军工专题之垂直起降固定翼无人机行业深度研讨报告

（报告出品方/作者：东方证券，王天一、罗楠、冯函）

报告综述

伴随人工智能、半导体、传感器等疾速发展，无人机系统经过技术疾速迭代，不断拓展才能和运用范畴。根据《无人机系统发展白皮书》预测，2019- 2029 年全球无人机系统将保持 CAGR 20%以上，10 年内产值累计超过 4000 亿美元，而带动的产业配套拓展和创新服务市场则愈加庞大。

1）无人 机自问世以来，就拥有传统飞行器和大武器系统所不具有的疾速迭代才能， 退化出的适用场景不断拓展，逐渐从军事公用拓展到民用范畴。随着无人机 产业链趋于成熟，飞控与导航技术的疾速发展，无人机具有了小型化、智能 化、低成本的条件。2014 年消费级迸发式增长，构成了无人机军民两用格 局。

2）无人机的运用需求无人机系统的支持。技术方面，无人机系统正向 多样化、智能化、通用化趋向发展。军用方面，无人机系统将成为先进空中 作战力气的主战装备和体系化、智能化作战的关键组成部分。民用方面：广 泛的运用为无人机系统发展提供了产业化基础和市场化活力。

垂直起降固定翼飞行器仰仗独特的构型，是近年来无人机乃至有人机范畴最具活力的细分赛道之一。

2020 年垂直起降（VTOL）无人机加速军事化运用。因不受起降场地限制， 能顺应航海、山地等复杂地形环境，美将垂直起降飞行器列为美军十大将来 关键装备之首。2020 年，美空军发布“矫捷至上”项目，极力推进电动垂 直起降 eVTOL 无人机军事化运用。多家新兴 eVTOL 商企参与，目前 Joby 和 Beta 两家曾经进入试飞阶段。项目估计于 2023 年完成飞行器适航审定， 2025 年终具有规模化运用的程度，完成大规模采购。

2020 年垂直起降（VTOL）无人机在工业级运用范畴不断拓展，同时继续 加速城市交通商业化发展。1）工业级成为全球民用无人机增长新引擎，市 场逐渐由 to C 转向 to B。随着运用场景的不断拓展，估计 2020 年工业无 人机市场规模将初次超过消费级无人机，成为全球民用无人机的次要市场。 根据 Frost & Sullivan 预测，2020-2024 年全球工业无人机市场 CAGR 高 达 56.43%，成为全球民用市场增长新引擎，2024 年全球民用市场规模将 达 4157.27 亿元，而垂直起降（VTOL）无人机也是发展亮点之一。2）VTOL 加速城市交通（UAM）商业化。2020 年，日韩率先从国家层面顶层设计 UAM 产业规划，明白了 UAM 发展的关键工夫点。同时，eVTOL 企业遭到全球 资本包括产业资本的高度注重（丰田、优步、腾讯等），纷纷加紧规划，助 力 UAM 商业化进程。

1.无人机系统：2019-2029 全球累计产值超 4000 亿美元

1.1 无人机与无人机系统

无人机是不携载操作人员、由动力驱动、可反复运用、应用空气动力承载飞行、可携带有效载荷、 在远程控制或自主规划的状况下完成指定义务的航空器。按照气动规划分类，无人机次要分为固定 翼无人机、多旋翼无人机、无人直升机、垂直起降固定翼无人机。其中，垂直起降固定翼无人机兼 具固定翼和多旋翼的特点，对起降场地要求低、可空中悬停，适用于大面积、长航时作业，可携带 载荷作远间隔探测，具有运用优势。

无人机逐渐从军事公用拓展到民用范畴，构成了军民两用格局。早期次要运用于军事范畴，先后被 用于靶机、侦查、情报探测、携弹打击等。20 世纪 80 年代以来，美国、日本、中国纷纷探求无人 机在民用范畴的运用。2008 至 2014 年，受益于信息化、义务载荷、卫星导航等技术的发展，无人 机在军事范畴及工业范畴运用日益广泛。2014 年至今，随着无人机产业链趋于成熟，飞控与导航 技术的疾速发展，无人机具有了小型化、智能化、低成本的条件，消费级无人机疾速发展，工业无 人机在巡检、安防监控、农林植保、测绘与地理信息等范畴同时得以疾速发展。

无人机的运用需求无人机系统的支持。无人机系统是指挥控制站、一架或多架无人机、机载义务载 荷、数据链以及相关保障设备共同组成的功能系统。动力系统、义务载荷设备才能、感知与自主控 制导肮系统以及起降技术是无人机系统的四大关键核心技术。无人机系统按大小、用途、功能特点 可分为大型、中型、宏大型无人机系统：

1) 大型无人机系统次要运用于军事高端需求范畴，是整个产业体系的“塔尖”。制空作战、高 空高速、长航时等义务功能的大型无人机系统，其开发复杂程度和技术应战甚至超过了大部 分有人作战飞机。世界上只要美国、英国、法国、以色列、中国等多数国家具有大型无人机 系统独立发展才能，全球仅有十余家抢先防务企业具有大型无人机系统研制消费才能。

2) 中型无人机系统的功能可满足大多数常规战术场景和行业运用范畴，一些科技工业基础不高 的国家经过技术合作、引进消费线等方式也进入这一范畴，全球约 40 个国家和地区、数百家 制造商拥有中型无人机系统研制消费才能，其中既包括传统防务及航空制造企业，也包括不 少新兴高科技企业参与。

3) 宏大型无人机系统借助成熟的软硬件技术和产品配套体系，正在特种作战场景和大众及消费 范畴不断开发运用，触及技术、专业、资金门槛相对较低，从业企业数以千计，中国的大疆 创新等企业已占有较大市场份额，构成产业规模效应。

从价值量看，无人机配套系统约是无人机平台的 38.5%。无人机平台包括机体、发动机、系统成品 和义务设备；而无人机配套系统是指综合保障系统和地面通用站。根据美国空军《Aircraft Procurement, Air Force 2018》披露，截至 2017 年美国空军曾经完成了 55 套“全球鹰”无人机 系统的采购工作，采购费总投入为 43.54 亿美元。其中，飞机平台 45 架，采购费为 31.43 亿美元； 通用地面站 10 套，采购费为 2.18 亿美元；综合保障系统采购费为 9.93 亿美元。

1.2 无人机系统产业发展趋向

从技术发展趋向看，无人机系统正向多样化、智能化、通用化发展。

1) 多样化：随着产品谱系和运用场景不断丰富，技术提高不断推进无人机系统向高空化、远程 化、高速化、长航时方向发展，并不断创新运用范围和运用方式；

2) 智能化：自主性程度是无人机系统发展程度的重要标准，智能化将成为将来和平和社会发展 的最突出趋向之一。无人机系统与其他无人系统、有人系统完成集群、编组等方式协同，可 完成更为复杂的义务；

3) 通用化：采用通用化的无人机系统“站”和“链”等软硬件，同一个“站”可以指挥控制多 型、多架次无人机系统，并完成数据互联互通。此外，开放式系统架构和通用传感器/武器接 口，将使得不同义务载荷在不同平台间“即插即用”。

军用方面，无人机系统将成为先进空中作战力气的主战装备和体系化、智能化作战的关键组成部分。高空、高速、隐身、长航时等先进无人机系统将在将来高风险区域、高强度对抗作战环境中显 示出突出的战略突防才能和持久作战才能；有人无人协同、分布式空中作战、集群作战等将成为未 来空中作战的重要形状，高功能无人机系统将成为将来智慧化空中力气建设的重中之重。信息化、 网络化背景下装备体系对抗是将来高技术和平的次要作战样式，武器装备发展将由“以平台为中心” 向“以义务才能为中心”的体系化、网络化转变，无人机系统经过对现有作战方式和装备体系的跨 域“赋能”，有效推进信息组网和结合作战程度，充分发挥装备体系在信息化和平条件下全维、准确、矫捷的作战效能。

民用范畴的广泛运用为无人机系统发展提供了产业化基础和市场化活力。无人机系统在航拍文娱、 农林植保、安防监测、地质测绘、电力巡检、物流运输等范畴已获得广泛运用，并不断探求新概念 新场景，如将来城市智能空中交通系统、无人空中物流等。在将来社会高度信息化、自动化、智能 化趋向背景下，无人机系统将会加快对社会生活各行业范畴的浸透、冲击、乃至颠覆，持续拓展产 业发展空间。

根据《无人机系统发展白皮书》，2018 年全球无人机系统产业投资规模比 20 年前增长了 30 倍， 估计 2019-2029 年全球无人机系统范畴年均增速将保持 20%以上，产值累计超过 4000 亿美元， 并带动万亿美元级的产业配套拓展和创新服务市场。

2.军用无人机：2020 垂直起降加速军事化运用

2.1 无人机：“全新物种”，深入改变和平面貌

在和平运用方面，无人机能大幅提升作战费效比。无人机代替有人机作战，能大幅降低单机、作战 装备体系和实战成本，同时也能减少人这一宝贵作战资源的损失。

1) 单架无人机的采购成本远低于同功能、同级别的有人机。美军“黑鸟”战略侦查机采购成本约为 15~20 亿美元/架，而“全球鹰”战略侦查无人机只需 1 亿元美元/架，仅占有人机单价采购成本 的 1/15。改造服役有人机成无人机，也能带来宏大的成本优势。2017 年，波音公司接受军方 一份合同，将 18 架 F-16s 战役机经过加装人工智能系统改造为 QF-16 无人机，作为有人机 的“忠实僚机”运用。每架无人机成本仅 138 万美元，与动辄上亿美元的隐形战役机相比， 其成本几乎可以忽略不计。

2) 无人机可使美航母编队总成本大幅下降 81%。根据《无人机与将来作战刍议》，从出动率、 燃油耗费、维修成本等多个方面综合分析，将来航母编队可采购 144 架无人机取代原来的 361 架有人机，将成本由约 900 亿美元降至 170 亿美元。采用无人机后，在每艘航母作战才能不 变的状况下，3 艘航母的总成本只相当于当前 2 艘航母的总成本。

3) 大幅降低飞行员训练成本，延伸作战工夫。有人机飞行员培育工夫长、费用大，以美军 F-15 战役机飞行员为例，培训工夫长达 2.5 年，整个费用超 1000 万美元。相比之下，无人机操作 员的培训工夫通常只需求 120 小时，训练费用要低得多。从作战工夫上看，无人机仅需大批 工夫保养和训练，大部分工夫都可用于执行作战义务。而有人机通常只要 1/3 工夫处于实战 部署形状，2/3 工夫用于训练和维护保养。

除此之外，无人机是军用装备的“全新物种”：晋级迭代速度快，逐渐向察打一体发展；且战损比 例高，具有耗费品属性。我国军用无人机逐渐从纯侦查晋级至察打一体。目前军用无人机有长空一 号、长虹一号、ASN 系列、WZ-2000、BZK-005、翼龙系列、翔龙、利剑、彩虹系列以及云影等型 号。其中，翼龙系列、彩虹系列、利剑和云影等都是察打一体型无人机，均为 2000 年当前新亮相； 而纯侦查无人机则次要包括翔龙和 BZK-005 侦查无人机。据统计，美国捕食者 A 自 2001 年投入 实战以来，已累计消费 550 架，到目前已损失 300 架以上，战损比高达 54.4%。反观美国 F15 系列战机，已累计消费 894 架，到目前已损失 109 架以上，战损比仅 12.2%。因此与有人机相比， 无人机属于耗费性武器。

无人机深入改变了和平面貌，同时军用也促进无人机系统的激烈需求，引领前沿技术发展。军用无 人机系统更强调在复杂的作战场景和极端的运用环境下，满足先进的技战术功能、高牢靠性、保密 安全性等要求，因此，军用无人机系统发展要求更先进更复杂的专业化科技工业体系支撑，同时不 断创新运用高功能材料、新动力动力、人工智能、电子信息等范畴的前沿科技，并牵引技术发展的 新方向。

无人机集群化作战是将来空中作战的重要形状，中国电科展现无人机蜂群发射车。有人无人协同、 分布式空中作战、集群作战等被列为将来空中作战的重要形状，高功能无人机系统是将来智慧化空 中力气建设的重中之重。无人机蜂群技术详细是指无人机大规模自组网和自编队技术。中国电科作为从事国家重要军 民用大型电子信息系统的工程建设单位，在 2020 年 10 月 14 日展现了最新的无人机蜂群发射车。 该系统可采取地面发射和空中发射两种方式，用于地面发射的发射车可以一次储存和发射 48 架无 人机。空中发射则是借助直升机投掷，无人机到空中后自主展开。

2.2 现状：我国军用无人机技术深沉，名扬国际市场

我国军用无人机关键部件已基本完成国产化。首先是机体材料，近些年随着我国材料行业迅速发 展，国内优质碳纤维制造商不断涌现，彩虹机体材料已可完成全国产化；第二，电子核心器件，无 人机没有大型运算和高精度图像处理，不运用高端芯片所以不受东方制裁和封锁；第三，发动机方 面，例如彩虹运用的很多发动机现都已完成国产化，并完成相关国产化实验工作，可完成国产发动 机替代方案。

目前，中国军用无人机发动机次要以航空活塞发动机为主，但是将来中国发展察打一体无人机，小 型涡扇/涡喷发动机不可或缺。相对比活塞发动机，涡扇/涡喷发动机拥有更大的推重比、更快的速 度、更高的飞行高度。2018 年 11 月，中国航发在珠海航展上展现了 AEF50E 涡扇发动机、AEP50E 涡桨发动机、AEF20E 涡喷发动机等 3 款可用于无人机的发动机，填补了我国急需的无人机动力 空白。

除了关键部件已完成国产化之外，产能方面也有大幅提升，脉动消费线可年产 200 架彩虹无人机。 不同于固定站位的传统消费线，脉动消费线是一种不间断疾速活动的自动化消费线，是目前航空制 造中效率最高的总装消费线，能保障古代战机的批量消费交付。2020 年 1 月，由中国彩虹无人机 科技公司新建设的彩虹无人机脉动消费线初次亮相。该条彩虹无人机消费线总体设置了 6 个站位， 每个站位都对应着细致精准的工序内容。6 个站位之间的联络是经过一条导轨，如此脉动消费线不 仅有着传统站位的拆卸特征，也可以完成装备消费的疾速活动性。彩虹无人机科技除了这条位于浙 江台州的脉动消费线，在河北固安异样建有多条脉动消费线，一切脉动消费线一年彩虹-4、彩虹-5 的合计产量可以保持在 200 架左右。

同时，我国军用无人机也备受国际市场喜爱，市场份额仅次于美国，翼龙系列为出口主力机型。 2000-2019 年，全球无人机共出口 1609 架。2000-2004 年，全球无人机出口年均仅 33 架；而 2005- 2019 年，全球无人机出口数量分明提升，年均高达 97 架。按出口国家分，2010-2019 年美国共出 口 474 架无人机，占据全球无人机 48.0%的出口市场。我国紧随其后，以 25.3%的市场份额居于 全球第二。从机型看，翼龙系列无人机为我国出口主力机型，占比高达 64%；彩虹系列无人机占 比 28%，仅次于翼龙系列。

无人机消费线跨出国门，占据中东无人机的次要市场。2017 年 3 月，沙特阿拉伯引进彩虹无人机 消费线，引进的“彩虹-4”装备了卫星通讯天线，挂载的武器次要是 AR-1 激光制导远程空对地导 弹以及 FT-9 制导炸弹。在此前，“彩虹”无人机消费线曾经出口到了巴基斯坦和缅甸。目前，中 国以翼龙与彩虹为代表的企业曾经占据了中东无人机的次要市场。按照出口国分，2010-2019 年沙 特阿拉伯、埃及、阿拉伯结合酋长国合计购买了我国 68%的出口无人机。

2.3 将来：垂直起降（VTOL）是无人机的发展趋向之一

2.3.1 垂直起降——美军十大将来关键装备之首

因不受起降场地限制，能顺应航海、山地等复杂地形环境，美国将垂直起降飞行器列为美军十大未 来关键装备之首。垂直起降固定翼无人机次要有两条技术道路。1）倾转旋翼无人机：经过旋分享 动机方向分别提供垂直起降和前飞两个阶段所需的升力和推力，代表型号有美国 V-22 鱼鹰的舰载 无人机版“鹰眼”和我国的彩虹-10 等。2）旋翼固定翼复合式：采取两套动力系统，旋翼提供垂直 升力，固定翼形式下由推进发动机提供动力，代表型号有纵横股份“CW 大鹏”系列，彩虹 CH804D 等。

电推进系统可替代复杂机械传动组件，优化倾转旋翼构型。倾转旋翼构型可以在确保良好垂直起降 功能的前提下提高平飞效率，从而兼顾垂直起降才能与巡航经济性，相较于旋翼构型可以大幅提升 航程。倾转旋翼技术的研发与运用已有数十年历史，V-22 等型号曾经在特种作战等场景下获得了 广泛运用，但采用传统动力系统的倾转旋翼机，其发动机功率输入机构与旋翼之间需求极为复杂的 机械传动组件，分明添加了平台复杂性和分量，对牢靠性带来了一定影响。电推进系统的运用有效 规避了上述风险，电机可直接安置于倾转翼组件处，经过线缆传输电能驱动电机，无需动力传动组 件，大幅降低了机械结构的复杂度，其维护特功可以得到保证。

相较于倾转旋翼构型，旋翼固定翼混合构型简化了却构，避免了倾转部件的影响。旋翼固定翼复合 无人机在两侧机翼中部的前后方各设置一个定距螺旋桨，提供垂直起降所需升力，机身尾部设置一 个推进螺旋桨，提供平飞巡航阶段的推力。在平飞巡航阶段，机翼地位的 4 个螺旋桨将停转并固定 在最小阻力地位，从而降低平飞阶段的阻力。混合构型在兼顾了多旋翼飞行器的垂直起降功能与固 定翼飞行器的平飞高效特性，相较于倾转旋翼构型，混合构型结构简单、无倾转部件。其次，固定 翼与旋翼结构并存实践是一种妥协，两者会互相影响，一方面结构质量大，另一方面效率受限，在 垂直起降阶段，大面积的机翼会增大起降阻力；在平飞阶段，旋翼会增大阻力。为了平衡这种影响， 可以在平飞阶段停转螺旋桨并固定地位。

2.3.2“矫捷至上”项目——2020 美军极力推进 eVTOL 军事化

美军“矫捷至上”项目推进商业电动垂直起降技术向军事范畴转化。2020 年 2 月，美空军启动了 名为“矫捷至上”（Agility Prime）项目，探求航空业新兴的电动垂直起降（eVTOL）技术在特种 作战、救援搜索、短距运输等军事义务运用的可行性，推进商用技术向军事范畴转化。估计于 2023 年完成飞行器适航审定，2025 年终具有规模化运用的程度，完成大规模采购。

“矫捷至上”项目将军用电动垂直起降飞行器命名为顺应性保障飞行器（ORB），应满足的技术要 求次要包括以下 5 个方面：

1）机械结构较传统垂直起降飞行器简化，从而降低维护成本和周期；

2）运用自主飞行技术，提高安全性、降低人员操作需求；

3）经济性，可批量消费运用；

4）采用 分布式电推进技术完成低噪声；

5）灵敏、矫捷，减少对基础设备的依赖。

相应的，飞行器应具有 的技术要素包含：

1）采用分布式推进系统；

2）采用电推进系统；

3）有人驾驶，或遥控驾驶，或 自主飞行；

4）垂直起降；

5）具有悬停才能；

6）可具有升力表面；

7）模块化设计。

相较于商用范畴的电动垂直起降飞行器，“矫捷至上”提出的技术要求有一定差异性。对于上述第 一类运用场景，矫捷至上提出的技术目的要高于现有的典型商用技术目的，例如贝尔公司于 2020 年 1 月提出的 Nexus 4EX 商用飞行器方案航程为 95km，同期古代公司 S-A1 方案航程异样约 100km，这一航程可以满足典型的商用城市空运需求，但不能满足军事义务需求；第二类和第三类 飞行器在商用范畴的运用场景尚未凸显，因此未得到广泛关注。此外，军事义务的环境条件与城市 存在分明差异，需求思索结冰防护等多种环境控制成绩。美空军表示，采购的飞行器型号不会是军 用定制的，而是与商用市场版本相反的型号。

“矫捷至上”项目第一阶段投资总额远远超出预算，多家新兴 eVTOL 商企参与，Joby 和 Beta 两 家曾经进入试飞阶段。美空军对“矫捷至上”项目的风投集中在自主飞控、先进材料和制造工艺、声学技术、避撞系统等，矫捷至上项目已末尾与参与方签署合同，美国初创公司军刀飞机公司 （Sabrewing）获得了金额 325 万美元的小型企业创新研讨合同。第一阶段计划投资总额为 1000 万美元，目前的投资额曾经大大超过原计划。截至目前，Joby 和 Beta 两家中标当选试飞阶段。

3.民用无人机：工业级成为新引擎，垂直起降加速城市交通商业化

3.1 2020 年，全球民用无人机市场逐渐由 to C 转向 to B

民用无人机分为消费级无人机和工业无人机。1）消费级无人机次要用于航拍和文娱，着重拍摄功 能和可操作性。2）工业无人机注重经济效益，追求巡航速度、续航工夫等功能的平衡，对无人机 的专业化运用要求高。经过搭载不同的义务载荷，如热红外相机、高光谱相机、激光雷达、光电吊 舱等，完成不同专业功能，从而满足对应的行业需求。其次要运用于测绘与地理信息、巡检、安防 监控、应急等范畴。

2020-2024 年消费无人机增速疲软，工业无人机成为全球民用无人机新引擎，市场逐渐由 to C 转 向 to B。根据 Frost & Sullivan 预测，2020-2024 年全球民用无人机市场的 CAGR 高达 43.03%， 估计 2024 年市场规模将达 4157.27 亿元。随着运用场景的不断拓展，全球工业无人机完成疾速发 展，估计2020年工业无人机市场规模将初次超过消费级无人机，成为全球民用无人机的次要市场。

2020-2024 年全球消费无人机的 CAGR 将有所下滑，从 2015-2019 年的 24.09%下降至 20.00%； 而同期工业无人机将保持高增速，从 2015-2019 年的 50.62%增长至 56.43%。

中国是全球民用无人机的次要市场，中国工业无人机市场规模将在 2021 年终次超过消费级无人机。2020 年中国民用无人机市场规模为 599.05 亿元，占全球民用无人机市场的 60.30%，属于全 球抢先地位。从市场结构上看，2020 年我国消费级无人机市场规模为 325.83 亿元，占比 54.39%； 工业无人机市场规模 273.21 亿元，占比 45.61%。2021-2024 年，工业无人机将占据我国民用无 人机次要市场，市场占比从 55.01%疾速增长至 72.65%。同期，我国工业无人机 CAGR 维持 53.27% 的高增速，成为我国民用无人机发展的新引擎。

3.2 垂直起降：新构型拓展行业全新运用场景

3.2.1 垂直起降：加速城市空中交通（UAM）商业化

兼具优秀悬停才能、长巡航速度与航程的垂直起降（VTOL）无人机包含宏大市场需求。现今，无 人机在悬停工夫、巡航速度、航程与起降场地方面都提出了更高的要求，而多旋翼、直升机和固定 翼无人机都无法同时满足这种多方位的需求。多旋翼无人机受制于续航工夫和航程短；无人直升机 则造价较贵，飞控难度也较高；而固定翼无人机则是对起降场地的要求较高，普通需求跑道。垂直 起降无人机因兼具优秀悬停才能和较长的巡航速度与航程遭到市场关注。其中，复合型垂直起降无 人机（VTOL）和垂直起降固定翼无人机各有侧重：复合型 VTOL 侧重于悬停工夫，垂直起降固定 翼在航程上更有优势。

eVTOL 打开新运用场景城市空中交通（UAM），资本助力新兴 eVTOL 企业加速 UAM 商业化。 根据美国国家航空航天局发布的《城市空中交通空域整合概念和思索要素》中的定义，“城市空中 交通（UAM）”是“城市内适用于载人飞行器和无人飞行器系统的安全高效交通运作方式”。目前， 具有优秀悬停才能、长巡航速度与航程、低噪音的电动垂直起降（eVTOL）飞行器获得腾讯等资本 的追捧。另外，空中客车、波音等大公司以及 Lilium、Volocoper、Kitty Hawk 等新兴企业都正在 打造本人的电动垂直起降飞行器以用于城市空中交通。eVTOL 的商业化要阅历七个阶段：设计、 公告、验证测试、全尺寸测试、载人测试、消费、商业化推行。我国亿航公司是全球为数不多完成 量产销售的 eVTOL 公司。

除新兴企业外，传统车企也加紧规划 eVTOL。近年来吉利、丰田、小鹏、古代、克莱斯勒等一众 车企纷纷并购规划，也陆续推出了本人的原型机，其中吉利汽车最早于 2020 年 6 月发布的吉利 TF-2A 即可完成 180km/h 的飞行速度以及 100 公里的最大飞行里程。在 2020 年 CES 展上，现 代、克莱斯勒等汽车巨头也纷纷展现垂直升降汽车概念产品。

3.2.2UAM 现状：我国政策不足但技术深沉，全球首发载人无人机

民用无人机产业受政策和技术驱动，我国 UAM 产业政策相对不足但技术深沉。政策方面，我国早 已确定无人机行业为国家战略。但是对于新兴的城市空中交通 UAM 产业，我国尚未在国家层面制 定 UAM 产业规划。技术方面，我国工信部对民用各范畴的技术共性需求早已作出判别。经过多年 发展，在广东珠三角构建了弱小的无人机产业供应链，以深圳为主构成了中国乃至全球民用无人机 产业发展的领头羊，为我国无人机相关技术打下深沉基础。

政策：日韩率先顶层设计 UAM 产业，我国略有落后

我国无人机行业已上升至国家战略，行业高增长格局早已确立。《国家战略性新兴产业发展“十二 五”规划》、《国家战略性新兴产业发展“十三五”规划》中，明白将无人机产业归入到国家战略 性高科技产业定位和国民经济战略地位，给予长期的、波动的支持。《“互联网+”人工智能三年 举动实施方案》是国家出台的首个关于无人机行业的重要支持政策，意味着该行业发展已上升至国 家战略，行业高增长格局曾经确立。

对于城市空中交通 UAM 产业，2020 年日韩将其上升至国家层面，明白了关键工夫节点。相比之 下，我国尚未顶层制定发展规划。在日本内阁第四十次“将来投资会议”上经过了日本《增长战略 跟进计划》，这个重要计划相当于日本国民经济的“十年规划”，将指点日本政府将来十年的产业政策制定和政府投资方向，为 2021 至 2030 年的日本国民经济各个范畴制定了总体发展目的。其 中，初次在国家层面制定了无人机及“飞行汽车”的战略规划。无独有偶，2020 年 6 月韩国土地、 基础设备与交通部（MOLIT）发布了城市空中交通（UAM）规划方案，成为第二个在国家层面制定 UAM 产业政策规划的国家。

虽然我国 UAM 产业顶层设计不足，但也正加快推进相关立法工作。2019 年 1 月 21 日，在省部级次要指导干部坚持底线思想着力防备化戒严重风险专题研讨班开班式上发表重要讲 话，要加快科技安全预警监测体系建设，围绕无人机、服务机器人、自动驾驶、人工智能等范畴， 加快推进相关立法工作。1 月 23 日，民航局印发《基于运转风险的无人机适航审定的指点意见》， 明白将在 2019 年底初步建成基于运转风险的无人机适航管理体系，公布已在国内 5 家无人机企业 设立适航审定试点，重点探求货运无人机、巡线无人机、载人无人机的适航标准和审定办法。2020 年 10 月 28 日，中国民用航空局公布首批 13 个民用无人驾驶航空实验基地（实验区）名单，以加 快推进中国民用无人驾驶航空事业发展和保持国际抢先地位。

技术：我国无人机技术国际抢先，率先发布载人无人机

在无人机技术方面，我国早已对各民用范畴作出共性技术需求判别，这为我国 UAM 产业打下坚实 技术基础。

在工信部的《民用无人机系统发展道路图》中，对于共性技术做出了详细的阐述：

1) 机体：轻质化机体结构，优化气动功能设计。材料技术的发展令新型轻质材料、智能材料逐 渐运用于航空器结构设计，使结构轻质化、变体结构等具有运用前景，为提高航时功能和载 荷才能提供基础。同时，抗坠毁才能、在恶劣环境下的生活才能以及结构的开敞性和外场可维护性对于民用无人机非常重要。此外，抵抗恶劣天气条件、应对复杂运用场景和地势起降 条件的适用性和生活才能也是民用人机普遍共性需求之一。

2) 动力系统：无人机系统的核心，需求高效率、高牢靠、控制简单的安装设计。由于无人机任 务载荷较重，所需航程较远，所以对功率提取有较大需求。为满足对续航才能的要求，在保 持机上设备动力供给的状况下，动力安装可以经过添加功率和减少发动机分量；或者采用低 油耗率的设计。同时，依托关键系统的备份设计和多裕度设计可以提高动力安装的牢靠性， 以保障飞行安全和义务的顺利停止。为调试方便，运用维护简单，动力安装设计及无人机的 电气、通讯接口也需求尽能够的简单。

3) 控制导航：智能自主化是无人机技术的发展方向和趋向之一。面向将来信息化需求的智能无 人机系统，其智能自主化的特征体如今环境的自动感知与了解、要挟规避、自主规划与决策、 自主运动控制以及义务的自主执行等方面。其中，环境感知和了解是完成自主控制的基础， 自主行为决策与规划技术是完成自主行为才能的核心。

4) 数据传输系统：为完成人机严密结合，需求依托数据链技术和地面控制站建立实时高效的图 像及数据传输系统。数据链需求具有抗截获、抗干扰才能，实时传回监控目的影像，使指挥 中心可以及时监控现场；同时，数据链也要记录飞行数据，在遥控控制信号丢失时可完成自 动返航。地面控制站作为人机接口，次要完成对飞行器的控制、义务控制、载荷数据分析和 系统维护等，关乎着无人机的飞行安全。因此，我们需求波动牢靠、实时高效的数据传输机 制以满足海量数据实时通讯需求，同时也要确保飞行数据具有直观性和易操作性。

降低成本、注重适用是我国民用无人机产业发展的重要特征。民用无人机产业将以“政府引导，社 会主营”为次要形式，构成以消费企业和通用航空企业为主体的多种运营方式，逐渐建成国内无人机运用产业链。根据《民用无人机系统发展道路图》，产业体系协异化、消费产品个性化、行业应 用专业化、研发晋级智能化、运营服务精准化是民用无人机的次要发展趋向。

在广东珠三角地区，曾经构成了以深圳为主的中国乃至全球民用无人机产业发展领头羊，为我国 率先发布载人无人机打下深沉技术基础。摩根士丹利在 2018 年发布的蓝皮书中表示，由于思索到 技术和政府法规的严重不确定性，保守地估计城市空中交通行业将到2030年才会末尾发展。但是， 2016 年在美国拉斯维加斯发布的全球首款载人级全自动无人驾驶飞行器——亿航 184，为城市空中交通行业开启了新篇章。亿航全自动飞行器曾经成功停止了 2000 多次载人及不载入飞行测试， 为商业运营做好了预备。同时，亿航也是全球为数不多完成量产销售的 eVTOL 公司。2019 年亿 航累计销售载人级自动驾驶飞行器（AAVautonomous UAV）61 架，相比之下，2018 年仅为 3 架。

3.2.3UAM 将来：多方位优化产品，加快商业化节拍

城市空中交通产业的供应商不只需求制造智能飞行器的才能，还需求具有构建集中式平台支持商 业运营的才能，以及片面知晓航空、通讯、计算机、材料迷信等跨学科的技能。目前来看，电池高 成本、机体材料轻量化、优化机体构型是 UAM 行业商业化的亟需处理的难题。

电池: 单项成本最高，对利润影响大

电池是单项成本最高的部件，以亿航 216 自动驾驶飞行器为例，500 次充电循环思索，电池在总运 营成本中占比超过 60%。电池成本降低 1%，运营商的运营利润将添加 3%；而电池寿命延伸 1%， 运营利润将添加 2%。其次，由于电池分量在自动驾驶飞行器的空机分量中占大约 1/3，电池继续 减重将大幅添加自动驾驶飞行器的航程。最后，从商业角度而言，延长电池充电工夫，将提升资产 应用率，提高运营成效。

机体材料: 轻量化、低成本之路

轻量化、低成本的机体材料是 eVTOL 完成量产必须克制的困难。其一，自动飞行器对分量非常敏 感。复合材料质量轻盈，结构坚固，是理想的航空材料，例如电动机等关键零部件采用金属制成。 进一步减轻飞行器的新材料或新设计将协助延伸航程，提升总体功能。其二，复合材料技术次要是 处理结构消费和结构维护的复杂性成绩，这是一切飞行器在降低成本的道路上必需要克制的困难。

2020 年 4 月，日本 TORAY 提出延续纤维加强热塑性复合材料助推 eVTOL 规模消费。扩展碳纤 维复合材料消费规模的关键要素在于三个方面：自动化的疾速消费、焊接/模块化的结构和可重构、 室温储存；热塑性复合材料可以很好地处理这些成绩，TORAY 以为应用热塑性复合材料制造零件 可以比热固性复合材料成本降低 30%到 50%。在消费制造的效率方面，热塑性复合材料的成型过 程仅仅发生加热变软和冷却变硬的物理变化，只需升温、加压成型、冷却即可完成制备过程，可采 用热压成型工艺，故成型周期短、消费效率高和成本低。同年 7 月，Toray 公司宣布将向 Lilium 提供高功能碳纤维复合材料，用于 eVTOL Lilium Jet 飞机。

机体构型:垂直起降固定翼是将来趋向之一

垂直起降固定翼能效更高、航程更远。电动垂直起降飞行器虽然存在诸多优点，但缺乏固定翼的固 有升力，意味着能效不高，航程有限。改进设计，结合电动垂直起降飞行器和固定翼飞行器的优势， 采用多旋翼和固定翼复合的垂直起降固定翼构型能提高无人机气动效率、航程和安全性。

垂直起降固定翼市场高速增长，或借助 UAM 产业发展，细分赛道走出行业新龙头。按照机型划分， 垂直起降固定翼机型增长潜力最大。根据 Frost & Sullivan 预测，垂直起降固定翼市场份额五年增 长 3 倍，2019 年 10.11%增长至 2024 年 30.61%。垂直起降固定翼市场规模五年增长 10 倍，2019 年 12.31 亿元增长至 2024 年 124.26 亿元。同期，多旋翼市场规模仅增长 3.6 倍，2019 年 64.06 亿元增长至 2024 年 232.10 亿元，市场份额相应减少 17.65%。

风险提示

新的无人机构型，商用市场发展不达预期：垂直起降固定翼属于全新无人机构型，商用化进程刚 刚起步，市场发展能够不达预期。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需运用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【将来智库官网】。

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