2.2 現(xiàn)狀：我國軍用無人機(jī)技術(shù)深厚，名揚(yáng)國際市場

 

       我國軍用無人機(jī)關(guān)鍵部件已基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。首先是機(jī)體材料，近些年隨著我國材料行業(yè)迅速發(fā) 展，國內(nèi)優(yōu)質(zhì)碳纖維制造商不斷涌現(xiàn)，彩虹機(jī)體材料已可實(shí)現(xiàn)全國產(chǎn)化；第二，電子核心器件，無 人機(jī)沒有大型運(yùn)算和高精度圖像處理，不使用高端芯片所以不受西方制裁和封鎖；第三，發(fā)動(dòng)機(jī)方 面，例如彩虹使用的很多發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)都已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，并完成相關(guān)國產(chǎn)化試驗(yàn)工作，可實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)發(fā)動(dòng) 機(jī)替代方案。

 

       目前，中國軍用無人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)主要以航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)為主，但是未來中國發(fā)展察打一體無人機(jī)，小 型渦扇/渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)不可或缺。相對(duì)比活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，渦扇/渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)擁有更大的推重比、更快的速 度、更高的飛行高度。2018 年 11 月，中國航發(fā)在珠海航展上展示了 AEF50E 渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、AEP50E 渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)、AEF20E 渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)等 3 款可用于無人機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)，填補(bǔ)了我國急需的無人機(jī)動(dòng)力 空白。

 

       除了關(guān)鍵部件已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化之外，產(chǎn)能方面也有大幅提升，脈動(dòng)生產(chǎn)線可年產(chǎn) 200 架彩虹無人機(jī)。不同于固定站位的傳統(tǒng)生產(chǎn)線，脈動(dòng)生產(chǎn)線是一種不間斷快速流動(dòng)的自動(dòng)化生產(chǎn)線，是目前航空制 造中效率最高的總裝生產(chǎn)線，能保障現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)的批量生產(chǎn)交付。2020 年 1 月，由中國彩虹無人機(jī) 科技公司新建設(shè)的彩虹無人機(jī)脈動(dòng)生產(chǎn)線首次亮相。該條彩虹無人機(jī)生產(chǎn)線總體設(shè)置了 6 個(gè)站位， 每個(gè)站位都對(duì)應(yīng)著細(xì)致精準(zhǔn)的工序內(nèi)容。6 個(gè)站位之間的聯(lián)系是通過一條導(dǎo)軌，如此脈動(dòng)生產(chǎn)線不 僅有著傳統(tǒng)站位的裝配特征，也可以實(shí)現(xiàn)裝備生產(chǎn)的快速流動(dòng)性。彩虹無人機(jī)科技除了這條位于浙 江臺(tái)州的脈動(dòng)生產(chǎn)線，在河北固安同樣建有多條脈動(dòng)生產(chǎn)線，所有脈動(dòng)生產(chǎn)線一年彩虹-4、彩虹-5 的合計(jì)產(chǎn)量可以保持在 200 架左右。

 

 

 

       同時(shí)，我國軍用無人機(jī)也備受國際市場青睞，市場份額僅次于美國，翼龍系列為出口主力機(jī)型。2000-2019 年，全球無人機(jī)共出口 1609 架。2000-2004 年，全球無人機(jī)出口年均僅 33 架；而 2005- 2019 年，全球無人機(jī)出口數(shù)量顯著提升，年均高達(dá) 97 架。按出口國家分，2010-2019 年美國共出 口 474 架無人機(jī)，占據(jù)全球無人機(jī) 48.0%的出口市場。我國緊隨其后，以 25.3%的市場份額居于 全球第二。從機(jī)型看，翼龍系列無人機(jī)為我國出口主力機(jī)型，占比高達(dá) 64%；彩虹系列無人機(jī)占 比 28%，僅次于翼龍系列。

 

       無人機(jī)生產(chǎn)線跨出國門，占據(jù)中東無人機(jī)的主要市場。2017 年 3 月，沙特阿拉伯引進(jìn)彩虹無人機(jī) 生產(chǎn)線，引進(jìn)的“彩虹-4”配備了衛(wèi)星通信天線，掛載的武器主要是 AR-1 激光制導(dǎo)近程空對(duì)地導(dǎo) 彈以及 FT-9 制導(dǎo)炸彈。在此前，“彩虹”無人機(jī)生產(chǎn)線已經(jīng)出口到了巴基斯坦和緬甸。目前，中 國以翼龍與彩虹為代表的企業(yè)已經(jīng)占據(jù)了中東無人機(jī)的主要市場。按照出口國分，2010-2019 年沙 特阿拉伯、埃及、阿拉伯聯(lián)合酋長國合計(jì)購買了我國 68%的出口無人機(jī)。

 

       2.3 未來：垂直起降（VTOL）是無人機(jī)的發(fā)展趨勢之一

 

       2.3.1 垂直起降——美軍十大未來關(guān)鍵裝備之首

 

       因不受起降場地限制，能適應(yīng)航海、山地等復(fù)雜地形環(huán)境，美國將垂直起降飛行器列為美軍十大未 來關(guān)鍵裝備之首。垂直起降固定翼無人機(jī)主要有兩條技術(shù)路線。1）傾轉(zhuǎn)旋翼無人機(jī)：通過旋轉(zhuǎn)發(fā) 動(dòng)機(jī)方向分別提供垂直起降和前飛兩個(gè)階段所需的升力和推力，代表型號(hào)有美國 V-22 魚鷹的艦載 無人機(jī)版“鷹眼”和我國的彩虹-10 等。2）旋翼固定翼復(fù)合式：采取兩套動(dòng)力系統(tǒng)，旋翼提供垂直 升力，固定翼模式下由推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，代表型號(hào)有縱橫股份“CW 大鵬”系列，彩虹 CH804D 等。

 

       電推進(jìn)系統(tǒng)可替代復(fù)雜機(jī)械傳動(dòng)組件，優(yōu)化傾轉(zhuǎn)旋翼構(gòu)型。傾轉(zhuǎn)旋翼構(gòu)型能夠在確保良好垂直起降 性能的前提下提高平飛效率，從而兼顧垂直起降能力與巡航經(jīng)濟(jì)性，相較于旋翼構(gòu)型能夠大幅提升 航程。傾轉(zhuǎn)旋翼技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用已有數(shù)十年歷史，V-22 等型號(hào)已經(jīng)在特種作戰(zhàn)等場景下獲得了 廣泛應(yīng)用，但采用傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)的傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)，其發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出機(jī)構(gòu)與旋翼之間需要極為復(fù)雜的 機(jī)械傳動(dòng)組件，顯著增加了平臺(tái)復(fù)雜性和重量，對(duì)可靠性帶來了一定影響。電推進(jìn)系統(tǒng)的應(yīng)用有效 規(guī)避了上述風(fēng)險(xiǎn)，電機(jī)可直接安置于傾轉(zhuǎn)翼組件處，通過線纜傳輸電能驅(qū)動(dòng)電機(jī)，無需動(dòng)力傳動(dòng)組 件，大幅降低了機(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，其維護(hù)特性能夠得到保證。

 

       相較于傾轉(zhuǎn)旋翼構(gòu)型，旋翼固定翼混合構(gòu)型簡化了結(jié)構(gòu)，避免了傾轉(zhuǎn)部件的影響。旋翼固定翼復(fù)合 無人機(jī)在兩側(cè)機(jī)翼中部的前后方各設(shè)置一個(gè)定距螺旋槳，提供垂直起降所需升力，機(jī)身尾部設(shè)置一 個(gè)推進(jìn)螺旋槳，提供平飛巡航階段的推力。在平飛巡航階段，機(jī)翼位置的 4 個(gè)螺旋槳將停轉(zhuǎn)并固定 在最小阻力位置，從而降低平飛階段的阻力。混合構(gòu)型在兼顧了多旋翼飛行器的垂直起降性能與固 定翼飛行器的平飛高效特性，相較于傾轉(zhuǎn)旋翼構(gòu)型，混合構(gòu)型結(jié)構(gòu)簡單、無傾轉(zhuǎn)部件。其次，固定 翼與旋翼結(jié)構(gòu)并存實(shí)際是一種妥協(xié)，兩者會(huì)互相影響，一方面結(jié)構(gòu)質(zhì)量大，另一方面效率受限，在 垂直起降階段，大面積的機(jī)翼會(huì)增大起降阻力；在平飛階段，旋翼會(huì)增大阻力。為了平衡這種影響， 可以在平飛階段停轉(zhuǎn)螺旋槳并固定位置。

 

 

       2.3.2“敏捷至上”項(xiàng)目——2020 美軍極力推進(jìn) eVTOL 軍事化

 

       美軍“敏捷至上”項(xiàng)目推動(dòng)商業(yè)電動(dòng)垂直起降技術(shù)向軍事領(lǐng)域轉(zhuǎn)化。2020 年 2 月，美空軍啟動(dòng)了 名為“敏捷至上”（Agility Prime）項(xiàng)目，探索航空業(yè)新興的電動(dòng)垂直起降（eVTOL）技術(shù)在特種 作戰(zhàn)、救援搜索、短距運(yùn)輸?shù)溶娛氯蝿?wù)應(yīng)用的可行性，推動(dòng)商用技術(shù)向軍事領(lǐng)域轉(zhuǎn)化。預(yù)計(jì)于 2023 年完成飛行器適航審定，2025 年初具備規(guī)模化應(yīng)用的水平，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模采購。