報告綜述

伴隨人工智能、半導體、傳感器等快速發展，無人機系統通過技術快速迭代，不斷拓展能力和應用領域。根據《無人機系統發展白皮書》預測，2019- 2029 年全球無人機系統將保持 CAGR 20%以上，10 年內產值累計超過 4000 億美元，而帶動的產業配套拓展和創新服務市場則更加龐大。

1）無人機自問世以來，就擁有傳統飛行器和大武器系統所不具備的快速迭代能力， 進化出的適用場景不斷拓展，逐步從軍事專用拓展到民用領域。隨著無人機 產業鏈趨于成熟，飛控與導航技術的快速發展，無人機具備了小型化、智能 化、低成本的條件。2014 年消費級爆發式增長，形成了無人機軍民兩用格 局。

2）無人機的使用需要無人機系統的支持。技術方面，無人機系統正向 多樣化、智能化、通用化趨勢發展。軍用方面，無人機系統將成為先進空中 作戰力量的主戰裝備和體系化、智能化作戰的關鍵組成部分。民用方面：廣 泛的應用為無人機系統發展提供了產業化基礎和市場化活力。

垂直起降固定翼飛行器憑借獨特的構型，是近年來無人機乃至有人機領域最具活力的細分賽道之一。

2020 年垂直起降（VTOL）無人機加速軍事化應用。因不受起降場地限制， 能適應航海、山地等復雜地形環境，美將垂直起降飛行器列為美軍十大未來 關鍵裝備之首。2020 年，美空軍發布“敏捷至上”項目，極力推進電動垂 直起降 eVTOL 無人機軍事化應用。多家新興 eVTOL 商企參與，目前 Joby 和 Beta 兩家已經進入試飛階段。項目預計于 2023 年完成飛行器適航審定， 2025 年初具備規模化應用的水平，實現大規模采購。

2020 年垂直起降（VTOL）無人機在工業級應用領域不斷拓展，同時繼續 加速城市交通商業化發展。1）工業級成為全球民用無人機增長新引擎，市 場逐步由 to C 轉向 to B。隨著應用場景的不斷拓展，預計 2020 年工業無 人機市場規模將首次超過消費級無人機，成為全球民用無人機的主要市場。根據 Frost & Sullivan 預測，2020-2024 年全球工業無人機市場 CAGR 高 達 56.43%，成為全球民用市場增長新引擎，2024 年全球民用市場規模將 達 4157.27 億元，而垂直起降（VTOL）無人機也是發展亮點之一。2）VTOL 加速城市交通（UAM）商業化。2020 年，日韓率先從國家層面頂層設計 UAM 產業規劃，明確了 UAM 發展的關鍵時間點。同時，eVTOL 企業受到全球 資本包括產業資本的高度重視（豐田、優步、騰訊等），紛紛加緊布局，助 力 UAM 商業化進程。

1.1 無人機與無人機系統

無人機是不攜載操作人員、由動力驅動、可重復使用、利用空氣動力承載飛行、可攜帶有效載荷、 在遠程控制或自主規劃的情況下完成指定任務的航空器。按照氣動布局分類，無人機主要分為固定 翼無人機、多旋翼無人機、無人直升機、垂直起降固定翼無人機。其中，垂直起降固定翼無人機兼 具固定翼和多旋翼的特點，對起降場地要求低、可空中懸停，適用于大面積、長航時作業，可攜帶 載荷作遠距離探測，具有應用優勢。

無人機逐步從軍事專用拓展到民用領域，形成了軍民兩用格局。早期主要應用于軍事領域，先后被 用于靶機、偵查、情報探測、攜彈打擊等。20 世紀 80 年代以來，美國、日本、中國紛紛探索無人 機在民用領域的應用。2008 至 2014 年，受益于信息化、任務載荷、衛星導航等技術的發展，無人 機在軍事領域及工業領域應用日益廣泛。2014 年至今，隨著無人機產業鏈趨于成熟，飛控與導航 技術的快速發展，無人機具備了小型化、智能化、低成本的條件，消費級無人機快速發展，工業無 人機在巡檢、安防監控、農林植保、測繪與地理信息等領域同時得以快速發展。

無人機的使用需要無人機系統的支持。無人機系統是指揮控制站、一架或多架無人機、機載任務載 荷、數據鏈以及相關保障設施共同組成的功能系統。動力系統、任務載荷設備能力、感知與自主控 制導骯系統以及起降技術是無人機系統的四大關鍵核心技術。無人機系統按大小、用途、性能特點 可分為大型、中型、微小型無人機系統：

1) 大型無人機系統主要應用于軍事高端需求領域，是整個產業體系的“塔尖”。制空作戰、高 空高速、長航時等任務功能的大型無人機系統，其開發復雜程度和技術挑戰甚至超過了大部 分有人作戰飛機。世界上只有美國、英國、法國、以色列、中國等少數國家具有大型無人機 系統獨立發展能力，全球僅有十余家領先防務企業具備大型無人機系統研制生產能力。

2) 中型無人機系統的性能可滿足大多數常規戰術場景和行業應用領域，一些科技工業基礎不高 的國家通過技術合作、引進生產線等方式也進入這一領域，全球約 40 個國家和地區、數百家 制造商擁有中型無人機系統研制生產能力，其中既包括傳統防務及航空制造企業，也包括不 少新興高科技企業參與。

3) 微小型無人機系統借助成熟的軟硬件技術和產品配套體系，正在特種作戰場景和大眾及消費 領域不斷開發應用，涉及技術、專業、資金門檻相對較低，從業企業數以千計，中國的大疆 創新等企業已占有較大市場份額，形成產業規模效應。

從價值量看，無人機配套系統約是無人機平臺的 38.5%。無人機平臺包括機體、發動機、系統成品 和任務設備；而無人機配套系統是指綜合保障系統和地面通用站。根據美國空軍《Aircraft Procurement, Air Force 2018》披露，截至 2017 年美國空軍已經完成了 55 套“全球鷹”無人機 系統的采購工作，采購費總投入為 43.54 億美元。其中，飛機平臺 45 架，采購費為 31.43 億美元；通用地面站 10 套，采購費為 2.18 億美元；綜合保障系統采購費為 9.93 億美元。

1.2 無人機系統產業發展趨勢

從技術發展趨勢看，無人機系統正向多樣化、智能化、通用化發展。

1) 多樣化：隨著產品譜系和應用場景不斷豐富，技術進步不斷推動無人機系統向高空化、遠程 化、高速化、長航時方向發展，并不斷創新運用范圍和使用方式；

2) 智能化：自主性水平是無人機系統發展程度的重要標準，智能化將成為未來戰爭和社會發展 的最突出趨勢之一。無人機系統與其他無人系統、有人系統實現集群、編組等方式協同，可 完成更為復雜的任務；

3) 通用化：采用通用化的無人機系統“站”和“鏈”等軟硬件，同一個“站”能夠指揮控制多 型、多架次無人機系統，并實現數據互聯互通。此外，開放式系統架構和通用傳感器/武器接 口，將使得不同任務載荷在不同平臺間“即插即用”。

軍用方面，無人機系統將成為先進空中作戰力量的主戰裝備和體系化、智能化作戰的關鍵組成部分。高空、高速、隱身、長航時等先進無人機系統將在未來高危險區域、高強度對抗作戰環境中顯 示出突出的戰略突防能力和持久作戰能力；有人無人協同、分布式空中作戰、集群作戰等將成為未 來空中作戰的重要形態，高性能無人機系統將成為未來智慧化空中力量建設的重中之重。信息化、 網絡化背景下裝備體系對抗是未來高技術戰爭的主要作戰樣式，武器裝備發展將由“以平臺為中心” 向“以任務能力為中心”的體系化、網絡化轉變，無人機系統通過對現有作戰方式和裝備體系的跨 域“賦能”，有效推動信息組網和聯合作戰水平，充分發揮裝備體系在信息化戰爭條件下全維、精確、敏捷的作戰效能。

民用領域的廣泛應用為無人機系統發展提供了產業化基礎和市場化活力。無人機系統在航拍娛樂、 農林植保、安防監測、地質測繪、電力巡檢、物流運輸等領域已獲得廣泛應用，并不斷探索新概念 新場景，如未來城市智能空中交通系統、無人空中物流等。在未來社會高度信息化、自動化、智能 化趨勢背景下，無人機系統將會加快對社會生活各行業領域的滲透、沖擊、乃至顛覆，持續拓展產 業發展空間。

根據《無人機系統發展白皮書》，2018 年全球無人機系統產業投資規模比 20 年前增長了 30 倍， 預計 2019-2029 年全球無人機系統領域年均增速將保持 20%以上，產值累計超過 4000 億美元， 并帶動萬億美元級的產業配套拓展和創新服務市場。

2.1 無人機：“全新物種”，深刻改變戰爭面貌

在戰爭運用方面，無人機能大幅提升作戰費效比。無人機代替有人機作戰，能大幅降低單機、作戰 裝備體系和實戰成本，同時也能減少人這一寶貴作戰資源的損失。

1) 單架無人機的采購成本遠低于同功能、同級別的有人機。美軍“黑鳥”戰略偵察機采購成本約為 15~20 億美元/架，而“全球鷹”戰略偵察無人機只需 1 億元美元/架，僅占有人機單價采購成本 的 1/15。改造退役有人機成無人機，也能帶來巨大的成本優勢。2017 年，波音公司接受軍方 一份合同，將 18 架 F-16s 戰斗機通過加裝人工智能系統改造為 QF-16 無人機，作為有人機 的“忠誠僚機”使用。每架無人機成本僅 138 萬美元，與動輒上億美元的隱形戰斗機相比， 其成本幾乎可以忽略不計。

2) 無人機可使美航母編隊總成本大幅下降 81%。根據《無人機與未來作戰芻議》，從出動率、 燃油消耗、維修成本等多個方面綜合分析，未來航母編隊可采購 144 架無人機取代原來的 361 架有人機，將成本由約 900 億美元降至 170 億美元。采用無人機后，在每艘航母作戰能力不 變的情況下，3 艘航母的總成本只相當于當前 2 艘航母的總成本。

3) 大幅降低飛行員訓練成本，延長作戰時間。有人機飛行員培養時間長、費用大，以美軍 F-15 戰斗機飛行員為例，培訓時間長達 2.5 年，整個費用超 1000 萬美元。相比之下，無人機操作 員的培訓時間通常只需要 120 小時，訓練費用要低得多。從作戰時間上看，無人機僅需少量 時間保養和訓練，大部分時間都可用于執行作戰任務。而有人機通常只有 1/3 時間處于實戰 部署狀態，2/3 時間用于訓練和維護保養。

除此之外，無人機是軍用裝備的“全新物種”：升級迭代速度快，逐步向察打一體發展；且戰損比 例高，具備消耗品屬性。我國軍用無人機逐步從純偵察升級至察打一體。目前軍用無人機有長空一 號、長虹一號、ASN 系列、WZ-2000、BZK-005、翼龍系列、翔龍、利劍、彩虹系列以及云影等型 號。其中，翼龍系列、彩虹系列、利劍和云影等都是察打一體型無人機，均為 2000 年以后新亮相；而純偵察無人機則主要包括翔龍和 BZK-005 偵察無人機。據統計，美國捕食者 A 自 2001 年投入 實戰以來，已累計生產 550 架，到目前已損失 300 架以上，戰損比高達 54.4%。反觀美國 F15 系列戰機，已累計生產 894 架，到目前已損失 109 架以上，戰損比僅 12.2%。因此與有人機相比， 無人機屬于消耗性武器。

無人機深刻改變了戰爭面貌，同時軍用也促進無人機系統的強烈需求，引領前沿技術發展。軍用無 人機系統更強調在復雜的作戰場景和極端的使用環境下，滿足先進的技戰術性能、高可靠性、保密 安全性等要求，因此，軍用無人機系統發展要求更先進更復雜的專業化科技工業體系支撐，同時不 斷創新應用高性能材料、新能源動力、人工智能、電子信息等領域的前沿科技，并牽引技術發展的 新方向。

無人機集群化作戰是未來空中作戰的重要形態，中國電科展示無人機蜂群發射車。有人無人協同、 分布式空中作戰、集群作戰等被列為未來空中作戰的重要形態，高性能無人機系統是未來智慧化空 中力量建設的重中之重。無人機蜂群技術具體是指無人機大規模自組網和自編隊技術。中國電科作為從事國家重要軍 民用大型電子信息系統的工程建設單位，在 2020 年 10 月 14 日展示了最新的無人機蜂群發射車。該系統可采取地面發射和空中發射兩種方式，用于地面發射的發射車可以一次儲存和發射 48 架無 人機。空中發射則是借助直升機投擲，無人機到空中后自主展開。

2.2 現狀：我國軍用無人機技術深厚，名揚國際市場

我國軍用無人機關鍵部件已基本實現國產化。首先是機體材料，近些年隨著我國材料行業迅速發 展，國內優質碳纖維制造商不斷涌現，彩虹機體材料已可實現全國產化；第二，電子核心器件，無 人機沒有大型運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，發動機方 面，例如彩虹使用的很多發動機現都已實現國產化，并完成相關國產化試驗工作，可實現國產發動 機替代方案。

目前，中國軍用無人機發動機主要以航空活塞發動機為主，但是未來中國發展察打一體無人機，小 型渦扇/渦噴發動機不可或缺。相對比活塞發動機，渦扇/渦噴發動機擁有更大的推重比、更快的速 度、更高的飛行高度。2018 年 11 月，中國航發在珠海航展上展示了 AEF50E 渦扇發動機、AEP50E 渦槳發動機、AEF20E 渦噴發動機等 3 款可用于無人機的發動機，填補了我國急需的無人機動力 空白。

除了關鍵部件已實現國產化之外，產能方面也有大幅提升，脈動生產線可年產 200 架彩虹無人機。不同于固定站位的傳統生產線，脈動生產線是一種不間斷快速流動的自動化生產線，是目前航空制 造中效率最高的總裝生產線，能保障現代戰機的批量生產交付。2020 年 1 月，由中國彩虹無人機 科技公司新建設的彩虹無人機脈動生產線首次亮相。該條彩虹無人機生產線總體設置了 6 個站位， 每個站位都對應著細致精準的工序內容。6 個站位之間的聯系是通過一條導軌，如此脈動生產線不 僅有著傳統站位的裝配特征，也可以實現裝備生產的快速流動性。彩虹無人機科技除了這條位于浙 江臺州的脈動生產線，在河北固安同樣建有多條脈動生產線，所有脈動生產線一年彩虹-4、彩虹-5 的合計產量可以保持在 200 架左右。

同時，我國軍用無人機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型。2000-2019 年，全球無人機共出口 1609 架。2000-2004 年，全球無人機出口年均僅 33 架；而 2005- 2019 年，全球無人機出口數量顯著提升，年均高達 97 架。按出口國家分，2010-2019 年美國共出 口 474 架無人機，占據全球無人機 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。從機型看，翼龍系列無人機為我國出口主力機型，占比高達 64%；彩虹系列無人機占 比 28%，僅次于翼龍系列。

無人機生產線跨出國門，占據中東無人機的主要市場。2017 年 3 月，沙特阿拉伯引進彩虹無人機 生產線，引進的“彩虹-4”配備了衛星通信天線，掛載的武器主要是 AR-1 激光制導近程空對地導 彈以及 FT-9 制導炸彈。在此前，“彩虹”無人機生產線已經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已經占據了中東無人機的主要市場。按照出口國分，2010-2019 年沙 特阿拉伯、埃及、阿拉伯聯合酋長國合計購買了我國 68%的出口無人機。

2.3 未來：垂直起降（VTOL）是無人機的發展趨勢之一

2.3.1 垂直起降——美軍十大未來關鍵裝備之首

因不受起降場地限制，能適應航海、山地等復雜地形環境，美國將垂直起降飛行器列為美軍十大未 來關鍵裝備之首。垂直起降固定翼無人機主要有兩條技術路線。1）傾轉旋翼無人機：通過旋轉發 動機方向分別提供垂直起降和前飛兩個階段所需的升力和推力，代表型號有美國 V-22 魚鷹的艦載 無人機版“鷹眼”和我國的彩虹-10 等。2）旋翼固定翼復合式：采取兩套動力系統，旋翼提供垂直 升力，固定翼模式下由推進發動機提供動力，代表型號有縱橫股份“CW 大鵬”系列，彩虹 CH804D 等。

電推進系統可替代復雜機械傳動組件，優化傾轉旋翼構型。傾轉旋翼構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濟性，相較于旋翼構型能夠大幅提升 航程。傾轉旋翼技術的研發與應用已有數十年歷史，V-22 等型號已經在特種作戰等場景下獲得了 廣泛應用，但采用傳統動力系統的傾轉旋翼機，其發動機功率輸出機構與旋翼之間需要極為復雜的 機械傳動組件，顯著增加了平臺復雜性和重量，對可靠性帶來了一定影響。電推進系統的應用有效 規避了上述風險，電機可直接安置于傾轉翼組件處，通過線纜傳輸電能驅動電機，無需動力傳動組 件，大幅降低了機械結構的復雜度，其維護特性能夠得到保證。

相較于傾轉旋翼構型，旋翼固定翼混合構型簡化了結構，避免了傾轉部件的影響。旋翼固定翼復合 無人機在兩側機翼中部的前后方各設置一個定距螺旋槳，提供垂直起降所需升力，機身尾部設置一 個推進螺旋槳，提供平飛巡航階段的推力。在平飛巡航階段，機翼位置的 4 個螺旋槳將停轉并固定 在最小阻力位置，從而降低平飛階段的阻力。混合構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，相較于傾轉旋翼構型，混合構型結構簡單、無傾轉部件。其次，固定 翼與旋翼結構并存實際是一種妥協，兩者會互相影響，一方面結構質量大，另一方面效率受限，在 垂直起降階段，大面積的機翼會增大起降阻力；在平飛階段，旋翼會增大阻力。為了平衡這種影響， 可以在平飛階段停轉螺旋槳并固定位置。

2.3.2“敏捷至上”項目——2020 美軍極力推進 eVTOL 軍事化

美軍“敏捷至上”項目推動商業電動垂直起降技術向軍事領域轉化。2020 年 2 月，美空軍啟動了 名為“敏捷至上”（Agility Prime）項目，探索航空業新興的電動垂直起降（eVTOL）技術在特種 作戰、救援搜索、短距運輸等軍事任務應用的可行性，推動商用技術向軍事領域轉化。預計于 2023 年完成飛行器適航審定，2025 年初具備規模化應用的水平，實現大規模采購。

“敏捷至上”項目將軍用電動垂直起降飛行器命名為適應性保障飛行器（ORB），應滿足的技術要 求主要包括以下 5 個方面：

1）機械結構較傳統垂直起降飛行器簡化，從而降低維護成本和周期；

2）應用自主飛行技術，提高安全性、降低人員操作需求；

3）經濟性，可批量生產應用；

4）采用 分布式電推進技術實現低噪聲；

5）靈活、敏捷，減少對基礎設施的依賴。

相應的，飛行器應具備 的技術要素包含：

1）采用分布式推進系統；

2）采用電推進系統；

3）有人駕駛，或遙控駕駛，或 自主飛行；

4）垂直起降；

5）具備懸停能力；

6）可具備升力表面；

7）模塊化設計。

相較于商用領域的電動垂直起降飛行器，“敏捷至上”提出的技術要求有一定差異性。對于上述第 一類應用場景，敏捷至上提出的技術指標要高于現有的典型商用技術指標，例如貝爾公司于 2020 年 1 月提出的 Nexus 4EX 商用飛行器方案航程為 95km，同期現代公司 S-A1 方案航程同樣約 100km，這一航程能夠滿足典型的商用城市空運需求，但不能滿足軍事任務需求；第二類和第三類 飛行器在商用領域的應用場景尚未凸顯，因而未得到廣泛關注。此外，軍事任務的環境條件與城市 存在顯著差異，需要考慮結冰防護等多種環境控制問題。美空軍表示，采購的飛行器型號不會是軍 用定制的，而是與商用市場版本相同的型號。

“敏捷至上”項目第一階段投資總額遠遠超出預算，多家新興 eVTOL 商企參與，Joby 和 Beta 兩 家已經進入試飛階段。美空軍對“敏捷至上”項目的風投集中在自主飛控、先進材料和制造工藝、聲學技術、避撞系統等，敏捷至上項目已開始與參與方簽署合同，美國初創公司軍刀飛機公司 （Sabrewing）獲得了金額 325 萬美元的小型企業創新研究合同。第一階段計劃投資總額為 1000 萬美元，目前的投資額已經大大超過原計劃。截至目前，Joby 和 Beta 兩家中標入選試飛階段。

3.1 2020 年，全球民用無人機市場逐步由 to C 轉向 to B

民用無人機分為消費級無人機和工業無人機。1）消費級無人機主要用于航拍和娛樂，著重拍攝功 能和可操作性。2）工業無人機注重經濟效益，追求巡航速度、續航時間等性能的平衡，對無人機 的專業化應用要求高。通過搭載不同的任務載荷，如熱紅外相機、高光譜相機、激光雷達、光電吊 艙等，實現不同專業功能，從而滿足對應的行業需求。其主要應用于測繪與地理信息、巡檢、安防 監控、應急等領域。

2020-2024 年消費無人機增速疲軟，工業無人機成為全球民用無人機新引擎，市場逐步由 to C 轉 向 to B。根據 Frost & Sullivan 預測，2020-2024 年全球民用無人機市場的 CAGR 高達 43.03%， 預計 2024 年市場規模將達 4157.27 億元。隨著應用場景的不斷拓展，全球工業無人機實現快速發 展，預計2020年工業無人機市場規模將首次超過消費級無人機，成為全球民用無人機的主要市場。

2020-2024 年全球消費無人機的 CAGR 將有所下滑，從 2015-2019 年的 24.09%下降至 20.00%；而同期工業無人機將保持高增速，從 2015-2019 年的 50.62%增長至 56.43%。

中國是全球民用無人機的主要市場，中國工業無人機市場規模將在 2021 年首次超過消費級無人機。2020 年中國民用無人機市場規模為 599.05 億元，占全球民用無人機市場的 60.30%，屬于全 球領先地位。從市場結構上看，2020 年我國消費級無人機市場規模為 325.83 億元，占比 54.39%；工業無人機市場規模 273.21 億元，占比 45.61%。2021-2024 年，工業無人機將占據我國民用無 人機主要市場，市場占比從 55.01%快速增長至 72.65%。同期，我國工業無人機 CAGR 維持 53.27% 的高增速，成為我國民用無人機發展的新引擎。

3.2 垂直起降：新構型拓展行業全新應用場景

3.2.1 垂直起降：加速城市空中交通（UAM）商業化

兼具優秀懸停能力、長巡航速度與航程的垂直起降（VTOL）無人機蘊含巨大市場需求。現今，無 人機在懸停時間、巡航速度、航程與起降場地方面都提出了更高的要求，而多旋翼、直升機和固定 翼無人機都無法同時滿足這種多方位的需求。多旋翼無人機受制于續航時間和航程短；無人直升機 則造價較貴，飛控難度也較高；而固定翼無人機則是對起降場地的要求較高，一般需要跑道。垂直 起降無人機因兼具優秀懸停能力和較長的巡航速度與航程受到市場關注。其中，復合型垂直起降無 人機（VTOL）和垂直起降固定翼無人機各有側重：復合型 VTOL 偏重于懸停時間，垂直起降固定 翼在航程上更有優勢。

eVTOL 打開新應用場景城市空中交通（UAM），資本助力新興 eVTOL 企業加速 UAM 商業化。根據美國國家航空航天局發布的《城市空中交通空域整合概念和考慮因素》中的定義，“城市空中 交通（UAM）”是“城市內適用于載人飛行器和無人飛行器系統的安全高效交通運作方式”。目前， 具有優秀懸停能力、長巡航速度與航程、低噪音的電動垂直起降（eVTOL）飛行器獲得騰訊等資本 的追捧。另外，空中客車、波音等大公司以及 Lilium、Volocoper、Kitty Hawk 等新興企業都正在 打造自己的電動垂直起降飛行器以用于城市空中交通。eVTOL 的商業化要經歷七個階段：設計、 公告、驗證測試、全尺寸測試、載人測試、生產、商業化推廣。我國億航公司是全球為數不多實現 量產銷售的 eVTOL 公司。

除新興企業外，傳統車企也加緊布局 eVTOL。近年來吉利、豐田、小鵬、現代、克萊斯勒等一眾 車企紛紛并購布局，也陸續推出了自己的原型機，其中吉利汽車最早于 2020 年 6 月發布的吉利 TF-2A 即可實現 180km/h 的飛行速度以及 100 公里的最大飛行里程。在 2020 年 CES 展上，現 代、克萊斯勒等汽車巨頭也紛紛展示垂直升降汽車概念產品。

3.2.2UAM 現狀：我國政策不足但技術深厚，全球首發載人無人機

民用無人機產業受政策和技術驅動，我國 UAM 產業政策相對不足但技術深厚。政策方面，我國早 已確定無人機行業為國家戰略。但是對于新興的城市空中交通 UAM 產業，我國尚未在國家層面制 定 UAM 產業規劃。技術方面，我國工信部對民用各領域的技術共性需求早已作出判斷。經過多年 發展，在廣東珠三角構建了強大的無人機產業供應鏈，以深圳為主形成了中國乃至全球民用無人機 產業發展的領頭羊，為我國無人機相關技術打下深厚基礎。

政策：日韓率先頂層設計 UAM 產業，我國略有落后

我國無人機行業已上升至國家戰略，行業高增長格局早已確立。《國家戰略性新興產業發展“十二 五”規劃》、《國家戰略性新興產業發展“十三五”規劃》中，明確將無人機產業納入到國家戰略 性高科技產業定位和國民經濟戰略地位，給予長期的、穩定的支持。《“互聯網+”人工智能三年 行動實施方案》是國家出臺的首個關于無人機行業的重要支持政策，意味著該行業發展已上升至國 家戰略，行業高增長格局已經確立。

對于城市空中交通 UAM 產業，2020 年日韓將其上升至國家層面，明確了關鍵時間節點。相比之 下，我國尚未頂層制定發展規劃。在日本內閣第四十次“未來投資會議”上通過了日本《增長戰略 跟進計劃》，這個重要計劃相當于日本國民經濟的“十年規劃”，將指導日本政府未來十年的產業政策制定和政府投資方向，為 2021 至 2030 年的日本國民經濟各個領域制定了總體發展目標。其 中，首次在國家層面制定了無人機及“飛行汽車”的戰略規劃。無獨有偶，2020 年 6 月韓國土地、 基礎設施與交通部（MOLIT）發布了城市空中交通（UAM）規劃方案，成為第二個在國家層面制定 UAM 產業政策規劃的國家。

雖然我國 UAM 產業頂層設計不足，但也正加快推進相關立法工作。2019 年 1 月 21 日，在省部級主要領導干部堅持底線思維著力防范化解重大風險專題研討班開班式上發表重要講 話，要加快科技安全預警監測體系建設，圍繞無人機、服務機器人、自動駕駛、人工智能等領域， 加快推進相關立法工作。1 月 23 日，民航局印發《基于運行風險的無人機適航審定的指導意見》， 明確將在 2019 年底初步建成基于運行風險的無人機適航管理體系，公布已在國內 5 家無人機企業 設立適航審定試點，重點探索貨運無人機、巡線無人機、載人無人機的適航標準和審定辦法。2020 年 10 月 28 日，中國民用航空局公布首批 13 個民用無人駕駛航空試驗基地（試驗區）名單，以加 快推進中國民用無人駕駛航空事業發展和保持國際領先地位。

技術：我國無人機技術國際領先，率先發布載人無人機

在無人機技術方面，我國早已對各民用領域作出共性技術需求判斷，這為我國 UAM 產業打下堅實 技術基礎。

在工信部的《民用無人機系統發展路線圖》中，對于共性技術做出了詳細的闡述：

1) 機體：輕質化機體結構，優化氣動性能設計。材料技術的發展令新型輕質材料、智能材料逐 漸應用于航空器結構設計，使結構輕質化、變體結構等具備應用前景，為提高航時性能和載 荷能力提供基礎。同時，抗墜毀能力、在惡劣環境下的生存能力以及結構的開敞性和外場可維護性對于民用無人機十分重要。此外，抵抗惡劣天氣條件、應對復雜應用場景和地勢起降 條件的適用性和生存能力也是民用人機普遍共性需求之一。

2) 動力系統：無人機系統的核心，需要高效率、高可靠、控制簡單的裝置設計。由于無人機任 務載荷較重，所需航程較遠，所以對功率提取有較大需求。為滿足對續航能力的要求，在保 持機上設備動力供給的情況下，動力裝置可以通過增加功率和減少發動機重量；或者采用低 油耗率的設計。同時，依靠關鍵系統的備份設計和多裕度設計可以提高動力裝置的可靠性， 以保障飛行安全和任務的順利進行。為調試方便，使用維護簡單，動力裝置設計及無人機的 電氣、通信接口也需要盡可能的簡單。

3) 控制導航：智能自主化是無人機技術的發展方向和趨勢之一。面向未來信息化需求的智能無 人機系統，其智能自主化的特征體現在環境的自動感知與理解、威脅規避、自主規劃與決策、 自主運動控制以及任務的自主執行等方面。其中，環境感知和理解是實現自主控制的基礎， 自主行為決策與規劃技術是實現自主行為能力的核心。

4) 數據傳輸系統：為實現人機緊密結合，需要依靠數據鏈技術和地面控制站建立實時高效的圖 像及數據傳輸系統。數據鏈需要具有抗截獲、抗干擾能力，實時傳回監控目標影像，使指揮 中心能夠及時監控現場；同時，數據鏈也要記錄飛行數據，在遙控控制信號丟失時可完成自 動返航。地面控制站作為人機接口，主要實現對飛行器的控制、任務控制、載荷數據分析和 系統維護等，關乎著無人機的飛行安全。因此，我們需要穩定可靠、實時高效的數據傳輸機 制以滿足海量數據實時通信需求，同時也要確保飛行數據具有直觀性和易操作性。

降低成本、注重實用是我國民用無人機產業發展的重要特征。民用無人機產業將以“政府引導，社 會主營”為主要模式，形成以生產企業和通用航空企業為主體的多種經營方式，逐步建成國內無人機應用產業鏈。根據《民用無人機系統發展路線圖》，產業體系協同化、消費產品個性化、行業應 用專業化、研發升級智能化、運營服務精準化是民用無人機的主要發展趨勢。

在廣東珠三角地區，已經形成了以深圳為主的中國乃至全球民用無人機產業發展領頭羊，為我國 率先發布載人無人機打下深厚技術基礎。摩根士丹利在 2018 年發布的藍皮書中表示，由于考慮到 技術和政府法規的重大不確定性，保守地估計城市空中交通行業將到2030年才會開始發展。但是， 2016 年在美國拉斯維加斯發布的全球首款載人級全自動無人駕駛飛行器——億航 184，為城市空中交通行業開啟了新篇章。億航全自動飛行器已經成功進行了 2000 多次載人及不載入飛行測試， 為商業運營做好了準備。同時，億航也是全球為數不多實現量產銷售的 eVTOL 公司。2019 年億 航累計銷售載人級自動駕駛飛行器（AAVautonomous UAV）61 架，相比之下，2018 年僅為 3 架。

3.2.3UAM 未來：多方位優化產品，加快商業化節奏

城市空中交通產業的供應商不僅需要制造智能飛行器的能力，還需要具備構建集中式平臺支持商 業運營的能力，以及全面精通航空、通信、計算機、材料科學等跨學科的技能。目前來看，電池高 成本、機體材料輕量化、優化機體構型是 UAM 行業商業化的亟需解決的難題。

電池：單項成本最高，對利潤影響大

電池是單項成本最高的部件，以億航 216 自動駕駛飛行器為例，500 次充電循環考慮，電池在總運 營成本中占比超過 60%。電池成本降低 1%，運營商的運營利潤將增加 3%；而電池壽命延長 1%， 運營利潤將增加 2%。其次，由于電池重量在自動駕駛飛行器的空機重量中占大約 1/3，電池繼續 減重將大幅增加自動駕駛飛行器的航程。最后，從商業角度而言，縮短電池充電時間，將提升資產 利用率，提高運營成效。

機體材料：輕量化、低成本之路

輕量化、低成本的機體材料是 eVTOL 實現量產必須克服的困難。其一，自動飛行器對重量非常敏 感。復合材料質量輕盈，結構堅固，是理想的航空材料，例如電動機等關鍵零部件采用金屬制成。進一步減輕飛行器的新材料或新設計將幫助延長航程，提升總體性能。其二，復合材料技術主要是 解決結構生產和結構維護的復雜性問題，這是所有飛行器在降低成本的道路上必須要克服的困難。

2020 年 4 月，日本 TORAY 提出連續纖維增強熱塑性復合材料助推 eVTOL 規模生產。擴大碳纖 維復合材料生產規模的關鍵因素在于三個方面：自動化的快速生產、焊接/模塊化的結構和可重構、 室溫儲存；熱塑性復合材料可以很好地解決這些問題，TORAY 認為利用熱塑性復合材料制造零件 可以比熱固性復合材料成本降低 30%到 50%。在生產制造的效率方面，熱塑性復合材料的成型過 程僅僅發生加熱變軟和冷卻變硬的物理變化，只需升溫、加壓成型、冷卻即可完成制備過程，可采 用熱壓成型工藝，故成型周期短、生產效率高和成本低。同年 7 月，Toray 公司宣布將向 Lilium 提供高性能碳纖維復合材料，用于 eVTOL Lilium Jet 飛機。

機體構型：垂直起降固定翼是未來趨勢之一

垂直起降固定翼能效更高、航程更遠。電動垂直起降飛行器盡管存在諸多優點，但缺乏固定翼的固 有升力，意味著能效不高，航程有限。改進設計，結合電動垂直起降飛行器和固定翼飛行器的優勢， 采用多旋翼和固定翼復合的垂直起降固定翼構型能提高無人機氣動效率、航程和安全性。

垂直起降固定翼市場高速增長，或借助 UAM 產業發展，細分賽道走出行業新龍頭。按照機型劃分， 垂直起降固定翼機型增長潛力最大。根據 Frost & Sullivan 預測，垂直起降固定翼市場份額五年增 長 3 倍，2019 年 10.11%增長至 2024 年 30.61%。垂直起降固定翼市場規模五年增長 10 倍，2019 年 12.31 億元增長至 2024 年 124.26 億元。同期，多旋翼市場規模僅增長 3.6 倍，2019 年 64.06 億元增長至 2024 年 232.10 億元，市場份額相應減少 17.65%。

風險提示

新的無人機構型，商用市場發展不達預期：垂直起降固定翼屬于全新無人機構型，商用化進程剛 剛起步，市場發展可能不達預期。