Operating and Support Cost-estimating Guide(2020 年 9 月版本,国防部成本评估和计划评估办公室),广发证券发展研究中心 数据来源:Operating and Support Cost-estimating Guide(2020 年 9 月版本,国防部成本评估和计划评估办公室),广发证券
76、发展研究中心 2.美空军希望利用无人机特点,降低采办和使用成本美空军希望利用无人机特点,降低采办和使用成本 据“航空工业发展研究中心”公众号2019年推送美空军低成本可消耗无人作战飞机分析,美空军认为当前空中战场的威胁日趋多变,高性能作战飞机的价格不断攀升,国防预算压力日益增大。美空军难以通过大规模更新换代解决作战能力与预算压力的矛盾,必须创新装备解决方案,在保证性能可接受前提下,显著降低采办和使用成本,重塑美空军的数量优势。为解决上述挑战,美空军希望利用无人机的特点,创新飞机设计概念和流程,在保证一定性能前提下,显著降低采办和使用成本。美空军认为,可执行打击、情报监视侦察等任务的远程、高性能
77、、低成本无人作战飞机将带来改变游戏规则的能力,在未来空中对抗中将同时形成规模和成本优势。XQ-58A项目军方主管认为,未来美空军机队很可能由相比现在更少的高端作战飞机和大量的低成本可消耗无人机构成。7%28%1%64%Average-Fixed Wing AircraftRDT&E%Proc%MILCON%O&S%3%32%65%Average-Ground VehiclesRDT&E%Proc%O&S%4%27%1%68%Average-Rotary Wing AircraftRDT&E%Proc%MILCON%O&S%5%28%67%Average-Surface ShipsRDT&E%P
78、roc%O&S%6%52%42%Average-SubmarinesRDT&E%Proc%O&S%12%28%2%58%Average-UAVsRDT&E%Proc%MILCON%O&S%38%43%19%Average-Space SystemsRDT&E%Proc%O&S%28%63%9%Average-Tactical MissilesRDT&E%Proc%O&S%识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 2020/3838 Table_PageText 中无人机|公司深度研究 图图32:美军美军1974-2005年战斗机单位采购成本逐渐增加年战斗机单位采购成本逐渐增加 图图33:美
79、军美军1974-2005年电子战机单位采购成本增加年电子战机单位采购成本增加 数据来源:Why Has the Cost of Fixed-Wing Aircraft Risen(美国兰德智库,2008 年),广发证券发展研究中心 数据来源:Why Has the Cost of Fixed-Wing Aircraft Risen(美国兰德智库,2008 年),广发证券发展研究中心 3.军用无人机系统的使用保障费占全寿命周期比重,相较有人机有所降低军用无人机系统的使用保障费占全寿命周期比重,相较有人机有所降低 据无人战斗机全寿命周期费用分析(陆凯,西北工业大学学报),无人战斗机一个显著特点是全
80、寿命周期费用较低,因此具有很好的可支付性。由于无人战斗机只是在战时使用,平时贮藏在环境适宜的贮藏箱体中,而且要求有功能完善的自动检测装置,不需额外养护,所以飞机有效使用时间短,使用保障费用大为降低。该论文基于一定假设,估算得出无人战斗机全寿命周期费用,结果看使用保障费用已经不再是飞机寿命周期费用的最大支出项目,这样即使研制费用和生产费用与相同级别的有人机一样,无人战斗机的全寿命周期费用也具有明显的优势。从每飞行小从每飞行小时全寿命周期成本的对比看,军用无人机成本也具有一定比较优势。时全寿命周期成本的对比看,军用无人机成本也具有一定比较优势。据美国国会预算局(CBO)在2021年6月发布的Usa
81、ge Patterns and Costs of Unmanned Aerial Systems,在权衡无人机与有人机成本效益时还需考虑作战因素,即在执行同等作战任务、达到同等作战效能的前提下,对比全寿命周期成本。该报告基于一定假设,以3架RQ-4无人机和6架P-8海上巡逻机执行同等ISR任务为条件,以2020年不变美元计算,认为RQ-4和P-8相比,RQ-4每飞行小时全寿命周期成本比P-8低17%,每飞行小时直接使用成本低38%,全寿命周期成本的差距小于直接使用成本差距,主要是由于RQ-4的预期寿命比有人机P-8更短,即使RQ-4的采购成本低于P-8。表表8:在一定假设条件下,无人机战斗机全
82、寿命周期费用预测:在一定假设条件下,无人机战斗机全寿命周期费用预测 项目项目 研制费研制费 生产费生产费 使用保障费 全寿命周期费用 费用费用/万元万元 118.05 4515.16 3159.08 7792.29 比例比例/%2%58%40%100%数据来源:无人战斗机全寿命周期费用分析(陆凯,西北工业大学学报),广发证券发展研究中心 识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 2121/3838 Table_PageText 中无人机|公司深度研究 图图34:20142018年每飞行小时直接使用成本对比年每飞行小时直接使用成本对比 图图35:每架飞机采购成本每架飞机采购成本 数据来源:U
83、sage Patterns and Costs of Unmanned Aerial Systems(CBO,2021 年 6 月),广发证券发展研究中心 数据来源:Usage Patterns and Costs of Unmanned Aerial Systems(CBO,2021 年 6 月),广发证券发展研究中心 表表9:在执行相同任务条件下,军用无人机在执行相同任务条件下,军用无人机RQ-4与有人机与有人机P-8的成本对比的成本对比 项目项目 RQ-4 P-8 RQ-4/P-8 比例比例 每架飞机每年飞行小时数 945 589 1.60 1994-2019 年每百万飞行小时摧毁的飞机
84、数量 23-预期寿命(年)20 50 0.40 每飞行小时直接使用成本(美元,以 2020 年美元计)18,678 29,896 0.62 每架飞机的采购成本(百万美元,以 2020 年美元计)239 307 0.78 每飞行小时全寿命周期成本(美元,以 2020 年美元计)35,245 42,272 0.83 数据来源:Usage Patterns and Costs of Unmanned Aerial Systems(CBO,2021 年 6 月),广发证券发展研究中心(三)(三)军用:任务范围日渐广泛,装备现代化建设及外贸为主要驱动力军用:任务范围日渐广泛,装备现代化建设及外贸为主要驱