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    2021年中國無人機行業產業鏈現狀及區域市場格局分析

      暮染輕紗        2021-06-21 13:55:42

    無人機產業鏈主要分為三個部分:設計及關鍵原材料、無人機制造、無人機應用領域。目前,無人機電池的技術在短時間內都較難獲得突破性的進展,續航問題是無人機產業發展的重要瓶頸。中國無人機產業鏈代表性企業分布在廣東、江蘇、北京、上海等地區,廣東的無人機產業鏈代表性企業聚集程度最高。


    2021年中國無人機行業產業鏈現狀及區域市場格局分析


    1、無人機產業鏈全景梳理:續航問題是無人機產業發展的重要瓶頸


    無人機產業鏈上游為無人機設計研發及關鍵原材料的生產,其中關鍵原材料有金屬材料和復合材料兩大類,包括鈦合金、鋁合金、陶瓷基等特殊材料。


    中游無人機整機制造包括飛行系統、地面系統、任務載荷系統三個方面,是無人機制造的核心部分,飛行系統包含動力系統、導航系統、飛控系統、通信系統和機體制造等,是無人機完成起飛、空中飛行、執行任務和返場回收等整個飛行過程的核心系統。無人機的細分市場為軍 用無人機和民用無人機兩大類,其中民用無人機分為消費無人機和工業無人機。


    無人機產業鏈下游是無人機的應用場景,無人機可應用于軍 用偵察、軍 用攻擊、航空拍攝、燈光表演、農林植保、災難救援、物流運輸、電力巡檢等領域。

    2021年中國無人機行業產業鏈現狀及區域市場格局分析

    圖表1:無人機產業鏈結構圖


    目前中國乃至發達國家的無人機續航時間普遍在半小時之內,續航問題無疑是無人機產業發展的一個重要瓶頸。當功耗一定時,電池總容量越大,續航時間越長。只是,在儲電技術沒有根本性變革的前提下,電池儲能密度提升空間不大,要提升儲電總量就需要用更重、更多的電池。


    以此方式來提升續航時間并無太大技術難度,只是增加電池數量或單個重量的同時,也會增加機身重量,從而導致功耗的提升。


    如此可見,當電池總容量增加到一定值后,對于續航時間的提升必然開始減弱。這時候繼續加大電池投入,邊際效益反而會逐步下降。在目前階段,無論是中國還是其他國家,無人機電池的技術在短時間內都較難獲得突破性的進展。

    2021年中國無人機行業產業鏈現狀及區域市場格局分析

    圖表2:無人機產業鏈全景圖譜


    2、無人機產業鏈區域熱力圖:廣東的無人機產業鏈代表性企業聚集程度最高


    從無人機產業鏈代表性企業的區域分布情況來看,中國無人機產業鏈代表性企業分布在廣東、江蘇、北京、上海等地區,廣東的無人機產業鏈代表性企業聚集程度最高。

    2021年中國無人機行業產業鏈現狀及區域市場格局分析

    圖表3:無人機產業鏈代表性企業區域熱力地圖


    中國無人機產業的生產企業較少,但行業市場集中度較高。眾多無人機制造商中,深圳市大疆創新科技有限公司的無人機研發、制造實力最強,為中國無人機產業的龍頭企業。


    此外,在細分行業中,廣州的極飛科技在農業無人機領域表現較為突出。無人機制造實力強勁的企業還包括零度智控、極翼、易瓦特、航天彩虹、北方導航、億嘉和、晨曦航空、中海達、縱橫股份、星圖智控等。

    2021年中國無人機行業產業鏈現狀及區域市場格局分析

    圖表4:無人機產業鏈部分代表性企業區域分布圖


    更多數據及分析請參考于前瞻產業研究院《中國無人機行業市場需求預測與投資戰略規劃分析報告》,同時前瞻產業研究院提供產業大數據、產業規劃、產業申報、產業園區規劃、產業招商引資、IPO募投可研、招股說明書撰寫等解決方案。


    無人機反制系統的技術分類


    當下無人機反制系統大致能分為三類:一是監測控制類,二是直接摧毀類,三是干擾阻斷類。就具體方式來說,根據公安部裝備財務局警 用裝備研發論證中心的規劃分類,當前反制技術分類及特點總結如下∶


    一、無線電干擾


    無線電干擾技術通過對無人機定位系統或操控無線電信號進行干擾,使其失控迫降、懸?;蛘叻岛?。


    二、網捕技術


    網捕技術目前主要方法有:采用大型旋翼無人機加載網搶發射網彈;采用旋翼無人機掛載抓捕網,對目標進行抓捕;或采用車載發射網彈、單兵肩抗式發射網彈等。


    三、硬毀傷技術


    硬毀傷技術指使用導 彈、暴力競速無人機等直接摧毀目標無人機。對武 器精度要求高,且在人員密集場所易造成無人機失控引發次生危害。


    四、激光打擊技術


    激光打擊需要針對無人機的特殊部位集中瞄準燒毀,毀壞無人機的電調模塊或者控制電路。對激光的功率要求較高,面對無人機群時每次只能摧毀一架。


    五、高能微波打擊技術


    微波武 器通過微波衍射、無人機內部電路耦合等方式將大功率的微波能量吸收到無人機的電路模塊中,摧毀電路元器件,導致無人機失控。


    六、誘捕或控制鏈路破解


    1.衛星定位誘捕:衛星定位誘捕通過向無人機發射虛假衛星定位信號的方式實施誘捕,向無人機發布錯誤的位置信號,達到使其誤判位置而降落或返航的目的。


    2.無線電通信協議破解:通過破解無人機信號通信協議,模仿遙控者向無人機發送控制信號,且不會影響其他設備正常運行。但隨著通信加密技術的提升,破解難度日益增大,并且要求適配市場上各種無人機,需要定期更新發售的無人機型號、成本較高。


    太陽能無人機:未來空中革命先鋒


    2016年7月,貝特朗·皮爾卡和安德烈·博爾施貝格駕駛由瑞士初創企業研制的“陽光動力”2號太陽能飛機,歷時16個月,完成了環球飛行。該飛機沒有耗費一滴燃油,飛行了42438公里。這次飛行不僅創造了紀錄,也向世人宣告:從技術上講,完全可以乘坐不消耗任何化石燃料的飛機環游世界。


    但科學家們的雄心不止于此!2019年,美國企業Skydweller買下了“陽光動力”的知識產權,這家擁有115名員工的公司的新目標是使太陽能飛機實現自動駕駛,即打造由太陽能提供動力的無人機。


    Skydweller并非唯一研制太陽能無人機的企業,德國、英國的多家私企也都在研制太陽能無人機,以便讓其執行監測、通訊、科研等多項任務。


    “陽光動力”可飛行數月無需加油


    據《今日航空》雜志網站報道,Skydweller公司成立于2019年,收購了“陽光動力”2號公司后就開始了雄心勃勃的改造計劃———投資1.9億美元將“陽光動力”2號太陽能飛機改為太陽能無人駕駛飛機。這種飛機能夠飛行數月而無需加油或維修工作。


    據西班牙《世界報》網站5月26日報道,Skydweller公司的太陽能無人機不是一架普通飛機。最驚人的是它的巨大“體型”:翼展達71.93米,上面分布著2900平方英尺的光伏電池。另外還安裝有氫燃料電池,以備不時之需。該飛機的飛行速度在每小時45公里至90公里之間,飛行高度在5千米至1萬米之間。要讓它飛行需要良好的大氣條件,因此必須提前數周制定時間表。


    Skydweller公司首席執行官羅伯特·米勒今年4月19日曾表示,改裝后的“陽光動力”2號的長期目標是根據緯度的不同,實現長達90天的太陽能無人飛行。他相信在“不遠的將來”,就可能實現完全自動駕駛飛機的商業化。


    米勒說:“我們正在逐步安裝和測試自主軟件系統。目前飛機上還有飛行員,這可以使我們在監管框架內保持靈活性,同時不斷增強飛機的自主能力。我們的目標非常明確———讓飛行員監控一個功能越來越強大的系統,這個系統能夠自主執行起飛、著陸等任務。今后我們將拆除駕駛艙,開始完全自主的飛行試驗?!?


    此外,該飛機的有效載荷為800磅(約363公斤),比MQ-1“捕食者”能攜帶更多雷達和攝像設備。


    米勒和聯合創始人約翰·帕克斯表示,他們的太陽能無人飛機未來還可以在多個領域大顯身手,包括在人口稠密地區執行情報收集、監視和偵察(ISR)任務,也有望服務于緊急航空醫療市場。


    帕克斯說,除了像“捕食者”一樣應用于軍事領域外,這架無人機適飛于中海拔,具有超長續航能力,還可以為偏遠地區居民提供經濟高效的網絡連接。盡管天基連接解決方案還在不斷改進,如太空探索技術公司(SpaceX)的近地軌道衛星“星鏈”(Starlink),但與距離地面300英里以上的衛星相比,在中海拔高度工作的飛機能更好地利用頻譜。


    “高空平臺”集航空航天優點于一身


    此外,也有科學家正在開發其他類型的太陽能無人機,用于科學、通信等領域。


    據德國宇航中心(DLR)官網近日報道,該中心正在研發一種集航天和航空優點于一身的平流層太陽能無人機,來保障未來的科學實驗。


    當人們說到地球觀測和全球通信時,立刻會想到衛星。但建造這些衛星并將其送入軌道的成本很高,而且任務結束后留下的殘骸有時會成為空間碎片。而飛機或直升機的部署受到時間和地點因素的限制,且高度依賴于天氣,也不適合執行這些任務。


    據該中心網站介紹,DLR正在研發一種無人駕駛的太陽能平流層飛機,用于執行上述任務。研究人員已將這種無人機命名為“高空平臺”(HAP)alpha。這類飛行器通常為太陽能平臺,能持久地在高度達20千米的平流層底部飛行。


    該項目于2018年啟動,由DLR下屬的飛行系統研究所牽頭,并聯合DLR下屬的16家研究所共同研發。


    據悉,“高空平臺”alpha重36公斤,有效載荷為5公斤,翼展27米,支持軍民兩用。目前計劃于2022年底進行首飛試驗,主要用于航空航天、數字化和安全領域。


    這款飛機預計飛行高度為20公里,遠高于民航飛行高度,不會受到惡劣天氣的影響。只要太陽能充足,這類平臺便能根據其載荷部署在任何地方,執行各類任務。


    “高空平臺”alpha并非唯一能夠提供這些服務的無人機。據媒體報道,2019年,英國國防巨擘BAE Systems公司就試飛了太陽能無人機PHASA-35。


    PHASA-35擁有一雙扁平細長的機翼,機身苗條,翼展35米,重達150公斤,載重約15公斤。


    該團隊聲稱,PHASA-35能在海拔20公里處飛行長達一年,提供通訊、即時監測及遙感探測等服務,是比傳統衛星更加靈活的“偽衛星”。在即將來臨的5G時代,這樣的無人機或許可以成為低成本衛星的替代品。

    來源:前瞻產業研究院,鯤鵬堂無人機,科技日報綜合

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