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1、无人机行业概况:无人机是不携载操作人员、由动力驱动、可重复使用、利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情况下完成指定任务的航空器。根据北京航空航天大学出版社出版的《无人机系统概论》,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、综合保障系统等组成,具体构成如下图所示:
无人机系统组成示意图
飞行平台是无人机最基本的组成部分,是无人机的主体。飞行平台将动力装置、航电系统、任务载荷以及其他部件组合成一个整体,以实现无人机在空中的飞行。无人机使用的动力装置主要有涡轮螺旋桨发动机、活塞式发动机、涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轴发动机及电动机等。
航电系统包含飞控系统、导航系统、机载电源及空中交管等系统,系保证无人机完成拟定任务的关键系统。其中飞控系统系无人机完成起飞、空中飞行、执行任务和返场的核心系统;导航系统保障了无人机安全、准时、准确到达既定任务地点;机载电源保障无人机上动力、测控、飞行控制与管理、导航及任务设备等系统和设备正常工作。
任务载荷系统指无人机携带的完成指定任务的设备或装置,按用途可分为侦察监视、情报通信、电子对抗、武器弹药及其他民用装备等。地面系统主要包括指挥控制、起降控制、地面终端及通信链路等系统。其中,指挥控制、起降控制主要由地面终端地面控制站实现,地面控制站也称地面站、遥控站或者任务规划与控制站,是实现无人机指挥控制、任务规划、操作控制及显示记录功能的控制系统。通信链路是无人机与地面系统联系的纽带,主要任务是建立空地双向数据传输通道,用于完成地面控制站对无人机的远距离遥控、遥测和任务信息传输等功能。
综合保障系统包含飞机平台及地面系统的维护保障系统、人力资源配备及其他设备设施,对无人机系统起支持支撑作用。
中金企信国际咨询公布的《2022-2028年中国无人机市场分析及投资战略研究预测可行性报告》
(1)无人机分类:随着无人机技术的飞速发展,无人机系统形成了种类繁多、用途广泛、特点鲜明的分类特征,致使其在尺寸、质量、航程、航时、飞行高度、飞行速度、性能和特征以及任务等多方面都有较大差异。通常,无人机可按用途、飞行平台构造、大小、飞行性能、续航时间等方法进行分类。
1)按用途分类:总体来看,无人机可分为军用无人机与民用无人机两大类,其中民用无人机一般又分为消费级无人机及工业级无人机。
无人机系统按用途分类示意图
①军用无人机的分类:军用无人机可按不同的军事用途和作战任务分为无人侦察机/监视机、无人战斗机、通信中继无人机、电子干扰无人机等单一用途无人机,以及侦察打击一体化无人机等多用途无人机。无人侦察机/监视机是指借助机上的电子侦察设备获取目标信息的无人机,通常携带有光学照相机、微光(红外)摄像机、电视摄像机、红外线行扫描仪、热成像仪、CCD成像系统、激光指示器、激光测距仪和自动跟踪器、合成孔径雷达等以执行搜索、检测和识别等军事任务。典型的无人侦察机包括美国诺格公司生产的全球鹰(GlobalHawk)无人机系统及MQ-4C无人机系统等。无人战斗机指携带小型和大威力的精确制导武器、激光武器或反辐射导弹,执行空战或对地任务的无人机。典型的无人战斗机以美国诺格公司的X-47B无人战斗机、英国BAE系统公司的雷神无人战斗机及法国达索公司的神经元无人战斗机等。
通信中继无人机作为空中中继平台,可增加信息的传输距离,即利用无人机向其他军用机传输图像等信号,一般安装了超高频或甚高频的无线电通信设备。
电子干扰无人机可利用有源或无源电子干扰设备,通过辐射电磁或释放铝箔条和金属干扰丝等破坏敌方通信系统,干扰敌方电子设备,使其效能低下甚至完全失效。目前,电子干扰无人机大多采用无源干扰方式,基本的干扰设备包括铝箔条投放器、曳光弹投放器和雷达回波增强设备等。典型的电子干扰无人机包括美军装备的微型诱饵无人机MALD-J等。
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,大大提高了侦察信息的时效性和攻击的准确性。发行人产品翼龙系列无人机系统系典型的察打一体无人机系统,目前全球主要察打一体无人机如下表所示:
②民用无人机的分类:民用无人机根据下游用户的类型,可分为消费级与工业级无人机两种类别。消费级无人机主要为小型无人机,满足普通消费者对航拍及娱乐的需求,操作便利性好;工业级无人机主要用于协同或代替人工完成多种商业领域的任务,其通常搭载为完成作业飞行活动的装置或设备。
在工业领域,无人机具有成本相对较低,无人员伤亡风险、生存能力强、机动性能好、使用便利性强等优势,因此得到了广泛的应用。其主要应用市场包括人工影响天气、应急救灾、气象监测、航空拍摄、地质地貌测绘、森林防火、地震调查、核辐射探测、边境巡逻、科研试验、海事侦察、环境监测等多个领域。工业无人机的主要使用用途如下表所示:
2)按飞行平台构造形式分类:根据清华大学出版社出版的《无人机概论》,按飞行平台构造形式的不同,无人机可分为固定翼无人机、无人直升机、多旋翼无人机和混合式无人机等。具体而言,不同飞行平台构造形式的无人机系统特征如下:
3)按大小分类:根据北京航空航天大学出版社出版的《无人机系统概论》,按照无人机的质量及外形尺寸的大小,无人机可分为微型无人机、小型无人机、中型无人机和大型无人机几大类。大型无人机质量一般大于800千克;中型无人机质量一般为200-800千克;轻型无人机质量一般为100-200千克;小型无人机质量一般为1-100千克;微型无人机质量一般小于1千克。发行人主要从事大型无人机的研制与生产业务。
4)按飞行性能分类:根据北京航空航天大学出版社出版的《无人机系统概论》及国防工业出版社出版的《无人机手册》,按照无人机的飞行性能,可从飞行速度、航程、实用升限、续航时间对无人机系统进行分类。
无人机系统按飞行性能分类示意图
在飞行速度方面,无人机可分为低速无人机、亚声速无人机、跨声速无人机、超声速无人机和高超声速无人机。低速无人机的马赫数(Ma)一般小于0.4;亚声速无人机的Ma一般为0.4-0.85;跨声速无人机的Ma一般0.85-1.3;超声速无人机的Ma一般为1.3-5;高超声速无人机的Ma一般大于5。
在航程(或活动半径)方面,无人机可分为超近程无人机、近程无人机、短程无人机、中程无人机和远程无人机。超近程无人机活动半径为5-15公里;近程无人机活动半径为15-50公里;短程无人机活动半径为50-200公里;中程无人机活动半径为200-800公里;远程无人机活动半径大于800公里。在实用升限方面,无人机可分为超低空无人机、低空无人机、中空无人机、高空无人机和超高空无人机。超低空无人机实用升限一般为0-100米;低空无人机实用升限一般为100-1,000米;中空无人机实用升限一般为1,000-7,000米;高空无人机实用升限一般为7,000-20,000米;超高空无人机实用升限一般大于20,000米。
按照无人机的续航时间,无人机可分为长航时无人机、中航时无人机及短航时无人机。通常将续航时间大于24小时的无人机系统称为长航时无人机,续航时间在6-24小时的无人机系统称为中航时无人机,续航时间小于6小时的无人机系统称为短航时无人机。