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無人機行業將進入黃金發展軌道 三大領域齊頭并進

鉅亨網新聞中心 2014-10-28 10:32


  無人機是未來航空之星,新技術裝備掀起的新一輪革命

  無人機效能優越,航空裝備發展進入全新轉型期


  無人機(UAV,unmannedaerialvehicle),即無人駕駛飛機,是利用無線電遙控設備和自備的程式控制裝置操縱的不載人飛機。無人機沒有駕駛艙,但安裝有自動駕駛儀、程式控制裝置等設備。地面、艦艇或母機遙控站人員通過雷達等設備,對其進行跟蹤、定位、遙控、遙測和數字傳輸。

  無人機相對有人機擁有不受載人限制、尺寸小、成本低等一系列優點。世界武器資深專家斯蒂芬??澤羅格認為,當前航空裝備發展面臨著一個全新的轉型期,傳統有人作戰飛機注定會走進歷史,未來屬於裝備有靈敏偵察設備和精確武器的無人機系統,這一趨勢就如100年前飛機、坦克等新技術裝備掀起的機械化戰爭革命一樣。

  無人機近百年緩慢發展,未來10~20年將進入黃金增長期

  1、無人機近百年發展緩慢。

  靶機起步,奠定基礎。世界上第一架無人機1917年誕生於美國,斯佩里等人在軍方支援下,將一架有人駕駛飛機改裝成無人機並進行試飛,雖然當年實驗都失敗,但取得的經驗和資料為16年后第一架無人靶機的研制成功奠定了基礎;20世紀20、30年代歐洲一些軍事強國在空軍致勝理論的基礎上,大力發展無人駕駛作戰飛機;1933年英國在吸取斯佩里等人經驗的基礎上,成功研制出著名的“蜂后”靶機,隨即投入批次生產。隨著英國靶機的投入使用,無人機作為靶機開始被人們認識和發展;二戰結束前后陸續有30多家公司投入無人機研制,較有名的包括全球生產最多的“火蜂”系列靶機、“石雞”系列靶機、CT-20和CT-22靶機。

  初步參戰,嶄露頭角。二戰后各國開始嘗試在靶機上安裝一些傳感裝置,使其具有戰場偵測、目標探測能力,並開始應用於實戰。20世紀60-70年代的越南戰爭、70-80年代的中東戰爭時無人機開始在戰場上嶄露頭角,也促使無人機效能和技術進一步拓展。越南戰爭中瑞安公司的“火蜂”-147D表現出色,先后出動3400多架次,獲取情報占當時總情報量80%,而墜毀率僅16%。但越戰后美國並沒進一步發展無人機,無人機技術發展又一次放緩。直到中東戰爭以色列通過綜合使用偵察、誘餌和電子干擾等多種無人機與有人作戰機配合使用,使敘利亞各種防空武器系統遭到毀滅性打擊,在戰爭初期就消滅了敘軍80%精銳武裝,最取得了戰爭勝利。以色列成功運用無人機的經驗使得無人機聲名鵲起,進入了迅速崛起階段。

  戰場牽引,迅速崛起。20世紀80年代以來,各國軍方深刻認識到利用無人機在戰時執行偵察、干擾、欺騙和電子支援等任務非常有效,不僅可降低人員損失的風險,且作戰成本比有人駕駛飛機低很多。20世紀90年代后,海灣戰爭、科索沃戰爭、阿富汗反恐戰爭、伊拉克戰爭、阿以衝突這些局部戰爭,又給無人機提供了進一步展示其作戰能力的舞臺。在面向現代和未來戰場作戰需求的牽引下,無人機進入快速發展階段,出現了“捕食者”、“獵人”、“先鋒”、“全球鷹”等著名機型,各國在無人機研制和投入方面的支出也越來越大。以美國為例,美國專家認為到2025年美軍90%戰機將是無人機。

  逐漸運用到非軍事領域。無人機相關技術不斷成熟,成本也快速下降,民用市場開始發酵。應用領域包括航拍、農用植保、地質勘探、電力巡檢、油氣管路巡查、高速公路事故管理、森林防火巡查、污染環境勘察、反恐維穩、公安執法、應急救援與救護、搶險救災、海岸線巡查等。

  2、無人機未來10~20年即將進入黃金發展軌道。

  隨著無人機導航飛行控制和發動機技術的快速提升,無人機效能越來越優越,對有人機的替代動力越來越強。軍機市場預測機構蒂爾集團在2013年無人系統國際協會(AUVSI)會議上公布最新全球預測:未來10年全球無人機花費將翻番,由2014年52億美元增至2023年116億美元,總規模達840億元,年均復合增長10.8%。其中,無人航空系統研發投入將從2014年19億美元增至2023年40億美元,采辦費用從33億美元增至76億美元。

  我們認為,蒂爾集團的預測基本忽略了民用無人機的發展潛力,推測其預測以國防開支增速為基礎,再添加替代有人機進行增速調節。觀察全球前兩大經濟體:2004~2013年美國GDP由12.3萬億美元增至16.8萬億美元,CAGR為4.0%,軍費開支2013年6258億美元,占GDP比重4%;中國同期GDP由16.0萬億人民幣增至56.9萬億人民幣,CAGR達15%,2013年軍費開支7411億人民幣,占GDP比重1.3%。中美兩國GDP總和復合增速為8.1%,占世界GDP32%(中國12%,美國20%),而蒂爾集團預測未來10年無人機增速為10.8%,預測增速基本與全球軍費增速相同,低估了民用市場的發展潛力。

  民用無人機需求廣泛且經常性,潛在市場規模巨大,打破行業天花板。軍用無人機投入的增長受到軍費支出的制約,而軍費支出的增長又由經濟增長和軍費支出比例決定,所以軍用無人機除對有人機替代外,無法出現放量增長空間。而民用無人機需求領域廣泛(如農用植保、森林防火、電力巡檢、石油管道巡檢、防恐救災、地質勘探和海洋遙感),且幾乎每個領域的需求都是經常性,潛在市場空間極大。

  據2013中國無人機系統峰會數據統計,目前全球民用無人機市場空間達1000億美元,中國GDP占世界比重12%(占比在不斷上升),簡單地按12%比重測算,中國民用無人機潛在市場空間超100億美元,而當前我國民用無人機市場僅幾億人民幣,增長潛力巨大。

  全球競爭格局:美、歐、以色列第一梯隊,中國迎頭趕上

  無人機作為軍機未來發展方向,各國都很重視其研發的投入。但由於技術基礎和經濟基礎的不同,全球無人機發展情況並不均衡。目前世界無人機技術最為先進的是美國、以色列和歐洲,處於第一梯隊;而中國、俄羅斯等處於第二梯隊。近10年中國相繼研發出各款尖端無人機,目前已擁有美國所有類型的尖端無人機,追趕勢頭強勁。

  技術水平決定市場份額,從全球各國無人機制造商的市場份額來看,世界無人機的主要制造商集中在美國,以色列和歐洲。其中美國份額高達69%,遙遙領先於其他國家;中國無人機由於性價比優勢明顯,占據約10%份額。

  發動機、飛控和有效載荷鑄造技術壁壘,各類無人機對技術要求迥異

  發動機、飛控和有效載荷鑄造無人機技術壁壘

  飛機應用領域包括民用和軍用,民用飛機又分為公共飛機(客機)和通用飛機。無人機作為有人機的替代,主要有軍用無人機和通用無人機(后面稱為“民用無人機”)。

  完整的無人機系統包括:地面系統、飛機飛行系統、任務載荷和使用保障人員。其中有效載荷系統和飛機飛行系統最為重要。

  無人機系統涉及到的技術主要包括:發動機技術、飛行控制技術、有效載荷技術、通信技術和資訊處理技術。其中,通信和資訊處理相關技術較成熟,技術壁壘主要體現在發動機、飛控和有效載荷方面。

  軍用、民用、微型無人機,不同需求決定各異核心技術壁壘

  按照機翼構造,無人機可分為固定翼、旋翼(直升機、多旋翼)及撲翼等。1)固定翼型無人機通過動力系統和機翼滑行實現起降和飛行,抗風能力較強,起飛方式有滑行、彈射、車載、火箭助推和飛機投放等,降落方式有滑行和傘降等。2)旋翼無人機能夠定點起飛、降落,對起降場地條件要求不高,飛行通過無線電遙控或機載計算機實現程式控制。而固定翼無人機存在容易失速、無法空中懸停等問題,所以在民用和軍用領域中對旋翼無人機需求非常大,特別是中大型旋翼無人機。3)撲翼無人機模仿鳥或昆蟲翅膀,振動翅膀產生升力,一般作為微型飛行器。這是鑒於微型無人機在15厘米時螺旋槳還可產生需要的效率,但7.62厘米以下就需要采用翅膀。而撲翼是一種可行辦法,它可利用不穩定氣流的空氣動力學,及利用肌肉一樣的驅動器代替電動機。但目前撲翼無人機相關技術還非常不成熟,幾乎沒有進入實用市場。

  故按照實用性,把無人機分為三類:

  1)固定翼(fixedwing)無人機:全球鷹、捕食者無人機等都是固定翼飛機。顧名思義就是翅膀形狀固定,靠流過機翼的風提供升力。動力系統包括槳和助推發動機。優點是三類飛行器里續航時間最長、飛行效率最高、載荷最大,缺點是起飛時必須要助跑,降落時必須要滑行,不能空中懸停。

  2)無人直升機(helicopter):特點是靠一個或者兩個主旋翼提供升力。如只有一個主旋翼,還必須要有一個小尾翼抵消主旋翼產生的自旋力。為能往前后左右飛,主旋翼有極其復雜的機械結構,通過控制旋翼槳面的變化來調整升力的方向。動力系統包括發動機、整套復雜的槳調節系統、槳。優點是可垂直起降、空中懸停,但續航時間較中庸,載荷也較中庸。缺點是極其復雜的機械結構導致制造和后續維護費用高昂。

  3)多旋翼(multi-rotor)無人機:四個或更多旋翼的直升機,也能垂直起降。機械結構非常簡單,動力系統只需電機直接連槳。優點是機械簡單,能垂直起降、空中懸停,缺點是續航時間相對最短,載荷也最小。

  綜合應用領域和機翼特點,我們把無人機分為軍用無人機、民用無人機和微型無人機:微型無人機指翼展1米以下、有效載荷5kg以下的無人機。有些六旋翼或八旋翼有效載重最大已提升到10kg(翼展也較大),可進行農業植保或遙感作業,但我們將這類無人機劃分為民用無人機,這是因為這類大載重多旋翼無人機價格和固定翼無人機或無人直升機價格相近,相互替代性較強;相反,載重5kg以下的多旋翼無人機,不僅可空中懸停、垂直起降,且價格僅幾萬元甚至最低時僅4000元左右,這是固定翼或直升機無法企及的高性價比(且如此體積小的固定翼或直升機制造難度很大)。也即,只有微型無人機才能占據這些低載重應用市場,所以劃分出微型無人機類別十分重要。當前微型無人機主要以多旋翼航拍無人機為主(撲翼無人機技術尚未成熟)。軍用、民用無人機指的是固定翼無人機、無人直升機或載荷在5kg以上的多旋翼無人機。

  飛控技術要求高低排序:多旋翼>直升機>固定翼(微型>軍用>民用)

  固定翼是自穩定系統,即飛上天、助推發動機穩定工作后,不需怎么控制就能自身抵抗氣流的干擾保持穩定;飛行器姿態控制角度看,固定翼是完整驅動系統,任何姿態下可調整到任意姿態且保持住。

  直升機是不穩定系統,飛上天后如不施加控制,氣流吹過就可能發生側翻。但直升機也是完整驅動系統,可自由調整姿態,主要鑒於直升機的槳面不但可產生相對機身向上的推力,也可產生向下的推力。且直升機沒有失速問題,何時都能調整姿態,可在天上自由運動。所以直升機雖不穩定、很難控制好,但姿態翻時完全可控制回到正常姿態。

  多旋翼是不穩定系統,也不是完整驅動系統(欠驅動系統)。它的槳只能產生相對機身向上的升力,不能產生相對向下的推力,所以它不穩定、很難控制好,飛行器側翻后基本沒辦法控制回來,容易墜機。

  自穩定和驅動差異決定飛行控制難度。固定翼和直升機控制難度相對不高,其自動控制器相對容易研制,而多旋翼不穩定且欠驅動,其自動控制器效能要求極高。飛行器自動控制器通常需要慣性導航系統獲取自身的姿態,但20世紀90年代前,慣性導航系統一般重達十幾公斤。為把這么重放到多旋翼飛行器上,飛行器載荷必須很大,可不管是用油機還是電機做多旋翼飛行器的動力系統,都很難得到足夠載荷,這使得多旋翼無人機很長一段時間內發展緩慢。直到2005年,僅幾克重的MEMS(微機電系統)慣性導航系統技術才開始成熟,微型多旋翼無人機才開始進入快速發展期,也開始廣泛應用於航拍。但由於還是較前沿的技術,飛行控制技術成為了微型無人機(多旋翼機)競爭的焦點,軍用無人機由於對飛行器機動性要求高,飛控系統要求相對復雜,而民用無人機則不需要很高階的飛控系統。

  發動機效能要求排序:軍用>民用>微型

  航空飛機對發動機的要求遠高於汽車發動機,飛機代數的升級背后往往由發動機的升級支撐,“一代發動機鑄就一代戰斗機”(經歷的四代戰機背后就有四代發動機)。航空發動機主要包括活塞發動機和噴氣發動機。而噴氣發動機由分為渦噴、渦軸(提供軸動力,直升機)、渦槳(提供軸動力,低速大載重飛機)和渦扇發動機。

  從發動機推重比(推力和自身重量比重)、耗油量等角度考慮,活塞發動機劣於噴氣發動機,而噴氣發動機中,以渦扇發動機效能最好,這也符合發動機的發展歷程。

  軍用無人機高空、大載重、長航時、高機動特性,需高效能發動機。軍用無人機效能要求很高,對發動機品質要求十分苛刻。美國的捕食者、全球鷹和X-47B等高階無人機用的都是原有人機的四代發動機改造而來,中國的CH-4、翔龍和利劍無人機用的都是俄羅斯的四代發動機(全文發動機代際劃分采用俄羅斯分類)。

  民用無人機本質為“空中貨車”,飛行載重為主要功能,低階發動機就可滿足需求。中科院工程熱物理所專家認為,航空活塞發動機或一代二代渦噴發動機就可完全滿足民用無人機需求。而我國活塞發動機或中低階渦噴發動機相關技術已經很成熟,故民用無人機在推進動力方面不存在發展瓶頸。

  微型無人機的發動機多為電力驅動。由於微型多旋翼無人機體積小、載荷下,不適合安裝體積大量重的內燃發動機,目前多使用電力發動機,使用鋰電池,續航時間大多小於30分鐘。而小型電力發動機技術也較成熟,需要突破的是電池蓄電技術(如增加電池能量密度、發展高效太陽能電池)。

  總結來說,只有軍用無人機需要高代際(四代甚至未來的五代)高效能的發動機,這些高品質發動機是中國技術薄弱之處。

  有效載荷技術:軍用、微型無人機要求高,民用低

  軍用無人機高空、高速、高機動、長航時飛行,還要執行偵察、通信中繼和精確武力打擊等功能,這必然對其載荷技術有很高要求。微型多旋翼無人機體積小、載荷小,如要承載相對體積龐大的相機進行工作,必然對載荷的科學設計要求很高。相反,民用無人機只是充當“空中貨車”,所以對其如何高效載荷要求並不特別高。

  軍用、民用、微型無人機核心技術壁壘總結如下:

  軍用無人機民用無人機微型無人機

  飛行控制技術中低高

  發動機技術高中低

  有效載荷技術高低高

  

  三大領域齊頭並進

  軍用無人機:未來15年內迎來千億級批次列裝需求

  市場規模:靜態27億元,未來10~20年軍用無人機市場有望千億級別

  據軍用無人機功能,軍事無人機可分為靶機、戰術無人機、戰略無人機和無人戰斗機。

  1、目前中國無人機產值約為30億人民幣,軍用:民用=9:1。

  據軍機市場預測機構蒂爾集團報告,當前全球無人機市場規模約52億美元。而中國已成為無人機第二梯隊,且正迎頭趕上,全球最尖端的無人機類型中國都有配備。我們認為,中國無人機規模占比能夠跟其經濟實力匹配。2013年中國GDP占世界GDP12%。保守估計,我們認為中國無人機產值占世界無人機市場10%,即5億美元,簡單以1:6美元和人民幣兌換比率計算,中國無人機當前產值已達30億人民幣

  按照英國《簡式防務周刊》預測:和國際市場相似,軍用和出口(出口基本是軍用無人機)這2個市場是中國無人機行業最主要的兩個市場,合計貢獻行業90%收入來源。即軍用無人機和民用無人機產值=9:1。

  總結各方資訊,我們預計中國當前軍用無人機產值約27億人民幣,民用無人機產值約3億人民幣(中航科工第三研究院院長魏毅寅在接受《瞭望》周刊采訪時也指出,中國當前民用無人機市場已有小幾億人民幣。這與我們上述預測相符)。

  2、未來10~20年軍用無人機市場過千億元。

  (1)無人戰斗機:未來15年誕生3000億市場,預計10年后批次列裝。

  據英國《國際飛行》雜志統計,2013年中國擁有作戰飛機(戰斗機、攻擊機、轟炸機和戰斗轟炸機)1453架,約占全球總量10%,排名第二(美國擁有2740架);其中,中國擁有200架殲-10戰斗機和272架殲-11和蘇-27系列戰斗機,三代機(全文戰機按西方戰機代際劃分標準)總數為472架,占作戰飛機32.5%。

  我們預計2015~2030年,幾乎所有的一代、二代戰機都將被三代、四代戰機替換掉,邏輯如下:我國作戰飛機在代際上落后美國15~20年,當前美國的作戰飛機基本都是三代或四代機,而我國列裝的飛機中有1000架是二代或一代機,占比2/3。目前中國三代機設計基本成熟,已批次生產。2011年開始,四代原型機殲-20和殲-35相繼實現首飛。隨著我國軍機設計和航空發動機技術水平的快速發展,我們判斷,我國有望在2030年前達到甚至超過美國當前的空軍水平。即2030年中國有望列裝約2800架(美國2013年列裝2740架)三代、四代作戰飛機,2015~2030年間新列裝2300架左右的三、四代戰機,同時所有低代際戰機均退役。

  無人戰斗機更適合高代際機,未來15年估計裝備1000架。由於無人戰斗機相對有人戰斗機價格優勢顯著,且更適合高階戰機長航時和高機動(加速度常常會大於10g,人體承受極限約8g左右),世界各國把無人戰斗機作為重點發展。據蒂爾集團資訊,美軍預計到2030前超90%作戰飛機都是無人機。在我國保守估計未來15年無人機占全部戰斗機將超40%,因此預計2015-2030年我國軍用無人機新增約1000架。而我國“利劍”系列無人機的最低設定、效能可與美國X47B無人機相當,業內人士估計X47B售價約0.5億美元,折合人民幣約3億元,因此據設定高低,“利劍”系列無人機售價將3-5億人民幣,按3億元計算,未來13年,中國無人戰斗機市場規模至少3000億元。由於利劍是頂尖的四代機設計(美國X-47B也才在2011年首飛),批次生產預計在2023年后,即高階無人戰斗機市場成熟進程較緩慢。

  (2)戰術、戰略無人機:未來10年數量將達作戰飛機數量的1/3,市場高達100億元。

  據美國國防部資訊,2012年美國軍方裝備的戰術、戰略無人機和無人戰斗機達922架(除小體積、電力驅動的大烏鴉無人機),約達到其作戰飛機數量(2013年2740架)的1/3。

  戰略、戰術無人機10年左右可批次列裝。在這922架戰略、戰術無人機中,大概有3/4是在2000年之后才實現的首飛,即大部分戰略、戰術無人機能在10內實現批次列裝。

  10年列裝周期+技術模仿+相對較低發動機要求,共促我國戰略、戰術無人機在未來5~10年內占作戰飛機數量1/3規模。1)在我國,與美國捕食者(MQ-1)或收割者(MQ-9)效能相似的戰術無人機有翼龍、WJ600和CH-4三種,其中翼龍無人機早在2007年就已實現首飛,CH-4在2011年也已實現首飛。按美軍此類無人機的10年列裝周期,預計到2019年中國可大批次列裝類“捕食者”高階無人機。2)由於美國相關戰略、戰術無人機已研發出來15年左右,中國可借鑒相關經驗,具有后發優勢。3)區別與利劍無人機戰斗機,戰略戰術無人機不需要最頂尖的四代發動機,國產相關發動機的批次生產難度也相對更小。

  按前面估算,2030年中國作戰飛機達2800架,按照美國戰略、戰術無人機列裝數量規律,則中國可能會列裝各類戰略、戰術無人機1000架左右。而據上表中各類無人機數量和價格,922架無人機平均每架214萬美元,但隨著時間推移,高效能高造價的戰略、戰術無人機占比將更高(比如5000萬美元造價的全球鷹)。綜合考慮中國制造的成本優勢和通貨膨脹,我們假定中國每架平均成本180萬美元,即平均約1000萬/架,則未來10~15年,中國戰略、戰術無人機市場空間高達100億元。

  (3)靶機:為耗材,市場廣闊,小型渦噴靶機快速提高市場占比。

  靶機屬於無人機一種,利用遙控或者預先設定好的飛行路徑與模式,在軍事演習或武器試射時模擬敵軍航機或來襲導彈,為各類型火炮或是導彈系統提供假想的目標與射擊的機會,從而對火炮或導彈等放空武器進行鑒定、訓練和改進。

  小型渦噴靶機正成為主流。我國早期靶機是活塞發動機為動力輸出的低速靶機,隨著武器的發展,這些屬於20世紀的老式靶機已無法勝任高速,高機動性等針對新型武器的技術要求,靶機急需改進。2012年珠海航展,中航工業展出渦輪噴氣發動機動力的“藍狐”靶機,是我國首款渦噴動力的小型靶機,效能達到國際先進水平。預計這類以渦噴發動機為動力的小型靶機將逐漸占據我國的靶機市場。此外,還有一類靶機是經過靶機改造的退役戰機。退役軍機改裝后的靶機是最接近一般軍用機的型態,提供與真實環境非常接近的模擬環境,且這些靶機因為內部空間較大,足以負擔較多復雜的電子設備,也可進行較為復雜的模擬,譬如多機編隊。但這類靶機取決於戰機的退役規模,成本也高。

  靶機為耗材,市場空間廣闊。中科院工程熱物理所專家介紹,靶機屬於耗材,空軍、二炮和陸軍航空等每年訓練消耗量都很大,同時像沙特等國外貿出口需求也不小。且“藍狐”這種高效能渦噴靶機單價可達150萬元,總市場規模很大。

  3、軍用出口:高性價比支撐出口穩定增長。

  高性價比持續支撐出口穩定增長。與美國、以色列相比,我國軍備產品價格低,效能不差,性價比高。和我國其他軍事裝備一樣,國產無人機也將會是同類產品價格更低。需要無人機進口的國家往往是經濟實力一般,或想通過無人機來降低國防預算,所以相對低廉的價格是我國無人機出口國際市場最大優勢。中國無人機產品已經開始出口國外,中國無人機生產商面對的是國內國外兩個市場。近些年高性價比及需求匹配,陸續有國家從我國進口無人機,同時越來越多國家表示對中國無人機很感興趣。預計隨著我國無人機產業的發展,伴隨著不同種功能和類型的無人機推出,及無人機系統技術的進一步發展,國際市場會更加青睞我國無人機。

  2004年,航天科技(行情,問診)十一院彩虹系列無人機開創了國產無人機批次出口先河。2010年前后,國內無人機生產商所簽出口協議陸續進入批次交付階段,國際市場開始成為近年引領國內無人機行業快速增長的引擎力量。陸續有中航工業成飛、航天科技十一院等企業成功將所產無人機銷往海外。此外,中航工業貴航、沈飛所等單位無人機產品已取得或正在申請出口許可證,中國的無人機已開始在世界無人機市場上呈現集團優勢。目前我國無人機年出口交付量已占全球無人機軍貿市場近10%份額。預計未來我國軍用出口將穩定增長。

  產業鏈和競爭分析:高階作戰無人機首需突破發動機制約,靶機看好高性價比民企制造

  我們把翼龍、CH-4、翔龍、利劍等戰術、戰略無人機和無人戰斗機歸類高階作戰無人機,因為這些無人機要實現預定效能需配備三代或四代航空發動機。靶機方面,當前我國最先進的“藍狐”靶機使用渦噴發動機就可滿足需求,而我國中小型渦噴發動機相關技術已很成熟,所以靶機更看重靶機結構設計和成本控制。綜上,我們把軍用無人機劃分為:高階作戰無人機和靶機。

  軍方或高校相關單位壟斷高階作戰無人機研發和制造市場。當前,我國無人機研究經費主要來自於國家資金投入,研制工作以北航、南航和西北工業大學為主導,總參第60研究所、中國航天科工集團、中國航天科技集團公司、中國航空工業集團公司下屬的貴州航空工業有限公司、成都飛機設計研究所、沈陽飛機設計研究所、西安愛生科技集團公司等研究所和單位積極參與研發工作。未來5-10年后這些高階作戰無人機研發單位下屬的制造企業有望分享批次列裝市場。

  1、高階作戰無人機量產需等5~10年,發動機零部件未來1~3年率先突破。

  航空發動機成我國航空緊箍咒。按前面邏輯,CH-4和翔龍等戰術、戰略無人機能在2019年左右實現批次列裝,而利劍等隱形無人戰斗機則需2023年左右才能實現批次列裝。5~10年的列裝周期,是高階軍用機設計方案的成熟化和批次生產效能穩定測試所必須的。但對中國而言,發動機技術的落后是相對美國、俄羅斯特有的難題。像翼龍、翔龍、CH-4、利劍等高階戰機都使用的是俄羅斯的三代或四代航空發動機。據中科院工廠熱物理所專家介紹,目前中國航空發動機以二代為主,三代尚未成熟,四代還處於研制階段。而上述高階作戰無人機均需要效能優良的三代、四代航空發動機。

  材料落后是我國航空發動機“短板”。我國軍方早就認識到航空發動機落后難題,通過仿制和自主研發雙路徑,21世紀以來,陸續一批國產三代或四代航空發動機被研制出來:2002年以來,WP14(2002年,昆山發動機)、WS9(2003年,秦嶺渦扇發動機)、WS(2007年,太行發動)、WS13(天山發動機)WS15(2011年,四代發動機,峨眉發動機)等系列三代、四代航空發動機通過定型審核。但2011年以來相繼研制成功的高階無人作戰飛機都選擇配備俄羅斯發動機,這是因為中國研制的三代、四代航空發動機雖然效能指標與美國和俄羅斯等國發動機已相近,其壽命、質量穩定性卻相距甚遠,葉片使用壽命很短,有的甚至運行一兩百小時左右就會發生葉片斷裂。有缺陷或冷卻不充分的渦輪單晶葉片會使得發動機壽命大打折扣,這是因為一臺典型的渦噴發動機大概需要500片葉片,總體穩定性成指數遞減。綜上,高效能的單晶葉片(當前效能最好的航空發動機葉片)是中國高階航空發動機實現量產的關鍵。

  “兩機專項”加速發動機材料制作商盈利業績爆發。面對我國航空發動機長期落后的局面,預計我國即將披露“兩機專項”計劃(國家航空發動機和燃氣輪機科技重大專項)投資規模有望達1000億元,其拉動的社會投資可達3000億元。作為我國航空業率先需要解決的難題,該計劃將直接利好航空發動機葉片制造商,預計未來1~3年業績可放量。

  重點推薦煉石有色(行情,問診)。我國目前生產航空發動機葉片的主要有5家企業,包括航材院(621所)、中科院金屬所、鋼研高納(行情,問診)、無錫永瀚和煉石有色,其中鋼研高納和煉石有色是上市公司。煉石有色在含錸高溫單晶葉片上將具備獨有優勢。公司之前主營鉬礦采選,其鉬礦中伴生稀有金屬錸儲量176噸,占全球探明錸儲量7%以上;目前公司聘請GE(四大航空發動機整機巨頭之一)供應鏈專家,擬建設一條80噸/年含錸高溫合金生產線和一條55,000片/年航空發動機渦輪單晶葉片生產線,明后年投產后將迅速占領國內外單晶葉片供應市場。當前日本石川島播磨重工壟斷亞洲渦輪葉片供應,每月產量55000片,加權平均價約人民幣5萬元/片。而煉石有色有望生產出同質量的葉片,價格僅為1.8萬元/片。

  2、靶機看好軍民共參與,民企成本優勢更佳。

  靶機為耗材,市場穩定。小型渦噴靶機正成為主流,而目前市場上此類靶機主要是2012年洪都航空(行情,問診)在珠海航展上展出的“藍狐”靶機。但事實上,靶機是相對技術門檻最低的一種軍用無人機,其當前最先進的小型渦噴發動機技術在我國軍方也已非常成熟。我們認為,非軍方企業有望進入靶機領域,憑借更優秀的成本控制能力贏得市場。

  看好山東礦機(行情,問診)發展軍用靶機潛力。山東礦機是我國煤炭機械制造業骨干企業,企業規模、市占率、產品技術水平均處於行業領先地位,2013年營收14.5億元,歸母凈利潤4582萬元。2013年3月公司開始涉足無人機領域。

  我們認為,山東礦機是最有可能進入軍方靶機供應的民營上市公司,原因有四個:1)合作方珠海星宇已自主研發多款系列無人機飛行平臺,總經理張涪生任國家航模隊F1主教練十年,是我國第一架軍用靶機設計者之一,即山東礦機合作方為具備豐富的靶機研發生產能力;2)2014年8月研發成功的機型具有留空時間長、有效載荷大及突出的短距起降效能,如果僅為民用,不需要如此高效能;3)和中國科學院工程熱物理研究所合作研制的發動機正是當前先進靶機所需的渦噴發動機;4)公司2013年3月公告稱,其合作研制的無人機和發動機有廣泛的軍事用途。

  民用無人機:未來5~10年迎來產業化浪潮

  市場規模:農業400億+電力巡檢10億+油氣管道18億+警用60億+其他百億量級

  民用無人機下游應用行業廣泛,包括農業植保、電力巡檢、油氣管道巡檢、森林防火、公安執法&反恐維穩、地質勘探和海洋遙感等,預計潛在市場規模遠超軍用無人機市場。

  1、農業植保無人機:遠勝人工植保,政策漸成熟催生年均400億市場。

  市場政策環境逐漸成熟。農業植保無人機指用於農林植物保護作業的無人駕駛飛機,該型無人機由飛行平臺(固定翼、單旋翼、多旋翼)、GPS飛控、噴灑機構三部分組成,通過地面遙控或GPS飛控實現噴灑作業,可噴灑藥劑、種子、粉劑等。2013年農業部出臺《關於加快推進現代植物保護體系建設的意見》,提出鼓勵有條件地區發展無人機防治病蟲害。山東、河南省農業廳和省財政廳撥付專款,或為地方植保站直接購置農用無人機,或為農用無人機提供購機補貼。無人機農業植保市場政策環境在未來3~5年或迎來成熟。

  高效率+規避農藥中毒,促植保無人機替代人工作業。中國作為農業大國,擁有18億畝基本農田,每年需大量的農業植保作業,而我國每年農藥中毒人數有10萬之眾,致死率約20%。農藥殘留和污染造成的病死人數至今尚無官方統計,若統計在內,人數料將大幅上升。所以人工噴灑農藥對作業人員的危害性很大且效率低下。相反,植保無人機作業高度低,飄移少,旋翼產生的向下氣流有助於增加霧流對作物的穿透性,防治效果高,可遠距離遙控操作,噴灑作業人員避免了接近農藥的危險,噴灑作業安全。另外,一架載荷8-10公斤農藥的小型無人機每分鐘就可完成1畝的噴灑作業,效率極高。當前美國、日本等國家已廣泛使用無人機進行植保,在我國隨著農業植保無人機技術的進一步成熟,效能將進一步提高且成本下降,預計人工替代動力更強。

  年市場空間或高達約400億。當前農業植保無人機分油動和電動兩類,作為完全替代品,其性價比應基本相同,我們使用油動植保無人機估算市場空間:我國有18億畝基本農田,據下表數據,全國每年需3億小時左右的無人機作業,假設僅1/20農田使用無人機作業,則每年需要1500萬小時的作業,油動無人機壽命約400小時,若每年工作200小時,則每年需7.5萬臺無人機進行農業作業。假設每臺無人機價格50萬,則年需求市場高達375億元。預計未來10~20年,無人機植保比重將持續替代,市場規模將持續膨脹。

  2、電力巡檢:實踐探索+政策出臺,2015年有望開啟10億市場。

  電力巡檢無人機分為固定翼和旋翼,效率明顯高於人工巡檢。無人機電力巡檢指用無人機攜帶攝像頭、紅外線傳感器等設備,檢查高效輸電線是否有接觸不良、漏電、過熱或存在樹障、大型機械施工等外力破壞隱患。電力巡檢無人機分為固定翼(手拋式)和旋翼(多旋翼或直升機)兩種,由於只需攜帶小重量傳感設備,通常體積小(所以后文介紹的微型多旋翼航拍無人機就可用於電力巡檢)。相對於傳統人工巡檢,電力巡檢效率高且安全。據媒體報導,冀北電力修檢分公司某檢修點,需2個員工花一天時間巡檢方圓20公里線路,排查5-6個隱患點,而使用無人機巡檢后,2小時就能高質量完成巡檢工作。

  電網龍頭開始試水無人機巡檢,政策空白成攔路虎。電力巡檢是我國最有現實成長機會的無人機民用領域之一。當前我國高壓輸電線路已約50萬公里,人工線路巡檢占據電網公司很大比例運營成本。2013年3月,我國大陸兩家電網公司之一---國家電網公司運檢部出臺了關於輸電線路直升機、無人機和人工協同巡檢模式試點工作方案的檔案,明確圈定包括湖北、山東、浙江等10個省份檢修公司作為試點單位,利用2~3年時間開展輸電線路新型巡檢模式規範化應用試點工作,到2015年,國網公司系統將全面推廣直升機、無人機和人工巡檢相互協同的輸電線路新型巡檢模式。據第二屆全國輸配電技術協作網年會暨2013輸配電技術創新與應用交流會資訊,截至2013年年底,國家電網公司共有15家下屬單位設定各型無人機41架用於巡檢,其中旋翼無人機32架,固定翼無人機9架。目前大規模推廣的風險在於無人機電力巡檢相關的政策法規還處於空白狀態。

  行業標準+政策出臺,2015年或迎來節點,年均10億無人機巡檢市場正在誕生。2014年6月底,中國電力企業聯合會標準化中心發布名為《架空輸電線路無人機巡檢作業技術導則》的電力行業標準草案,公開征求意見。目前標準化中心正整理收到的修改意見與建議,預計將在今年11月組織專家進行會審,若進展順利,按計劃能夠在2015年3月左右正式出臺,將成為我國輸電線路運維領域首份關於無人機應用作業的行業標準。可看到,中國電網的無人機巡檢計劃在2015年放量推廣,電力聯合會的無人機行業標準也預計在2015年正式出臺,我們認為,2015年中國實現電力巡檢應用和相關政策標準雙喜,無人機電力巡檢迎來元年。

  我國共擁有2,856個縣級行政區劃單位,平均一個縣有179公里的高壓輸電線,高壓線至少半個月需要仔細巡檢一次,即每年25次,則每個縣年巡檢長度為4,500公里。預計無人機一小時巡檢10公里,則每各縣每年需450小時左右的無人機,單機年飛行時間按200小時計算,則每個縣需要2.25架無人機,全國需要6,426架。按每架15萬人民幣計算(電力巡檢無人機多為小型電力驅動無人機,壽命1~2年),則年市場空間約9.6億元。

  3、油氣管道巡檢:年均燃油動力無人機需求高達18億元。

  據2013中國國際管道大會高峰論壇資訊,2013年我國油氣管道總長達10萬公里。且隨著2014年中俄4,000億天然氣供貨合同的簽訂,我國油氣管道長度預計未來幾年仍將保持高速增長。按電力巡檢的計算方法,預計油氣管道巡檢無人機約為電力巡檢無人機的1/5,即1,200臺。但區別與電力巡檢無人機,由於我國油氣管道線路漫長,常常需要穿越沼澤、沙漠、山嶺和森林等復雜區域,需要無人機具備長航時特性,這意味著只能使用燃油無人機進行巡檢,若以單機150萬元計算,則年均市場高達18億元。

  4、公安執法&反恐維穩:無人機組合完成任務,市場空間60億元。

  小載荷微型多旋翼至大載荷固定翼警用無人機均能派上用場。面對近年來日益嚴峻的治安執法、防恐維穩形勢,加強公安系統的快速反應能力、提高裝備質量迫在眉睫。三類無人機均能提高公安執法能力:1)微型多旋翼警用無人機,在住宅小區、復雜環境甚至樓宇房間內,隨時起降,隱蔽偵查取證,定點視頻監控,可便於刑事案件取證;2)物資投放和武器發射警用無人機,實現用遙控機械手遠程抓取和運送設備物資,在復雜地形條件下用緩降降落傘投放物品,在實戰需要時還可投射非致命性武器,如煙幕彈,催淚彈等,可執行救援、防恐等任務;3)長航時固定翼無人機,續航能力強,飛行距離遠,可對方圓幾十公里直徑范圍的地區進行巡邏監控,用於警用地理資訊采集。

  由於我國治安管理按行政區域劃分,用行政區域估算警用無人機市場空間:我國有2856個縣級行政區劃單位,每縣級單位都有公安局。由於偵察和物資投送無人機是一個無人機組合中必須的,按每個縣級公安局平均配備一個無人機組合(至少2架)測算,潛在需求量約為6,000架,按平均一架100萬計算,市場空間約60億元。

  除上述領域外,無人機在氣象、地質勘探、森林防火、海洋遙感等眾多領域均有巨大的應用潛力,這類領域總市場空間預計在百億級別。

  產業鏈和競爭分析:擁有無人機相關優質資產轉型企業持續將貢獻研發、業績驚喜

  2013年以來,上市公司版面民用無人機浪潮初起。A股從事無人機相關業務的上市公司沒有一家是原本就以無人機為主業,幾乎都是在去年或今年通過收購相關資產或與研究所合作進入無人機市場。目前我國低空飛行政策還處於空白,民用無人機使用如何融入民航空域管理體系、如何進行適航取證管理均沒有相關法律法規或行業標準。這些上市公司花巨資進場都是出於戰略版面的考慮。但未來幾年,低空飛行管理政策出臺和行業標準建立是大勢所趨,民用無人機也即將迎來產業化浪潮。我們預測,民用無人機行業的發展將分為兩個階段:1)未來1~2年,一批上市公司將通過並購或合作攜無人機相關資產版面民用無人機整機或配套系統市場;2)未來2~10年,資源能力領先企業將首先積累行業應用經驗,頻繁釋放產品研發和市場銷售紅利。

  階段一:整機制造攜無人機系統設計+發動機技術入場,產業鏈配件開始發酵。

  攜無人機系統+航空發動機資產版面民用無人機整機市場。2013年以來入場民用無人機市場的企業基本都是整機制造,且模式都是同時購置上述兩項資產。我們認為,這是民企進軍民用無人機市場最合理的方式,原因是:1)無人機整機設計之前一直被軍方或高校研究院控制,要短時間投產無人機,必須通過購買或合作方式取得相關技術資產;2)民用無人機雖然用較低階的活塞發動機或渦噴發動機就可滿足需求,但航空發動機相對汽車等發動機技術難度還是大很多,且民用企業基本沒有航空發動機制造經驗,所以必須與相關研究所或軍企合作。

  佳訊飛鴻(行情,問診)、宗申動力(行情,問診)率先版面整機配套系統和零部件。隨著入場整機制造的企業增多和整機銷售快速攀升,預計未來1~2年將會有一批上市企業通過類似方式入場民用無人機零部件或配套系統領域,整個民用無人機產業鏈將逐步形成。目前最先入場整機零部件或配套系統的企業是佳訊飛鴻和宗申動力。

  階段二:研發生產進度亮點頻現,領頭企業積累應用經驗。

  領先企業優先獲得行業應用經驗。目前所有轉型的上市公司都沒有民用無人機行業應用經驗(其合作方大多為研究所,也沒有具體無人機應用經驗)。未來1~2年,率先入場且擁有優質無人機制造資產的整機制造企業將更早進入無人機應用市場,積累與農業植保、電力巡檢、油氣管道巡檢、公安執法等一系列具體應用經驗,從而在后續開發出更貼近實際的民用無人機。如通裕重工(行情,問診)已獲得首批農業植保無人機訂單,在后續植保無人機研發中會率先擁有用戶使用反饋資訊。

  看好領先企業研發生產亮點頻現。1)領先企業擁有優質無人機資源,后續深度開發動能強勁;2)率先打開應用市場反過來促進公司獲得資本市場認可,利於進一步籌集資金加速發展,同時,行業應用經驗也不斷積累。優質的領先企業有望持續良性發展,未來2~8年,預計這類領先企業不斷貢獻研發和市場業績驚喜。

  微型無人機:廣闊航拍市場快速打開,物流仍處概念期

  行業發展歷程:Phantom引爆航拍,應用市場正迅速打開

  輕量MEMS慣性導航系統的出現催生多旋翼無人機進入可實用階段。多旋翼飛機是不穩定系統且不能完整驅動,所以需要高效能的飛行控制系統才能實現無人化。但直到20世紀90年代所需的慣性導航系統還重達十幾公斤,而多旋翼機載重極小,這使得實用的多旋翼無人機不能被研發出來。隨著僅僅幾克重的MEMS慣性導航系統在90年代末被研制出來,到2005年左右,真正穩定的多旋翼無人機開始出現在人們視野中,並很快引發多旋翼無人機的研究和使用開發浪潮。

  AR.Drone無人機首次試水商業應用。2010年1月25日AR.無人機在拉斯維加斯舉行的消費電子產品展上首次公開亮相,引發巨大轟動。其是一款由法國Parrot公司開發研制、外形似飛碟的微型無人機,AR表示“擴增實境”(AugmentedReality),Parrot計劃將電腦遊戲同街景結合起來,充分利用這款新產品的效能。該無人機小巧靈便,用iphone手機軟件即可進行操作。但該款無人機未能如期打開實用市場,更多只是被當做玩具。

  2013年,DJIPhantom+GroPro引爆無人機航拍市場。2010年AR.Drone的成功開始讓大疆創新科技有限公司開始研發四旋翼飛行器產品。2012年DJI相繼推出風火輪系列四旋翼機架、悟空四旋翼飛控和S800六旋翼飛行器。但和AR.無人機一樣,這些產品都僅僅被市場定義為一種好玩的玩具。2013年1月,DJIPhantom推出四旋翼飛行器市場的形勢發生了巨大變化。Phantom造型優美,且AR.Drone一樣控制簡便,新手學習半小時左右就可自由飛行。Phantom尺寸比AR.Drone大得多,抗風性更好,還具有內置GPS導航功能,可在戶外很大的范圍內飛行。更重要的是,當時利用GoPro運動相機拍攝極限運動已成為歐美國家的時尚,而Phantom提供了掛載GoPro的連接架,讓用GoPro相機的人們有了從天空向下的拍攝視角。特別與傳統的飛機和直升機航拍不同,多旋翼系統小巧靈活,能讓拍攝者自由地控制角度和距離。也可稱,Phantom+GroPro重新定義了航拍,就如同iphone重新定義了智慧手機。

  隨著大疆創新的成功,國內像零度智控、天途、哈博森等掌握多旋翼整機設計和導航飛控技術的高科技公司也紛紛推出類Phantom航拍無人機,2014年第二屆中國無人機大會暨展覽上,幾十家小型高科技公司展示了自主研發的微型多旋翼無人機,這些無人機機體設、續航時間、載荷、成本大同小異,這意味著微型無人機市場參與者急劇增加,微型無人機市場正迅速打開。

  市場規模:廣闊航拍市場快速打開,物流仍處概念期

  1、微型無人機下游市場有飛行玩具、航拍、物流和電力巡檢等。

  多旋翼無人機有四旋翼、六旋翼和八旋翼等幾種,有效載荷從小於1kg到最大10kg左右,需要領域也從航空玩具、航拍到電力巡檢、物流、遙感、公安執法&反恐維穩和農業植保。隨著載荷的提高,飛機功能和復雜性提高,售價從幾千元到高達100萬元級別。

  前面我們已指出,大載重多旋翼無人機(載重10kg左右)跟無人直升機或固定翼無人機是近似替代品。所以,我們這里基本只考慮載重在5kg以下的多旋翼無人機市場,即微型無人機市場。

  當前,微型無人機主要的下游應用包括:飛行玩具、航拍、物流和電力巡檢等。

  2、飛行玩具、航拍、電力巡檢市場快速打開,物流仍處概念期。

  (1)價低好玩的多旋翼航模將快速搶占航模市場份額。

  超低載荷多旋翼飛機最早進入飛行玩具市場。AR.無人機在2010年1月推出市場,飛機重量僅300g,雖引起轟動,但市場只是將其定義為一款好玩的飛行玩具。所以說多旋翼無人機最早是作為飛行玩具進入商業市場。近年來,國內外一些航模企業迅速推出超低載荷玩具,這些超小多旋翼飛機結構簡單,大多無法進行超視距飛行(即為航模而非無人機),價格低廉(有的僅只有幾百元)。我們認為,未來3~5年,微型多旋翼飛機作為飛行玩具,市場空間將快速打開。

  國內目前做這種超低載荷多旋翼航模飛機的都是非上市公司,這些公司大多從航模制造商轉型而來,包括哈博森和艾特等。這些最小僅僅為手掌大小的無人機往往設定一個低像素的迷你攝像頭,結構簡單,難度介於一般航模和無人機之間,價格低廉,對航模玩具有很大的吸引力。一般典型的多旋翼航模機長寬都在15cm內,重量100g以內,需要在100m視距范圍內控制飛行,續航時間不到10min,平均售價500元左右。

  (2)電影+微電影+DIY視頻,航拍市場潛力巨大。

  2013年中國票房達36億美元,而全球總票房達360億美元。過去10年中國票房年均復合增速35%。隨著中國和世界電影票房的快速增長,電影拍攝費用也保持了同比快速增長。多旋翼無人機之前,航拍需要用造價昂貴且笨重的載人直升機進行拍攝,航拍成本高昂。而多旋翼無人機相對成本低廉,且優良的航拍功能完全能夠替代直升機航拍。所以大疆Phantom+GoPro一推出市場就快速搶占了好萊塢航拍部分市場,而在中國去年很火的“爸爸去哪兒”節目就使用了大疆的Phantom進行拍攝。隨著中國電影、微電影和DIY視頻的快速增長,多旋翼無人機航拍在未來3~5年有望迎來銷售放量,有可能開啟百億元市場。

  多旋翼電力巡檢無人機和警用偵察多旋翼無人機在民用市場已分析過,其本質就是特殊領域的航拍。

  (3)成本高+飛行安全沒保障,無人機快遞仍處概念期。

  2013年下半年以來,國內外物流巨頭紛紛進行無人機(多旋翼無人機)快遞試驗。2013年12月,亞馬遜CEO杰夫·貝索斯首次對外透露了名為PrimeAir的物流計劃:亞馬遜今後將使用無人飛行器來運送小型包裹,派件用時只需30分鐘,無人機可飛行16公里,運送重量小於2.26公斤的物品。國際航空快遞巨頭德國郵政DHL集團同月也進行了無人機藥品運送實驗,據報導,該無人機歷時約2分鐘成功飛行1公里運送藥品投遞至公司本部附近,該小型無人機約重2.5kg,最遠運送距離3km,不過DHL還沒有馬上推出無人機送貨服務的計劃,此次利用無人機運送貨物僅為試驗。

  而在國內,順豐自主開發出一款八旋翼快遞無人機,該機飛行高度約100米,內置導航系統,工作人員預先設置目的地和路線,無人機將自動到達目的地,誤差2米以內。順豐的無人機配送主要針對偏遠地區的網點之間配送,利用交通不夠便捷的缺陷發揮優勢。2013年9月順豐已在東莞市進行無人機測試,12月無人機配送結束測試階段,進入試運行階段。

  我們認為當前無人機快遞仍處於概念期,實際應用仍有待觀望:1)無人機快遞性價比低,一架載重不超過5kg的多旋翼無人機價格近10萬元,與快遞車相差無異,而快遞車是快遞無人機載重的幾百甚至幾千倍;2)無人機快遞縮短物流時間邏輯不扎實,無人機快遞的一個噱頭是大大縮短交通不便捷的偏遠地區包裹配送時間,但偏遠地區往往快遞需求小,且對快遞時間敏感性不高,所以無人機應用於偏遠地段快遞現實意義不大;3)飛行安全沒保障,具備成熟飛控系統的多旋翼無人機2005年才開發出來,技術仍處於不穩定狀態,下雨、刮風天氣都無法起飛,可能的快遞無人機飛行故障是潛在的公共威脅,監管政策放開難度不小。

  產業鏈和競爭分析:看好掌握核心飛控技術、全系列載荷發展企業

  多旋翼無人機進入商業領域的最後一塊拼圖是導航飛行控制系統的成熟化。多旋翼機是不穩定系統且不能完整驅動,良好的導航飛控技術對多旋翼機效能的穩定至關重要。目前國內外具備導航飛控系統研發能的企業只有少數幾家,該技術資源構成較高的競爭壁壘。同時多旋翼機的一個重要趨勢是載荷的持續提高,這使得多旋翼機能進入到農業植保、遙感等領域,進一步打開市場空間。

  飛行控制演算法軟件平臺有類似Android平臺性質,多旋翼無人機制造商只需在已有的飛控軟件平臺上選擇功能模塊或進行深入開發,就可滿足自身的飛行控制需求。據我們在2014年第五屆中國無人機大會暨展覽會草根調研,近90%的多旋翼無人機制造商使用的是大疆或零度智控提供的飛控軟件平臺。預計飛控軟件平臺提供商將收獲核心競爭壁壘和廣闊市場空間。

  看好掌握核心飛控技術,全系列載荷發展的企業,重點推薦大疆創新、零度智控(暫無上市公司)。

  無人機系列研發單位首飛時間產品系列2012年在列數量單價估計(萬美元)效能&特點

  捕食者通用原子1994MQ-1B,MQ-1C182270三圍:8.2/14.8/2.1;

  最大起飛重量:1020kg;

  最大續航:60h

  收割者(死神)通用原子2002MQ-9A70520捕食者作戰升級版;

  翼展20m、持續備戰飛行15h,飛行高度15000m

  全球鷹諾斯羅普·格魯曼1998RQ-4A,RQ-4B, MQ-4C282300三圍:14.5/39.9/4.4;

  重量14.6t,飛行高度18288m;

  續航30h

  暗影諾斯羅普·格魯曼2005RQ-7B46540體積小、重量輕;固定翼,可彈射發行; “陸軍的眼睛”美稱

  獵人諾斯羅普·格魯曼1995MQ-5B45120短距離偵察;三圍:6.8/8.8/1.7;起飛重量727kg,續航12h

  掃描鷹波音&西圖2001RQ-21A130100體積小、重量輕,可彈射發行;起飛重量18kg;最大續航28h

  X-47B諾斯羅普`格魯曼2011X-47B25,000隱形無人戰斗機;三圍:11.6/18.9/3.1;最大起飛重量20t

  研發制造單位代表產品應用領域

  總參第60 所W-50/60 遙控無人機、Z-3/5 型無人直升機、I-2 型遙控旋翼無人機、S-100L 型通用靶機射擊訓練、電子對抗訓練、雷達光電設備跟蹤捕捉目標、偵察監視等

  中航科工集團公司第三研究院+海鷹航空海鷹系列無人機:雀鷹HW-100、騰飛HW-200、刀鋒HW-300、WJ-600(中國“捕食者”)、“翔云”HW-X100/200 等國土測繪、救災搶險、氣象保障、目標感知、資訊中繼和獲取、偵察和打擊一體化

  中國航天科技集團公司“彩虹”CH-1/2/3 無人機(已出口)、CH-4、CH-802/803 小型無人機、PW-2 中近程無人機軍用可用於戰場偵察、對地攻擊、電子戰;

  民用可用於人工增雨、航空測繪、氣象探測、管線實施監測等領域

  中航工業成飛“天翼”系列無人機、“翼龍”系列無人機(已出口)可用於監視、偵察和對地攻擊等任務,也可用於維穩、反恐和邊界巡邏

  中航工業貴航“鷂鷹”系列無人機、“黔中”長航時無人機、“翔龍”高空高速無人機、WCH-100 無人機廣泛應用於通信、救災、土地勘測、森林防火等民用領域

  中航工業沈飛研發出利劍隱形無人戰斗機尚處於研制階段,預計未來主要用於對地和對空打擊

  西北工業大學西安愛生技術集團公司ASN 系列無人機:ASN-104/105、ASN-206、ASN-7/9/12/15 等

  B-1、B-2、D-4主要是小型無人機,可用於空中偵察、戰場監視、目標定位等軍事任務,也可用於航空攝影、物理探礦、災情監測等民用領域

  公司此前主業整機版面

  通裕重工風力發電機主軸生產、大型鑄鍛件制造合作事件:2013 年12 月2 日公告,孫公司常州海杰冶金機械與中國電子科技集團公司第二十七研究所簽訂戰略合作框架協議,在無人機研發制造、有人機及無人機系統應用等領域展開項目合作,通裕負責資金和產業化,二十七所負責無人機科研、技術,爭取3-5 年內達到一定的規模;合作重點:農業植保無人直升機系統研發制造、核輻射環境監測及應急無人機系統、無人機產業化生產、通用航空運營服務;最新進展:2014 年半年報顯示,首批農業植保無人機訂單已簽署。

  隆鑫通用(行情,問診)摩托車、農業機械、輕型發動機成立子公司:2014 年8 月23 日公告,隆鑫與清華大學教授王浩文先生、深圳力合創業投資有限公司擬共同出資成立合資公司,專門從事無人直升機整機系統及零部件的研發、制造和銷售業務。無人航空器項目總體設計依托清華大學及深圳清華大學研究院開展,王浩文教授負責合資公司無人航空器的科技成果轉化工作及對合資公司技術團隊的培訓和指導工作,隆鑫負責動力系統的研發和制造。

  合作現狀:合資公司現有某型號無人直升機產品已完成設計研發和樣機試制工作,正在進行相關飛行測試工作,其主要技術參數為;旋翼直徑:4 米,起飛重量:230 公斤,任務載荷>50 公斤,使用升限:3000 米,續航時間:>3 小時。

  賽為智慧(行情,問診)提供智慧城市產業整體系統解決方案成立子公司:合肥賽為智慧注冊資本1 億元,系全資子公司,由其研發的民用小型鋰電型無人機主要用於我國林業防火、電力巡檢、農業植保等領域;

  研發進展:2014 年3 月,公司表示合肥賽為智慧無人機項目從去年開始規劃,主要研發生產民用小型鋰電型無人機,目前正處於產品樣機測試階段,未投放市場。

  金通靈(行情,問診)離心風機研發制造成立子公司:2014 年7 月14 日公告,公司擬與自然人李冰、林峰共同出資設立江蘇金通靈航空科技有限公司,開拓國內外無人機動力系統及無人機市場。其中公司以自有資金出資550 萬元,占股55%;

  合作邏輯:1)合作方李冰、林峰長期致力於小型渦噴發動機及無人機研發工作,掌握一定的小型渦噴發動機及高亞音速無人機設計制造技術,致力於向更高階先進的無人機領域拓展並使之產業化;2)公司以流體機械產品為發展目標,小型渦噴發動機屬於流體機械領域范圍,借助此次投資,公司現有的高階設備、加工工藝、檢測設備將得到充分利用,有利於調整公司產品結構,提高公司實力。

  山河智慧(行情,問診)工廠機械制造子公司湖南山河科技股份有限公司:2008 年與中南大學機電學科帶頭人何清華教授聯合成立,主導產品為超輕型載人飛機、動力三角翼、高檔游艇、固定翼無人飛機、航空發動機、航空專用設備等。2008 年10 月,公司自主研制、生產的輕型飛機、無人機、動力三角翼產品在長沙順利下線,並於11 月出席珠海航展。

  子公司湖南山河航空動力(行情,問診)機械股份有限公司:2010 年成立,注冊資本2740 萬元,主要生產用於輕型飛機的柴油發動機及其零部件。

  伊立浦(行情,問診)廚房電器1)2013 年9 月公告,擬通過國際合作,進入高階通用航空研發制造領域,發展共軸雙旋翼直升機、無人機項目,至2018 年在最安全的民用共軸直升機、無人機領域成為全球的制造商;

  2)2013 年10 月,公司收購並增資直升機公司東營德奧,進入通用航空領域發展共軸雙旋翼直升機和無人機;

  3)2014 年5 月20 日公告稱,擬分別收購瑞士Mistral Engines SA 航空發動機公司85.6%的股權、德國SkyTRAC/SkyRIDER 共軸雙旋翼直升機項目技術資產和樣機,本次收購是公司實現“新一代共軸雙旋翼直升機、無人機的全球制造商”戰略目標的關鍵步驟。;

  4)2014 年7 月21 日公告稱,全資子公司伊立浦控股與Schiebel Aircraft GmbH (簡稱“SAG”)於7 月20 日簽訂合作協議,SAG 授權伊立浦控股在中國區獨家總代理其無人機系統的銷售、售后服務、零配件及特殊用途改裝等各項服務,SAG 對伊立浦控股提供全方位支援;

  5)2014 年8 月16 日公告稱,收購R30 共軸雙旋翼直升機資產包。

  

  三角度發掘無人機投資機遇

  行業投資規則:無人機行業存在投資機會,行業事件、經營業績、公司事件三類驅動邏輯

  投資邏輯:行業存在投資機會,不同應用領域和產業鏈層次研發、業績回報周期各異

  市場潛力巨大,即將迎來產業化浪潮。當前中國無人機產值僅約30億元,但預判未來15年內,3000億元無人戰斗機和100億元戰略、戰術無人機批次列裝;未來10年內,年均超500億元民用無人機市場快速打開,微型無人機相關企業數量有望呈現井噴態勢增長,中國無人機研發、生產即將迎來產業化浪潮。

  無人機產業鏈存在投資機會:我們看好中國無人機產業鏈的投資機會,目前相關市場參與者已快速到位,但未來軍用、民用和微型無人機及其不同產業鏈層次的研發、業績兌現將呈現不同周期。未來1~3年,預計渦噴靶機和渦輪葉片廠商率先貢獻業績紅利;未來2~10年,民用無人機龍頭領先企業將持續貢獻研發、業績轉化驚喜;未來5~10年,高階戰略、戰術無人機有望批次列裝;未來10年后,無人戰斗機廠商料將收獲批次列裝帶來的超級業績回報;同時,微型無人機應用領域不斷開拓,市場天花板不斷被打破。中國市場有望誕生多家高業績高市值的優質企業,維持無人機行業“強於大市”評級。

  軍用無人機領域,預計高階戰術、戰略無人機有望在5~10年后實現批次列裝,而隱身無人戰斗機則需10年后才可能實現批次列裝。相對上述高階作戰無人機的長量產周期,以“藍狐”為代表的小型渦噴靶機在未來1~3年內就有望放量銷售。從產業鏈角度看,三代、四代航空發動機效能的不成熟成為制約我國高階有人、無人作戰飛機的緊箍咒,而航空發動機短板主要在於材料落后(主要體現在單晶葉片質量差)。預計未來國家政策將向航空發動機傾斜,“兩機專項”計劃(航空發動機和燃氣輪機重點發展計劃)有望出臺,未來1~3年航空發動機渦輪葉片制造商將首先受益政策紅利,貢獻業績驚喜。

  民用無人機領域,預計未來1~4年內行業政策和市場均將逐漸打開,5~10年內迎來產業化高潮。民用無人機產業發展可分為兩階段:1)未來1~2年,一批上市公司有望通過並購或合作攜無人機相關資產版面民用無人機整機或配套系統市場,民用無人機產業鏈逐漸完善;2)未來2~8年,資源能力領先企業將首先積累行業應用經驗,頻繁釋放產品研發和市場銷售紅利。具備優質無人機資產的企業料將在未來幾年持續貢獻超預期的業績和估值回報。

  微型無人機領域,暫無上市公司,我們不做投資規則分析。

  綜上,戰略、戰術無人機和無人戰斗機領域企業5年內難以出現銷售放量,適宜行業事件驅動的主題投資;靶機、航空發動機高溫材料企業有望在未來1~3年內打開市場,適宜長期投資,分享業績紅利;民用無人機領域,擁有優質無人機資產的轉型企業在未來很長一段時間料將持續貢獻研發和市場開拓驚喜,適宜公司事件驅動投資,建議挑選優質企業長期持有。

  行業事件主題投資:適宜高階軍用無人機相關軍工企業

  高階作戰無人機企業雖短期內無法收獲無人機相關業績紅利,但每年舉辦的無人機相關航展(軍用無人機往往都是展會亮點)、通用航空放開政策等行業事件都有望導致這些企業股價在幾周內產生超額收益。我們推薦對中航工業、中航科技和中航科工下屬無人機上市公司采取此類投資規則。

  2014年8月29-31日期間,2014年天津國際無人機與航模技術裝備展舉辦,2014年9月15-16日,2014年第五屆中國無人機大會暨展覽在北京舉辦,對應8月15日至9月12期間相關無人機軍企的股價變動情況如下圖所示。

  經營業績投資:適宜經營靶機、航空發動機高溫材料等民營企業

  經營業績驅動投資重點推薦煉石有色和山東礦機。煉石有色作為優先受益航空發動機發展政策的渦輪葉片制造商,在高溫單晶葉片上具備獨有優勢,攜手GE供應鏈專家建造的單晶葉片生產線投產達到預期后,有望貢獻巨大業績收益。預計小型渦噴靶機將成為未來主流靶機,作為耗材,其需求空間巨大。山東礦機攜中國靶機第一人張培生研制的無人機具有留空時間長、有效載荷大以及突出的短距起降等優良效能,遠超過民用無人機應用標準。攜手中科院工程熱物理所研制的渦噴發動機也是靶機所必需的。我們看好山東礦機無人機在軍用靶機市場開拓潛力。

  公司事件主題投資:適宜擁有優質無人機資產的轉型企業

  我們認為,未來幾年領先民用無人機企業研發生產亮點將頻現。1)領先企業擁有優質無人機資源,后續深度開發動能強勁;2)率先打開應用市場反過來促進公司獲得資本市場認可,利於籌集資金加速業務發展,同時,行業應用經驗也不斷積累。即優質的領先企業將持續良性發展,未來2~8年預計這類領先企業不斷貢獻研發和市場業績驚喜。與此相伴隨,這類企業股價也有望貢獻驚人回報。重點推薦:伊立浦、金通靈、宗申動力、通裕重工、隆鑫通用、賽為智慧、山河智慧和佳訊飛鴻。

  重點推薦公司

  煉石有色:坐擁高價值礦山,航空發動機高溫葉片+發動機整機+無人機全產業鏈版面

  坐擁豐富礦產資源。公司主營鉬礦采選業務,擁有上河鉬礦與兩家選礦廠,上河鉬礦查明礦產資源儲量為:鉬儲量12.85萬噸,伴生錸176.11噸(約占全球錸總儲量的7%)、鉛33.49萬噸、硫元素346.83噸。2014年上半年鉬精粉營收9.517萬元,鉛精粉205萬元,分別占總營收97.1%和2.1%。錸資源方面,按當前錸價格6.25萬元/kg計算,公司錸資源價值高達110億元,同時錸作為鉬礦的伴生礦種,其主要擷取成本可分攤到鉬制品生產中,邊際成本相對較低。

  “航空發動機含錸高溫合金及葉片項目”打破公司營收天花板。2014年以來公司通過中組部“千人計劃”引進了先進的管理技術團隊,其中核心專家為擁有30年航空發動機供應鏈管理經驗(發動機巨頭GE)王立之,攻關“航空發動機含錸高溫合金及葉片項目”。項目建設期為2013年4月至2015年6月。項目包括新建一條80噸/年含錸高溫合金生產線和一條55000片/年單晶葉片生產線。據本項目可行性研究報告,項目達產后控股子公司成都航宇(占股約97%)將實現年均利潤總額2.77億元,項目經濟效益前景良好。

  航空發動機產業鏈縱深版面。9月15日公司與中國科學院工程熱物理研究所(甲方)、成都清誠企業管理咨詢中心(普通合伙)、成都雙城投資有限公司簽署了《投資合作協議書》。各方約定共同出資設立合資公司,落實實施中小型航空渦扇發動機研發、生產、維修項目。各方將共同出資25,250萬元設立合資公司(暫定名:成都中科航空發動機有限公司,簡稱“中科航發”)。中國科學院工程熱物理研究所以國家投入資金形成的自主知識產權和技術秘密(主要是750公斤推力的渦扇發動機)作價9000萬元出資入股,占股35.65%。其余各方均以貨幣出資,其中,公司以貨幣資金5416.7萬元出資入股,占股21.45%。四方設立合資公司從事先進高階無人機及行政機用渦扇發動機的研發、總裝、銷售及維修服務等業務。項目為突破性最新科研成果,雖已完成技術驗證機階段科研任務,將轉入工程驗證機研制階段並計劃2016年6月設計定型。該合作為公司縱深發展發動機整機、無人機業務提前版面。

  風險因素:募投、合作項目進展低於預期;宏觀經濟景氣加速下滑

  盈利預測、估值及投資評級:公司坐擁高價值礦產資源,強勢介入航空發動機單晶高溫葉片領域,縱深版面發動機整機、無人機產業。隨著投產項目逐步業績轉化,未來業績將逐步提高。按照規劃,15年下半年實現葉片小批次生產,16年批次達產。暫以一條生產線計算,預計公司16年葉片銷售將實現收入10億元,凈利潤2.2億元,貢獻EPS0.4元。如后續成功復制生產線,最終達5條生產線(4條轉包供貨,1條軍方)。預測公司2014-2016年EPS為0.13/0.15/0.62元,首次覆蓋公司給予“買入”評級。

  山東礦機:煤機主業扎實,無人機、3D列印深度轉型有序落實

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