无人机系统组成及分类,无人机各种动力装置类型特点

要点：

Ø 系统功能和战术运用不断增强，无人机逐步成为主战装备。20世纪60年代起步阶段，无人机多作为飞行炸弹和靶机使用。随着照相机等早期侦察设备拍摄质量的提高，无人机开始在军事侦察中得到广泛应用，战场上崭露头角。2001年阿富汗反恐战争中，无人机首次携带武器攻击地面目标，开启“察打一体”无人机潮流，之后的多次局部战争中，各类无人机被综合运用协同作战，从小规模应用的支援性配角成长为常态化运用的主力装备。我国无人机发展虽然起步晚，但发展较快，目前已达世界先进水平。

Ø 察打一体无人机已经成为当前空中作战力量的重要环节，基于“有人机 /无人机编组技术”的“忠诚僚机”是无人机未来发展方向。无人机系统由众多分系统构成。动力装置是无人机的心脏，也是我国无人机产业链相对薄弱的环节。任务载荷是为无人机完成特定任务所安装的设备组合，决定了无人机的应用价值，种类众多，主要包括了成像侦察类载荷、电子战类载荷和武器弹药类载荷。通信数据链是无人机系统的“神经”，决定了无人机的控制距离。复合材料的应用对无人机结构轻质化、小型化和高性能化至关重要，无人机未来将向高隐身性发展，而隐身材料是实现隐身性能的关键。随着人工智能等技术的发展和应用，无人机将向中高烈度战争中与有人机协同作战甚至完全自主作战进化。

Ø 就全球的军事预算而言，各国无人机系统方面的预算将持续增长，中东地区国家是主要买家，在中东地区中国稳坐第一大供应商。随着越来越多的国家从近几次局部战争中吸取无人机参与作战的经验教训，无人机在全球范围内开始大规模扩散，尤其是作为全球“安全洼地”的中东和北非的阿拉伯国家，近几年已成为国际军用无人机市场上的主要买家。无人机强国美国和以色列由于国防法律法规和政治因素，严格限制了无人机系统向中东地区国家出售，物美价廉的中国无人机获得了中东国家的青睐，面对同样具备价格优势的土耳其和伊朗的竞争，中国无人机具有性能更高和供应链自主可控的优势，从而稳坐中东地区无人机第一大供应商。

Ø 军用无人机产业链下游整机企业处于产业链核心地位。军用无人机产业链上游是通用性强兼容性好的原材料、元器件、零部件和组件/部件/模块，集中度低，参与企业多，中游分系统虽然整体价值量大，但分系统众多，定制化程度高，需要按照下游整机企业的技术要求，完成相应配套，下游整机企业处于产业链核心地位，是牵引整个产业链发展的龙头。

Ø 重点公司关注：重点推荐中无人机、中航沈飞、航发动力、新雷能、中航高科和航天电器。中无人机是大型固定翼长航时无人机领军企业，翼龙产品系列已达到国际先进水平，是我国军贸无人机的龙头产品。中航沈飞是我国重要战斗机的主要研制基地，目前我国空军和海军航空兵装备新增和换代需求迫切，随着我国航母舰队的不断建设，海军舰载航空兵将为公司带来持续的增量需求。航发动力是我国航空发动机产业的中流砥柱，主力型号已处于产量上升期，其中多款涡扇、涡桨以及涡喷发动机可用于无人机，填补了我国急需的无人机动力空白。新雷能在特种电源领域品类丰富，在新型重点型号导弹及雷达电子设备电源产品领域占比较高，随着相关总体类产品进入批量交付阶段，公司特种电源产品业绩将持续高速增长。中航高科聚焦碳纤维预浸料产品，处于碳纤维产业链核心枢纽环节，承担了多型航空新装备所需预浸料产品的研制、生产和供应，具有垄断优势，随着新型航空装备和导弹的大规模列装，公司航空复材业务进入高速成长期。航天电器主导产品是系统或整机电路中关键必备基础元器件，广泛用于航天、航空、电子、兵器等高技术领域配套，公司将直接受益于我军新型导弹武器和航空装备的定型量产加速，以及全军实战化演练频次增加带来的消耗增多。

风险提示：无人机海外订单不及预期；国内列装不及预期；疫情不确定性对生产交付造成影响；新型号研发不及预期。

1. 无人机发展史：系统功能和战术运用不断增强，逐步成为主战装备

1.1 起步阶段（20世纪初-60年代）：多作为飞行炸弹和靶机使用

以陀螺仪为基础发明的自动驾驶仪的出现，拉开了无人机发展的序幕，1917年斯佩里为美国海军研制的“空中鱼雷”完成首飞，同时期凯特灵为美国陆军研制成功了“凯特灵虫”飞行炸弹，第二次世界大战末期德国研制了类似于“凯特灵虫”制导原理的V-1飞行炸弹。随着无线电技术的发展与应用，无人靶机迅速发展，1935年英国DH.82B“蜂后”号的问世实现了无人机的回收，大大降低使用成本，为无人机的推广打下基础，二战末期到20世纪60年代，多国相继研制出多种靶机，一段时间内靶机成为无人机的代名词，这个时期无人靶机的发展也带动了遥控遥测技术、飞行控制与导航技术、小型发动机技术、发射与回收技术以及无人机专用设备等无人机关键技术的发展，为无人机未来的全面发展奠定了基础。

1.2 实用阶段（20世纪60-80年代）：战场上崭露头角

由于无人机具备无需考虑飞行员的疲劳和伤亡、成本相对较低等优势，并且随着照相机等早期侦察设备拍摄质量的提高，无人机不再局限于靶机方面的应用，开始在军事侦察中得到广泛应用。军用无人机首次大规模地应用于实战时在越南战场上，美军为了减少战机和飞行员的损失，采用无人机进行侦察，战争期间，“火蜂”系列无人高空侦察机使用了3435架次，执行了高空和超低空照相侦察、电子窃听、干扰无线电台通信等任务，战损率仅为16%。“火蜂”的出色表现展现了无人机的新价值，开辟了无人机实用的新阶段。

越战之后，以色列接过了无人机技术发展的火炬，并使无人机在贝卡谷地空战中大放异彩。1982年黎以冲突中，以色列奇袭了叙利亚部署在贝卡谷地的19个“萨姆-6”导弹连，短短几分钟就彻底摧毁了叙利亚和苏联苦心经营10年的防空网。战斗中，以色列首先派出了“猛犬”无人机作为诱饵，欺骗叙军打开了全部雷达，大量消耗“萨姆-6”导弹，同时以色列派出“侦察兵”无人机侦察机收集叙利亚导弹阵地的雷达位置和信号频率，并把信息传送给E-2C“鹰眼”预警机，“鹰眼”预警机作为空中指挥站，引导F-4战斗机发射反辐射导弹，对叙利亚军队的雷达系统进行了精确打击。

1.3 发展阶段（20世纪90年代至今）：局部战争中全面应用，渐成主力装备

随着无人机的军事价值逐渐被各国军方重视，众多高新技术被用于无人机上，比如新翼型和新材料的运用大大提升续航时间，先进的信号处理和通信技术大大提升信号处理和传输的速度等等，无人机的系统功能不断丰富，系统性能不断提升。同时20世纪90年代以后的多场高技术局部战争中，无人机的运用方式不断迭代升级，作战效果得到反复实践检验，无人机正成为战场上的多面手，从小规模应用的配角成长为常态化运用的主力装备。

2001年阿富汗反恐战争中，无人机大显身手，开启“察打一体”无人机潮流。美军派出“全球鹰”和“捕食者”无人机进行全天候侦察，为了能使无人机直接打击地面目标，美国首次在“捕食者”无人机上挂载了“海尔法”导弹。2001年11月15日，指挥中心通过“捕食者”无人机侦察的信息，分析出疑似基地组织召开的会议，指挥中心控制“捕食者”无人机向召开会议的大楼和停车场发射“海尔法”导弹，击毙了基地组织的二号人物，这一击意味着无人机开始具备低空探测和直接攻击地面目标的能力，将侦察与打击融为一体，大大压缩了“观察-判断-决策-行动”的攻击链路，实现“发现即摧毁”的作战目的，提高作战效率，是无人机技术和功能的重要转折点，预示了察打一体化时代的来临。

纳卡战争中，无人机首次作为主战装备参战，首次实践无人机协同作战并取得卓越战绩。2020年9月阿塞拜疆与亚美尼亚爆发军事冲突，阿方综合运用各类无人机协同作战代替了地面部队的长驱直入，掌控了战场的制空权和主动权。阿方首先出动赫尔墨斯450和苍鹭无人机纵深侦察亚方防空装备部署情况，随后出动安-2无人机诱使亚方防空系统开机，尽可能暴露和消耗亚方的防空力量，然后多架配备反辐射导引头的哈洛普无人机携带炸弹击毁亚方的防空系统，在亚方防空力量被大面积摧毁后，TB-2无人机携带导弹向纵深攻击亚方的军火库、指挥所、军事基地以及主战坦克等地面装备。

1.4 中国无人机的发展：起步晚，但目前已达世界先进水平

我国无人机的研究起步较晚，始于20世纪50年代后期，由于苏联援助取消和专家撤离，我国空军的主要靶机拉-17严重缺乏，从而促成我国下决心搞自己的无人靶机，“长空一号”（CK-1）应运而生。20世纪60年代越南战争时期，我军击落数架美国“火蜂”无人侦察机，通过仿制“火蜂”无人机，研制了“长虹一号”（无侦-5）高空、高亚音速多用途无人机，主要用于军事侦察、高空摄影、靶机、地质勘查等任务。

“长鹰”系列无人机系统是我国第一套大型中高空远程无人侦察机系统，具备一定隐身能力，被称为中国的“全球鹰”，最大续航时间大于40小时，最大载重为150kg，具备数千公里的战略侦察能力。“翼龙”-1无人机是我国第一款研制成功的中空长航时察打一体无人机，2007年原型机实现首飞，2008年完成性能/任务载荷飞行试验，之后我国又陆续研制成功了彩虹-3、彩虹-4等型号的察打一体无人机，“翼龙”和“彩虹”系列无人机也是我国无人机出口的主力机型。2019年国庆阅兵首次展示了多种先进的无人作战飞机，其中“无侦-8”是一款飞行于临近空间的高速隐身无人侦察机，“攻击-11”是一款高空长航时察打一体隐身无人机，这些无人机的研制成功代表了我国无人机设计制造水平已达到世界先进水平。

1.5 无人机系统组成及分类

经过近百年的发展，无人机技术的发展和系统复杂程度不断提高，战术运用不断增强，无人机为了高效完成任务，除了飞行平台和任务设备外，还需要地面控制设备、数据通信设备以及起降回收装置等进行辅助，典型的无人机系统由飞行平台、动力装置、航电系统、任务载荷系统、地面系统、综合保障系统等子系统组成。

无人机的应用领域非常广泛，为了适应不同的使用要求和应用场景，无人机在尺寸、质量、性能等方面差异明显。针对无人机的多样性，可以从用途、飞行平台构型、大小、飞行性能（速度、航程及实用升限）等角度进行分类。

2. 察打一体无人机：即察即打，把握稍纵即逝的战机

察打一体无人机通过将无人侦察机配备打击武器，实现侦察和打击的一体化，可以及时地向其所探测到的目标发动攻击，大大缩短对目标的“杀伤链”周期，极大提高了侦察信息的时效性和攻击的准确性。从2001年阿富汗反恐行动中美军首次使用察打一体无人机发射“海尔法”导弹开始，察打一体无人机已经逐步成为空中作战力量的重要环节，并逐步从配角走向主力，从承担空中狙击的孤军作战向网络信息数据共享环境下的多无人机、有人无人协同联合作战模式发展。察打一体无人机从中空长航时无人机发展而来，经过20多年的发展，展现出良好的发展前景，各国对作战类无人机的研制和装备的投入不断加大，随着人工智能技术的发展和应用，察打一体无人机在战术应用和系统功能方面还有很大的发展空间。

2.1 动力装置：无人机的“心脏”

无人机动力装置主要为无人机提供满足飞行速度和高度要求的推力，并为无人机航电系统和任务载荷系统提供电力及功率支持，作为无人机的“心脏”，其性能在很大程度上决定了无人机的作战性能。为了满足无人机在飞行高度、航时、工作任务等方面的不同需求，无人机动力装置的功率和推力变化范围很大，但基本上是属于中小型发动机的范畴，按类型分为电动动力系统、活塞动力系统和空气喷气动力系统。

活塞发动机是无人机最早、最广泛使用的动力装置，技术较为成熟，具有良好的经济性和可靠性，一直在中低速无人机和长航时无人机领域占据主导地位，相较汽油活塞发动机，重油活塞发动机具备更优异的燃油性能和高空性能。相比活塞发动机，涡轴/涡桨发动机具有功重比大、结构紧凑、振动小、高原性能好、燃料适用性好、便于维修等优点，因而涡轴发动机代替了活塞发动机成为直升机的主要动力装置，尤其0.7t级以上的直升机平台多采用涡轴发动机，在中空长航时领域，涡桨发动机也在中大型固定翼无人机中具有广泛应用。在万米以上高空条件下，活塞发动机因空气稀薄性能急剧衰减，螺旋桨的推进效率也同样会大幅降低，能够解决活塞发动机升限和高原起降问题的多级增压技术尚待攻克，因而必须使用高增压比高性能的燃气涡轮发动机，其中涡喷发动机具有结构紧凑、质量轻、尺寸小、推重比大、响应快和相比涡扇发动机成本低等显著优点，能使飞行器实现高速飞行，高空、高速无人机动力装置一般会首选涡喷发动机，另外在高速靶机、靶弹等特殊的应用领域小推力涡喷发动机仍然具有独特的地位，而涡扇发动机具有耗油率低、寿命长、易于实现系列化等优点，其质量和推力等级能与无人机实现较好匹配，对于高空长航时无人机，涡扇发动机仍是最佳动力选择，其升限一般在10000~20000 m，最大飞行马赫数（Ma）可以达到0.85，世界最高水平的无人机多数配备的是涡扇发动机。冲压发动机在飞行马赫数大于3的条件下使用相比燃气涡轮发动机有较高的经济性，适合高空高速飞行，但缺点是不能自行起动，需借助其他发动机助推飞行至0.5Ma以上才能有效工作。电动无人机目前常用的是锂电池供电，多用于小型固定翼和多旋翼无人机，但锂电池存在续航时间短、低温下性能差的问题，因而衍生出氢燃料电池和太阳能电池动力能源，多用于中型固定翼和体型较大的多旋翼。

由于无人机动力需求与有人驾驶飞机有一定区别，而国内大部分资源都投入到主力战机的配套发动机研发中，导致目前国内无人机动力的发展滞后于无人机系统的发展。活塞发动机方面，国外主要有奥地利罗塔克斯（Rotax）公司、美国莱康明（Lycoming）公司、美国大陆（Continental）公司、德国 Limbach 公司、英国RCV公司以及美国猛禽涡轮增压柴油机公司等，国内主要有宗申动力（001696.SZ）、安徽航瑞、航天科工某院所等。涡轮燃气发动机方面，中国航发的AEF50E/AEF100涡扇发动机、AEP50E/AEP60E涡桨发动机以及AEF20E涡喷发动机，航天科工某院所的CTF-3涡扇发动机，中发天信的XX850涡喷发动机等可用于无人机的发动机。

2.2 任务载荷：扩展了无人机的应用价值

无人机的任务载荷是为无人机完成特定任务所安装的某种或几种设备组合，无人机可携带的任务载荷的种类和功能很大程度上决定了无人机的应用价值。察打一体无人机的任务载荷主要包括成像侦察类载荷、电子战类载荷和武器弹药类载荷。

成像侦察类载荷主要指光电/雷达侦察设备，用于完成光电探测与对抗、辅助导航、情报收集、侦察与监视以及搜索跟踪瞄准等作战任务。成像侦察类载荷主要有可见光传感（EO）、红外传感器（IR）、合成孔径雷达（SAR）、激光雷达和激光测距机/激光目标指示器等。可见光传感器主要在昼间使用，红外传感器可以获得夜间图像，二者相结合可以实现全天时工作，是光电侦察平台的基本配置，若再配上激光雷达和激光测距机/激光目标指示器又可以实现对目标的测量及成像跟踪，光电侦察设备最大作用距离一般在10-15km，适合于察打一体无人机在最后攻击阶段的探测和攻击任务。与可见光/红外传感器相比，合成孔径雷达不受雨雪云雾等恶劣气象条件限制具有全天候和远距离使用的优点，适合于察打一体无人机在战场的早期大范围搜索，也是目前常选配的侦察监视类载荷，近年来合成孔径雷达一般都具有动目标指示能力（GMTI）,非常适合察打一体无人机对地面运动目标的搜索、发现和跟踪。

随着遥感、微电子等科学技术的进步以及任务需求的发展，光电任务载荷不断多样化、小型化、轻型化和模块化，光电侦察平台从最初的单一载荷向多载荷集成发展。无人机载光电载荷通常采用球形稳定转塔结构形式，光电传感器安装在球形转塔内，光电传感器会根据载机任务的不同需求有不同搭配，目前主流的基础配置是中长波红外热像仪、彩色高清可见光摄像机和激光测距机，有些产品还会集成惯性测量单元、全球定位系统、低照度照相机、激光照明装置等。

电子战类载荷是无人机执行电子自卫和电子对抗任务的设备。一方面，无人作战飞机面临敌方以雷达为导引的武器攻击，需要进行及时的威胁告警、态势感知和电磁对抗；另一方面，无人机也可以对敌方的雷达和通信设备发起电子攻击，干扰和摧毁敌方的雷达和通信设备。

电子战划分为电子支援、电子对抗（或电子攻击）和电子防护三大部分。电子支援通过对敌方辐射源（包括通信和雷达信号源）的截获、识别、分析和定位，为电子攻击、电子防护、武器规避、目标瞄准或其他兵力战术部署的快速决策提供依据；电子对抗指主动使用电磁频谱或定向能削弱或破坏敌方战斗力；电子防护指主动使用多种措施削弱或完全抵消电子攻击效果的行动。除了专门的信号情报侦察载荷执行电子支援任务外，电子支援和电子对抗通常是紧密结合为一体，成为一个完整的电子战设备。随着现代战争从单一武器和平台对抗向系统级、体系级对抗转变，采用一体化和通用模块化架构设计，将多种电子战功能融为一体的一体化综合电子战系统已成为现代电子战装备发展的主流方向。

2.3 通信数据链：决定了无人机的控制距离

无人机通信数据链是无人机系统的“神经”，通过采用标准化的消息格式、传输协议和无线传输信道，在传感器、指控系统和武器单元之间实时传输作战信息。无人机通信数据链分为地空数据链和空空数据链（机间链）。地空数据链是无人机的关键子系统，为无人机系统和地面控制站提供双向通信能力，实现遥控遥测基本功能，即实现将地面控制站的飞控指令、任务载荷控制指令、链路控制指令等遥控指令实时上行传输至飞行平台，同时将飞行平台的飞行状态信息、飞行参数、任务载荷工作状态参数、侦察信息（或视频信息）以及链路工作状态等遥测信息实时下行传输至地面控制站。空空数据链（机间链）为无人机系统和指通机之间提供双向通信能力，实现有人机对无人机的控制以及无人机之间的信息传输。

无人机与地面控制站之间的信息传输属于视距通信，当无人机飞行距离超过地面控制站的作用范围时，数据链必须采用中继的通信方式。由于中继设备所处位置的不同可分为地面中继、空中中继和卫星中继三种典型中继方式，其中卫星中继覆盖范围大，不易受敌方干扰，可实现高带宽大数据量传输，是目前无人机中继通信的主要模式，美国的捕食者和全球鹰等主流长航时无人机均采用卫星中继的方式。

无人机的通信系统一般由机载、地面和中继三个部分组成。机载部分包括机载数据终端（ADT，Airborne Data Terminal）和天线。前者包含 RF（Radio Frequency）接收机、发射机和调制解调器几个部分，有些机载数据终端受到链路带宽限制，集成了数据压缩处理器。地面部分也称为地面数据终端（GDT，Ground Data Terminal），由天线、RF接收机、发射机和调制解调器组成。如果数据在机载部分经过了压缩，那么对应地面部分还需配备数据重建处理器，以便将数据还原。中继部分对于需要延伸链路作用距离的中、长航时无人机才需要配备，它一般由中继平台和转发设备构成。

视距通信链路分为宽带链路和窄带链路，其中宽带链路一般工作在C或L波段，主要用于遥控遥测和宽带任务数据传输，窄带链路一般工作在UHF或L波段，仅用于遥控遥测数据传输。超视距卫通中继链路通常工作在Ku或Ka波段，主要用于遥控遥测和宽带任务数据传输。小型战术无人机一般只安装视距通信链路，甚至只安装视距宽带链路，中高空、长航时无人机会配备视距和超视距等多条通信链路。随着无人机任务载荷能力的不断提高，机上任务传感器的数据量将越来越大，高性能的宽带数据链将成为无人机测控数据链的主流。

俄乌冲突中俄军参战的中空长航时无人机“猎户座”是俄罗斯第一款中型察打一体无人机，于2020年首次装备俄军，2022年1月首次展示了具有卫星通信功能的飞行样机，但该机当前版本未配备卫星通信模块，最远控制距离 250 km，由于无人机控制站距离前线过近，很容易受到敌方远程精确制导火力打击。

3. 忠诚僚机：有人机/无人机协同作战

美国国防部在近年发布的《无人机系统路线图》中明确了无人机的发展过程为有人机与无人机协同作战（有人机主导）、无人机与有人机协同作战（对等条件）、无人机自主作战。对于中高烈度战争，由于强对抗作战环境的高度动态化、不确定性以及飞行任务的复杂性，具备完全自主作战能力的无人机才是无人机发展的终极目标，但是由于当前无人机技术尚未达到全自主作战的水平，在未来相当长的一段时间内，利用当前现有装备进行有人-无人编队协同作战是一种可行的作战方式，若用于实战这种作战方式仍然存在着一些技术困难需要攻克。

2015年，美国空军提出了基于“有人机 / 无人机编组技术”的“忠诚僚机”概念，将第五代战斗机与无人驾驶的第四代战斗机组合搭配成一个编队，借助五代机的作战网络节点角色，充分发挥四代机高机动性和火力充足的优势，从而大大提高整体作战效能。这种作战理念中，有人机/无人机协同作战，具备远距离探测能力的高端有人机是长机，巡弋在敌防空火力打击范围之外，避免暴露自身，配备制导武器类、电子战类和侦察监视类载荷的无人机作为攻击性僚机，在机间通信数据链信息的支持下，执行长机的命令，进入敌防空火力打击圈，充当远程传感器、武器库、“射手”或者诱饵，完成目标搜索、跟踪、打击等任务，形成1+1>2的作战效益。

为了满足有人机/无人机协同作战需求，忠诚僚机需要具备以下特点：一是自主性，能在不同的作战行动中，自主组合实现作战目标；二是开放性，采用模块化设计，易于第三方快速集成新的功能和能力，具有可扩展性；三是弹性，具有可靠的通信和导航，以及自主能力，即使与外部的联系受到干扰或欺骗时，这些能力仍能发挥作用；四是可消耗性，需要低成本，以达到军事目的所需的损失率容忍度，需要设计成具有较高的寿命和较低的单程飞行故障概率，且被设计成可重复使用。

自主技术是支撑忠诚僚机用于实战的关键。美国2019年5月启动的空战演变（ACE）项目，旨在发展空中近距离格斗的自主能力，提高作战人员对自主化作战的信任，2018年10月启动的空中博格（Skyborg）项目旨在将人工智能等算法集成于多型无人平台，提供强对抗战场环境下具备高度自主水平的无人作战装备。无人机自主控制问题的解决需要人工智能技术支撑，这些人工智能技术的开发难度不亚于无人机本身。

目前，美国、英国、澳大利亚、俄罗斯和日本等均在发展“忠诚僚机”相关项目或技术。2020年12月 9日，XQ⁃58A“女武神”和美国空军F⁃22、F⁃35A战斗机进行编队飞行测试，这是 XQ⁃58A“女武神”无人机首次实现与有人战机的半自主编队飞行。2020年9月，在“军队-2020”论坛上，俄罗斯喀琅施塔得集团公司展示了“雷霆”无人机示意图，作为“忠诚僚机”，有人机可以引导 3~4 架“雷霆”无人机。2019年2月27日，波音公司在澳大利亚举行的阿瓦隆航展上首次公开展出了ATS（MQ-28A）全尺寸模型，原型机于2021年2月27日首次试飞。

4.无人机载弹药：低成本精确打击是无人机载弹药发展的主题

无人机载弹药正成为大量使用和消耗的武器产品。近年来，在以中东和东南亚等地区为代表的局部地区冲突和反恐战争中，参与空袭的无人机数量和空袭次数明显增多，2016年空袭次数就达到12896次，相比2010年的117次出现激增，随着无人机在现代战争中从支援性装备逐渐成长为主力装备，无人机载弹药的需求将快速增长。

目前无人机载弹药主要以空面导弹和制导炸弹为主。无人机载弹药按照弹药种类，分为导弹（空面导弹和空空导弹）、制导炸弹（含制导布撒器）、火箭弹（制导型，少量非制导型）、制导迫击炮弹、灵巧子弹药、小型战术制导弹药（重10kg以内的制导弹药）等类型，其中空面导弹又包含了反坦克导弹、多用途导弹及巡航导弹三类。空面导弹具有机动性强、射程远、命中精度高等优点，是无人机实施对地打击的主要武器。与空面导弹和普通炸弹相比，制导炸弹具备结构简单、技术成熟、价格低廉、命中率高以及使用方便等特点，也是无人机理想的机载武器。

低成本精确打击是无人机载弹药发展的主题。早期无人机载弹药多数采用激光半主动制导方式，这种制导方式具有结构简单、成本低、抗干扰性好和命中精度高的特点，但易受恶劣天气影响。为了能在夜间、不良气象条件及各种主、被动干扰等复杂的战场环境下提高打击精度和任务可靠性，融合了红外成像制导、毫米波雷达制导、惯性制导及GPS制导等多种制导方式的多模制导弹药成为无人机载弹药的发展方向。

机载弹药轻型化发展。经过多年发展，无人机载弹药已初步形成500kg以上级、250kg级、100kg级、50kg级、25kg级、15kg级、10kg级以及5kg以下级等重量级别体系。50kg以上级以现有反坦克导弹、制导炸弹等弹种改造为主，适应大、中型无人机，50kg以下级以改进和新研相结合，主要适合于中小型无人机挂载。无人机载重比有人机小很多，难以携带大型弹药，同时为了满足对多目标的高效能打击需求，需要提高无人机载弹量，另外为了满足未来无人战斗机武器内埋以及减小附带毁伤的需求，轻型化成为未来无人机载弹药发展的必然趋势。

模块化、多用途战斗部是多目标毁伤的重要手段。无人机的作战对象既包括坦克、装甲车等重装甲目标，又包括建筑工事、掩体、地面车辆和武装人员等目标，所以无人机载弹药需要根据作战任务和目标类型，配装不同类型或者多用途战斗部以便对软、硬目标实现高效毁伤。

远程化、网络化发展。在保证命中精度的前提下，无人机载弹药正在向更远程打击的方向发展，射程提高也就是提高无人机的生存率，同时通过加装数据链，使其与各军兵种的指挥、控制、情报系统紧密链接在一起，并在发射后可根据战场态势改变飞行中弹药的作战任务指令，可最大程度发挥无人机系统机载武器的作战效能。20世纪70年代的“海尔法”系列导弹射程均为9km，2008年启动的三模JAGM项目中导弹的射程指标达到28km，阿联酋Adcom公司2011年披露的Namrod轻型防区外制导弹药，配置了双向数据链，既可以将视频上传载机，又可以接收操作员指令，最大射程可达60km，美国SDB II制导炸弹加装了双向数据链，可以连接到美军武器数据链，具备发射后更改目标并完成命中评估的能力。

5. 无人机机体材料：轻量化和隐身性是无人机核心需求

复合材料的应用对无人机结构轻质化、小型化和高性能化至关重要。由于无人机通常要求具备低成本、轻结构、长航时和高存储寿命等特点，对于“忠诚僚机”还有高隐身性、高机动性和大过载需求，以上特点和要求给无人机的机体结构设计带来严峻挑战，而与传统的金属材料相比，复合材料凭借其比强度大、比模量大、成型工艺性好及材料的可设计性等优势，很好地解决了以上挑战。

复合材料的用量已经成为衡量一款无人机先进程度的重要指标之一。从开始承力小的部件，到次承力结构，以及到主承力结构，目前世界各国都在无人机上大幅度使用以碳纤维复合材料为主的先进复合材料，基本覆盖了包括机身、机翼、平尾、垂尾、尾撑、舵面和起落架在内的大部分结构，占到了结构总质量的60%-80%，使机体质量减少了25%以上，目前已有无人机达到全复合材料结构。当前碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、蜂窝夹层复合材料等已成为无人机的主要结构材料，且多数以碳纤维复合材料为主，出于降低成本目的会混杂玻璃纤维和芳纶纤维等复合材料。

为了适应高强度对抗作战环境，提高生存率，无人机未来将向高隐身性发展，而隐身材料是实现隐身性能的关键。隐身材料存在多种分类标准。针对探测技术而言，隐身材料分为为雷达隐身材料、红外隐身材料、可见光隐身材料、激光隐身材料以及多频谱隐身材料等。按照材料用途隐身材料可以分为隐身涂层材料和隐身结构材料，隐身涂层材料是将隐身材料涂覆在武器装备部件表面，以降低其雷达和红外目标特性，隐身结构材料是将吸收剂分散在特种纤维（如玻璃纤维、石英纤维）增强的结构材料中，形成结构复合材料，可替代部分现有武器装备金属材料制造的结构件，实现结构和隐身功能的一体化。目前隐身飞机除了进行飞机隐身结构设计外，主要的隐身方式是采用隐身涂层材料和隐身结构材料相结合。

6.无人靶机：战机升级促研发新一代高速、大机动性和高隐身性靶机

无人靶机是指利用无人机模拟空中目标（如作战飞机和导弹），需要模拟目标的各种特性，比如可见光、红外辐射和雷达散射以及目标运动等特性。目前利用无人机模拟目标主要用于检验空空/地空武器装备的战术、技术性能及作战部队的训练与演习。

靶机包括实体靶机、巡航靶机和旋翼靶机三类，其中巡航靶机按照飞行速度又分为低速靶机、亚音速靶机和超音速靶机三类。实体靶机是用实体飞机改装成全尺寸靶机；低速靶机飞行速度在100m/s以下，采用活塞发动机，一般在6000m以下飞行；亚音速靶机常作为导弹测试和评估的空中机动目标，一般采用涡喷发动机作为推进动力，是需求量最大的一种靶机；超音速靶机大多采用火箭或冲压发动机为动力；旋翼靶机一般用于对武装直升机专门研制的对空战术导弹的测试靶机。

目前国际军事航空工业已进入由第三代战斗机向第四代战斗机过渡的阶段，研制模拟第四代战斗机的高速、大机动性和高隐身性的靶机是当前的主要需求。四代战机的基本特征包括：高隐身目标（雷达散射截面积 RCS<0.02）、大机动过载（横向过载8g并持续30s）、超音速飞行（M1.2~M1.7）以及配备各种抗干扰设备。相应的靶机也需要具备如下性能和特征：小RCS目标特性，前向±30°雷达反射面积小于0.01 ；大机动性，要求横向过载8g持续40s，或10g过载持续10s；高空高速飞行，要求飞行高度大于18000m，速度M1.2~M2；目标增强器和抗干扰设备携带能力，25～50kg任务设备。

无人机及其携带的靶标类任务载荷一起构成完整的目标模拟靶机。由于靶机与其模拟的目标在气动外形、尺寸大小、发动机以及飞行参数等方面有明显差异，仅靠无人机本身的红外特性和雷达散射特性是无法逼真模拟目标特性的，无人机还需要携带红外和雷达靶标载荷来模拟目标的红外特性和雷达散射特性。另外，为了模拟对抗性环境，靶机一般还需要携带电子对抗、光电对抗等对抗性模拟设备。

7. 国际市场格局：中东国家是主要买家，中国稳坐中东头号供应商

就全球的军事预算而言，各国无人机系统方面的预算将持续增长，中东地区国家是主要买家。随着越来越多的国家从伊拉克、阿富汗、叙利亚、利比亚和乌克兰等国家身上吸取无人机参与作战的经验教训，无人机在全球范围内开始大规模扩散，根据《The Drone Databook》数据，全世界拥有军用无人机的国家从2010年的60个激增至2020年的102个，尤其是作为全球“安全洼地”的中东和北非的阿拉伯国家，由于饱受恐怖主义和分离主义影响，内战和代理人战争此起彼伏，国家间敌对和地缘政治竞争愈演愈烈，近年来已成为国际军用无人机市场上的主要买家，同属中东地区的以色列、土耳其和伊朗等国也在积极自行研发和装备军用无人机。根据蒂尔集团（Teal Group）数据，世界军用无人机市场规模将从2023年的132亿美元增长至2032年的187亿美元，复合年增长率为3.9%。

全球无人机系统军贸领域的主要出口国家是以色列、美国及中国，澳大利亚、土耳其、瑞典、意大利、伊朗等国也有部分无人机出口，但是在中东地区中国是第一大供应商。根据斯德哥尔摩国际和平研究所（SIPRI）统计，2010年至2020年无人机军贸市场，以色列占比最大达到30%，美国占比28%，中国占比17%，但是在中东地区2011年至2021年期间中国占比达到51%，坐稳中东地区无人机第一大供应商。以色列和美国占比较低主要有两方面原因，一方面以色列由于政治原因不会向中东敌对国家提供无人机，美国由于受制于导弹及其技术控制制度（MCTR）以及担忧无人机流入中东会挑战以色列在该地区的主导地位，严格限制了无人机系统向中东地区国家的出售，另一方面中国无人机的物美价廉也获得了中东国家的青睐，性能对标MQ-9的CH-5只有MQ-9价格的一半左右，CH-4和翼龙II更是比MQ-9低了大约75%，中国出口主力机型翼龙系列和彩虹系列无人机，已累计完成数万架次的起落及十余万小时的飞行，其性能和成熟度已经历了高强度实战检验。

中国出口军用无人机主要以高端中大型察打一体无人机为主，面对同样具备价格优势的土耳其和伊朗的竞争，中国无人机具有性能更高和供应链自主可控的优势。2011年至2021年，中国出口军用无人机主力机型是翼龙系列和彩虹系列，分别占到54.1%和38.1%，其中基本都是中空长航时察打一体无人机，在全球察打一体无人机细分领域，翼龙系列和彩虹系列也排名前列。比较同样具备价格优势的土耳其和伊朗的察打一体无人机，首先我国无人机在性能上水平更高，比如翼龙II和CH-4在最大升限、有效载荷、飞行速度和续航时间上明显优于TB-2，可以在TB-2飞行高度之上对TB-2进行监视和跟踪，并在TB-2需要返航时跟踪发现地面指挥控制站位置并打击摧毁，这是已经发生在叙利亚和利比亚战场上的作战案例，其次中国无人机已经能够实现全产业链的自主可控，而土耳其和伊朗无人机在发动机、侦察载荷等关键部件上仍需要从加拿大、德国、乌克兰等国进口，2020年由于在亚美尼亚和阿塞拜疆冲突中使用TB-2不符合加拿大的外交政策和装备最终用途保证，加拿大停止了向土耳其出口TB-2配备的CMX-15D光电/红外成像系统。

土耳其在全球低端中小型察打一体无人机领域占有重要地位。2011年至2021年，土耳其出口军用无人机185架，其中70%是Bayraktar TB-2察打一体无人机。Bayraktar TB-2是土耳其自主研制的首款中小型察打一体无人机，虽然作战能力相比美国MQ-9等大型察打一体无人机尚有差距，但由于土耳其对该机大规模的装备和实战应用，该机在实战效果和累计飞行时间上处于世界第一梯队，并在近几年的纳卡战争和俄乌冲突中频繁曝光，从总体性能而言，TB-2在500kg级别无人机中表现突出，能以更低的作战成本为军方提供有力支持。2019年Baykar继TB-2、ANKA之后推出了AKINCI系列大型高空长航时双发无人机， AKINCI A配备两台乌克兰450马力的涡桨发动机AI-450S，AKINCI B配备了两台加拿大750马力的涡桨发动机PT6，该系列无人机具备更强的载油和武器挂载能力，后续值得持续关注。

土耳其无人机许多关键部件需要外购，供应链自主可控水平低，容易被“卡脖子”。TB-2的发动机采用了奥地利Rotax公司的912型涡轮增压汽油发动机，光电吊舱采用了L3公司的CMX-15D光电转塔，2020年这些核心部件被相继限制出口，土耳其宣布采用国产TEI PD170发动机和CATS光电转塔进行替代，并于2020年11月开始集成测试，但是TB-2的大多数客户排斥购买CATS光电转塔，主要原因是土耳其产光电转塔重量从45kg增加至61kg，并且性能表现一般，与已有无人机系统兼容性一般。

伊朗坚持国防自主化道路，无人机装备先进与落后并存。伊朗是中东地区最早开始大规模应用和研制无人机的国家，由于长期处于制裁环境下，限制了从从国际社会获得先进技术和装备的路径。伊朗早期通过仿制由于电子干扰、诱骗以及失控坠毁在本土的美国和以色列的无人机，快速形成战斗力，并结合自身实际大量采用了民用成熟技术，有效降低了研制难度和生产成本，但也一定程度上削弱了装备的性能和可靠性，虽然较强的系统工程能力实现了整体作战效能的提升，但是仍然呈现出先进与落后并存的特点。

“莫哈杰”（Mohajer）系列和“见证者”（Shahed）系列是伊朗无人机外销主力，自杀式无人机“见证者”-136俄乌战场发威。2011年至2021年，伊朗出口军用无人机25架，主要是“莫哈杰”（Mohajer）系列和“见证者”（Shahed）系列。“莫哈杰”（Mohajer）系列是伊朗最早研制的一款无人机，衍生型号一直延续至今，其真正具备作战能力的型号是2019年量产的Mohajer-6，伊朗首款实用型察打一体无人机是2012年亮相的“见证者”129。“见证者”-136是一款低成本自杀式无人机，体积小，飞行高度低，雷达难以探测，而且拦截成本高，可以远距离飞行并在攻击目标上方盘旋，虽然依赖民用级GNSS导航，但相对较大的弹头弥补了部分导航精度的下降，在俄乌战场上被广泛用于攻击仓库、厂房、电力基础设施及基地等目标，有效弥补了俄罗斯日益减少的巡航导弹供应，另外据媒体报道，除了“见证者”-136之外，“见证者”-131和Mohajer-6也出现在了俄乌战场上。

韩国军用无人机技术正在崛起。韩国国防部于20世纪90年代初制定了无人机发展“三步走”战略，目标打造一支近、中、远程相结合的无人机部队，随着以“夜侵者”-300为代表的国产小型战术无人侦察机批量装备部队，以及KUS-FS中型中空长航时无人机研发完成并即将部署，韩国正逐步掌握无人机关键技术，追赶步伐逐渐加快。2022年韩国空军宣布拟组建隐身无人机中队，开发一种有人机-无人机编队系统，依托1架有人驾驶隐身飞机，编组3-4架隐身无人机，联合执行作战任务，并计划于2027年形成战斗力。

8. 军用无人机产业链及相关标的

军用无人机产业链上游是通用性强兼容性好的原材料、元器件、零部件和组件/部件/模块，集中度低，参与企业多，中游分系统虽然价值量大，但分系统众多，定制化程度高，需要按照与下游整机企业签署的技术协议中要求的成品适用标准、接口、通用质量特性、环境适应性等技术要求，完成相应配套，下游整机类企业处于产业链核心地位，是牵引整个产业链发展的龙头。下游整机企业包括以航空工业集团、航天科技集团以及航天科工集团为代表的军工集团、以北航和西工大为代表的军工院校和民参军企业，其中军工集团主要生产中大型长航时无人机，体量最大，占据下游整机的第一梯队，民参军企业主要生产靶机及小型无人机。中游分系统主要包括动力系统、飞控系统、导航系统、通信系统、侦察/电子战类载荷和机载武器等，主要供应商是各军工集团研究所，根据整机企业中无人机招股说明书数据，2021年机载成品（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）采购金额占到采购总额的60.40%，地面站（指挥控制站、视距链路地面站、卫通链路地面站及相关产品等）采购金额占到采购总额的12.59%。

9. 投资建议

随着现代战争形态的演变以及先进技术带来的装备系统功能的不断丰富和增强，无人机从非对称低烈度战争中的支援性装备，逐步转变为中高烈度战争中的主力装备，并将在人工智能等先进技术推动下向高烈度战争中与有人机协同作战甚至完全自主作战进化。无人机在近些年的多次局部战争中频繁曝光，越来越多国家认识到了无人机的重要意义，无人机在全球范围内将持续大规模扩散，关于军用无人机产业链，我们重点推荐的标的是中无人机、中航沈飞、航发动力、新雷能、中航高科和航天电器。

9.1 中无人机

公司是大型固定翼长航时无人机领军企业，翼龙产品系列达到国际先进水平。公司专注于大型固定翼长航时无人机系统，翼龙系列无人机具有国际先进水平，是我国军贸无人机的龙头产品，在全球察打一体无人机市占率位居全球第二，中国第一。

随着信息化战争的不断发展以及近几年多次局部战争的实践，无人机系统已成为未来各国武器装备发展的重点之一，全球军用无人机需求持续快速增长。作为新域新质作战力量的典型代表，无人机在未来作战体系中的比重将大幅增加，公司翼龙系列产品拥有优越的性能和成熟度，经历了高强度检验，将受益于全球无人机需求的持续快速增长。

风险提示：海外订单不及预期；产品生产交付不及预期

9.2 中航沈飞

公司是我国重要战斗机的主要研制基地，研制成功我国首款舰载隐身战斗机。公司是中国歼击机的摇篮，负责研制了我国多款主力战机，随着公司新型歼-35舰载隐身战斗机的研制成功，我国成为全球第二个能自研自产隐身舰载机的国家。 我国空军和海军航空兵装备新增和换代需求迫切。我军目前战斗机中仍有很高比例是二代机，急需换代升级，公司三代半战斗机歼-16系列已经是空军主力机型，歼-15是我国现役唯一一款航母舰载机，随着我国航母舰队的不断建设，海军舰载航空兵将为公司的歼-35和歼-15系列带来持续的增量需求。风险提示：全军新型航空装备列装进度不及预期；订单交付节奏不及预期；技术创新风险

9.3 航发动力

公司是我国航空发动机产业的中流砥柱，主力型号已处于产量上升期，其中多款涡扇、涡桨以及涡喷发动机可用于无人机，填补了我国急需的无人机动力空白。第三代发动机涡扇10系列发动机已经十分成熟，并且已经推出多个改型，公司目前已具备第四代发动机研制能力和第五代发动机预研能力，随着新型发动机研制进度的不断推进，我国有望消除代差，迈入航空发动机强国行列。

航空装备升级换代加快叠加实战化训练强度加大，推动航空发动机需求高速增长。国内航空动力装备将形成一、二代机加速淘汰，三代机批量稳定交付、四代机研制、五代机预研加速的局面，航空装备升级换代加速，同时随着航空兵实战化训练强度加大，飞行员平均飞行小时数极大增长，加速航空发动机损耗，这将极大推动航空发动机需求，推动公司业务持续高速增长。

风险提示：新型航空装备列装不及预期；新型号研制进度不及预期

9.4 新雷能

特种电源领域高速增长。航空航天及军工特种领域对电源产品在严酷环境下的性能要求很高，并要求长期可靠性，公司在特种电源领域品类丰富，在新型重点型号导弹及雷达电子设备电源产品领域占比较高，随着相关总体类产品进入批量交付阶段，公司特种电源产品业绩将持续高速增长。

定增落地打开成长空间。公司持续推进产能扩充，定增项目覆盖特种电源、高可靠性SiP功率微系统、5G通信及服务器电源等业务板块，预计达产后三项业务新增年营收分别为12.5亿元、2.5亿元和3.0亿元，净利润2.94亿元、0.47亿元和0.21亿元。随着定增项目落地，公司将完善产品业务布局，打开未来长期增长空间。

风险提示：全军采购进度不及预期；募投项目进展不及预期

9.5 中航高科

碳纤维复合材料在航空结构轻量化中具有无可替代的材料性能，不需要考虑过载更专注于机动性能的无人机相比于载人飞机碳纤维复合材料用量占比更高。碳纤维复合材料经过多年发展已经从最初的非承力构件发展到应用于次承力和主承力构件，应用比例不断提升，公司聚焦碳纤维预浸料产品，处于碳纤维产业链核心枢纽环节。公司承担了多型航空新装备所需预浸料产品的研制、生产和供应，具有垄断优势。

航空装备和复合材料技术迎来跨代发展机遇，公司航空复材业务进入高速成长期。随着新型航空装备和导弹的大规模列装，以及国产大飞机C919完成适航认证，军民航空装备需求上升叠加复合材料应用比例不断提高，公司作为主要的预浸料供应商，航空复材业务将进入高速成长期。

风险提示：航空复合材料需求不及预期；生产交付不及预期

9.6 航天电器

连接器是系统或整机电路中负责电气连接或信号传输的关键必备基础元器件，公司主导产品用于航天、航空、电子、兵器、船舶、通信、轨道交通、能源装备等高技术领域配套。随着我军新型导弹武器和航空装备的定型量产加速，以及全军实战化演练频次增加带来的消耗增多，公司作为关键必备基础元器件配套企业将直接受益。

定增项目稳步实施，持续推进产能提升。公司持续推进生产基地建设，定增募资扩充产能，募投项目涉及公司军民用连接器、继电器、电机和光模快业务板块，项目预计2023年12月建成投产，预计年新增销售收入23.61亿元，公司将打破产能瓶颈，满足下游不断增长的军民用需求，实现十四五期间高速发展。

风险提示：连接器订单不及预期；募投项目进展不及预期