2018年我國軍用無人機市場規模為111.4億元,同比增長超過37%,到2020年市場規模達到了209.1億元。
軍用無人機是技術含量相對最高的無人機,其對于靈敏度、飛行高度、速度、智能化等有著更高的要求。軍用無人機包括偵察、誘餌、電子對抗、通信中繼、靶機、校射引導機和無人戰斗機等機型。從目前我國公開的軍用無人機的品種和綜合性能數據來看,我國的軍用無人機行業整體具有世界先進水平,但距離美國、以色列等無人機發達國家還具有一定的差距。從近年來我國空軍的發展趨勢來看,我國空軍包含了電子戰、戰場偵查、對地打擊、空中干擾和預警在內的多類型無人機,基本形成了無人機戰術作戰體系。盡管軍用無人機進步神速,但在聯合作戰體系、數據鏈對接、特種應用、精確打擊、滯空時間方面還存在著一系列問題。此外,在發動機技術、能源控制技術也存在缺陷,其中包括航空發動機制造,以及航空能源的使用、選擇、提煉無法滿足滯空需求,整體質量和綜合作戰效能都還欠缺。而在新材料應用、新技術研發上,制造工藝也還不夠高,精確打擊能力,也因為我國的北斗衛星導航系統還沒有完全建成組網,會限制其作戰效能和數據交換能力,不利于形成聯合作戰能力。
2018年我國軍用無人機市場規模為111.4億元,同比增長超過37%,到2020年市場規模達到了209.1億元。
根據中研普華《2022-2027年中國軍用無人機行業深度預測及發展前景分析報告》統計分析顯示:
一、2021-2025年軍用無人機行業發展趨勢
現代防空武器的迅速發展,對無人機的隱身性能及機動性能提出了更高的要求。為提高無人機的機動性能和戰場生存能力,未來無人機需要朝著隱性化,微型化方向發展。特別是翼展不超過15厘米的特微型無人機,攜帶方面,戰術靈活,可以在提高生存能力的大大增強戰爭偵察、滲透能力。
二、2021-2025年軍用無人機市場規模預測
圖表:軍用無人機市場規模預測
數據來源:中研普華產業研究院
三、2021-2025年軍用無人機行業應用趨勢預測
(一)以戰場偵查和查打結合為主要目的,大力發展查打和偵查結合的無人機。在美國無人機的發展路線圖中,無人機被分為小中大和無人作戰四種類型,完成的任務也被分為十八種。其中,偵查、精確目標定位和指示總是排在第一位和第二位。
現在,無人機肩負著國家哨兵的重任。世界上裝備的無人機中大約80%都是偵察機,具體工作包括圖像偵查(可見光、紅外、光譜、雷達、激光)、信號偵查、氣象水文、磁、核生化等等。將偵查和打擊兩種模式結合在一起,能夠很好的實現“發現即摧毀”的作戰模式。這種將武器打擊模塊嵌入到偵查無人機中的解決思路備受軍方關注。像捕食者、獵人和死神這樣的無人偵查機已經開始應用這種模式。
(二)以火力打擊和空中對抗為主要需求,大力發展無人作戰飛機。例如,像人們比較熟悉的X47B,它是在美國福特級航母上配套使用的無人作戰飛機,還有由法國牽頭,六國共同參與研制的“神經元”無人作戰飛機。另外,還有英國“雷神”和俄羅斯“電鰩”。
(三)以特種偵查和“蜂群”作戰為主要目標,大力發展微小型無人機系統。微型和小型無人機都有嚴格的定義,比如美國規定,微型無人機是指外形尺寸介于鷹和大型蝗蟲之間的無人機,小型無人機是指起飛總重量大于2.3KG,小于25KG的無人機。
近年來,隨著新型技術的出現,微小無人機出現了異軍突起的現象。現在,人們可以看到各類小型機,例如像蚊子和蝴蝶這樣的昆蟲仿生無人機。為什么要研制這樣的無人機呢?這樣的無人機可能在民用方面有很多的用處,但是,它主要是在軍事領域應用在特種部隊“蜂群”作戰上。“蜂群”作戰已經成為了美軍重要的發展方向,從2015年3月開始,美國海軍就已經開始測試低成本無人機蜂群作戰技術(LOCUST)。該項目采用廉價的“郊狼”型無人機重量在6KG左右,時速到到145公里,由無人機大炮接連發射升空。
(四)以新型動力技術為主要突破,大力發展超高速無人機和超長航時系統。超高速無人機一般是指巡航速度大于5馬赫的無人機(1馬赫大約是1200公里/小時),這種無人機需要通過火箭發動機、航空發動機和超燃沖壓發動機組合實現超高速飛行。超長航時無人機一般是指續航時間在48小時以上的無人機。這個層次的無人機和人們通常所說的消費級無人機在超長航時上的概念是完全不一樣的,它的動力能源問題將通過太陽能、燃料電池、氫發動機和核動力來解決長航時的問題。
例如,在氫發動機無人機系統方面,美國波音公司研制的創造性的液氫動力無人機——“鬼眼”,它采用兩臺2.3升4缸發動機,每臺發動機可以產生150匹馬力。可在2萬米高空持續飛行4天,持續執行監視和偵察任務。而且它非常環保,產生的副產品只有水。這款無人機已于2012年6月實現首飛,繼續在加利福尼亞州愛德華茲空軍基地測試。
“鬼眼”軍用無人機
在核動力長航時無人機系統方面,美國科學家已經完成了新一代核動力無人機的理論和可行性研究。核動力新技術不僅能讓無人機連續飛行時間從“天”增加到“月”,還能給無人機武器、控制等系統增加動力。因其超長的續航時間,能大大減少后勤支持成本。目前正在開展提高核反應堆安全性的相關工作,未來必將給無人機動力技術帶來革命性的變化。
在激光和微波輸能長航時無人機系統方面,美國洛克希德?馬丁公司與美國激光動力公司于2012年就在一款小型無人機上成功測試了一種新型激光輸能系統,無人機續航時間達到了48小時,而原來只具備2小時的續航時間。
攜帶激光炮的軍用無人機除此之外,還有一種無人機是采用火箭助推、無動力滑翔的方式飛行。這種無人機是什么概念呢?也就是說,通過火箭把無人機帶到大氣層的臨界位置,然后以一定的角度和速度砸向大氣層,實現乘波飛行。這個方式類似于玩“水上漂”,就是把薄石片以一定的速度和角度打到水面上,讓石子在水上漂行,而大氣層就相當于水面。無人機在這種狀態下,速度可以達到20馬赫。
(五)以信息技術為核心,大力推進無人機系統的智能化。無人機系統是典型的信息化裝備,美國在《2013-2038年無人系統綜合路線圖》中提出了無人系統面臨的九項瓶頸技術,其中互操作性、自主性、通信、安全、傳感器、計算機等六項都與信息技術密切相關。
二十年來,無人機之所以發展的如此迅速,其中,信息技術的發展起到了關鍵性地推動作用。除了無人機,傳統的信息技術解決遙控遙測、跟蹤定位和信息感知處理問題。
目前隨著信息技術的發展出現了三個特點:
第一,無人機發展與新興信息技術產業密切相關。大數據、云計算、物聯網(含互聯網)等新興信息技術產業發展,正在深刻影響著無人機技術的變革。
①在大數據技術方面,無人機作為空中移動的傳感器節點,能夠在大地測繪、國土資源調查、氣象探測、交通監管、工林業生產、物流運輸、個人消費等領域產生海量的數據。還包括無人機飛行參數信息,部分數據具有至關經濟效益,而大部分數據需依托大數據技術進行綜合開發利用。
②在云計算方面,將來很多的無人機要得到解放,機上的計算、機上的存儲、機上的智能能力,這些都需要通過云端來解決。
③在物聯網方面,物聯網是一個比移動互聯網更加復雜的生態系統,倡導萬物互聯,無人機融入物聯網后將更好的發揮機動、靈動、傳感器數據多樣等優點,實現人機交互、互操作、互理解。
第二,信息基礎設施將成為無人機組網測控和飛行管理的重要依托。現在,要想將無人機產業化,航空管理是一個重大問題。因此,必須依托基礎信息設施來解決未來交通的管理問題,不可能按照現在的方式來進行航管。移動通信基礎設施、互聯網基礎設施以及廣播電視基礎設施都將成為無人機組網和飛行管理的重要依托。
其中,廣播電視基礎設施有什么用呢?假如將來一旦無人機開放使用,需要基本達到三個能力:可規避、可探測和可控制。廣播電視發射的信號非常多,只要能夠探測就可以把無人機進行組網。因此,信息基礎設施將會成為無人機組網測控和飛行管理的重要依托。
通過三大基礎設施提供的安裝和飛行管理等共用平臺,結構專用的軟硬件,最終覆蓋全國無人機組網測控和飛行管理系統。
第三,人工智能技術是提升無人機應用能力的顛覆技術之首。毫無疑問,人工智能技術對無人機的發展有著核心的引用導向。從人工智能的角度來看,無人機將從三個方面發展:單機智能飛行、多機智能協同、任務自主智能。
單機智能飛行涉及到環境感知與規避,包含了探測、通信和感知,信息融合、共享、環境自適應、新型傳感器。智能路徑規劃涉及到很多人工智能技術來解決;智能飛控要解決開放性、自主性和自學習;還有智能空域整合和智能飛行。智能飛行器是指各式各樣的飛行器,既能在水里能飛,也能在空中飛,這個過程還是在不斷變化的。
多機協同涉及到的內容很多,其中的關鍵技術是協同指揮控制以及協同態勢生成與評估。多機協同路徑規劃和單機路徑規劃是不一樣的,無人機相互之間需要協同,這樣才能避免發生行駛路徑混亂。另外,協同的語義交互的核心是對機器自然語境的理解,將來的無人機將和其它的系統協同工作,因此要實現機器理解的機器語言。
任務自主智能的概念和終極的無人駕駛汽車的概念是異曲同工的,就是可以實現自主駕駛。例如,目前的無人機在執行查打結合任務的時候,還需要技術人員來通過屏幕遠程操作,觀察物體是不是目標,能不能進行打擊,而對未來軍用無人機的要求是它能夠自己進行判斷并進行打擊,這也是軍用無人機應用的最高境界。
四、2021-2025年細分市場發展趨勢預測
未來無人機正朝著系統集成,綜合傳感方向發展,增強無人機的通用性。未來無人機不將再有明顯的分類,一架無人機就能完成偵察/探測/打擊/評估等一體化任務。同時,針對未來一體化戰爭趨勢,無人機數據鏈可以與有人戰斗機迅速分享,各自分工,應對不同任務的需要。
未來的無人機系統更強調高度集成化,以滿足靈活多變的作戰任務需求。將朝著以偵察、發射平臺為基礎,以導彈攻擊、攔截為作戰手段,以衛星實時通信、傳輸為信息保障,以智能指控為核心的機、彈、星、人集成化武器系統發展,真正成為立體化戰場的多面手、戰斗力的倍增器。
為適應作戰運用的變化,今后數十年無人機的關鍵需求中明確將多任務平臺列作戰術/戰略無人機的下一個發展方向。未來的無人機系統更強調高度集成化,以滿足靈活多變的作戰任務需求。將朝著以偵察、發射平臺為基礎,以導彈攻擊、攔截為作戰手段,以衛星實時通信、傳輸為信息保障,以智能指控為核心的機、彈、星、人集成化武器系統發展,真正成為立體化戰場的多面手、戰斗力的倍增器。
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2022-2027年中國軍用無人機行業深度預測及發展前景分析報告
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