2.2 現(xiàn)狀：我國軍用無人機技術(shù)深厚，名揚國際市場

 

       我國軍用無人機關(guān)鍵部件已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化。首先是機體材料，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)，彩虹機體材料已可實現(xiàn)全國產(chǎn)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(fā)動機方 面，例如彩虹使用的很多發(fā)動機現(xiàn)都已實現(xiàn)國產(chǎn)化，并完成相關(guān)國產(chǎn)化試驗工作，可實現(xiàn)國產(chǎn)發(fā)動 機替代方案。

 

       目前，中國軍用無人機發(fā)動機主要以航空活塞發(fā)動機為主，但是未來中國發(fā)展察打一體無人機，小 型渦扇/渦噴發(fā)動機不可或缺。相對比活塞發(fā)動機，渦扇/渦噴發(fā)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(fā)在珠海航展上展示了 AEF50E 渦扇發(fā)動機、AEP50E 渦槳發(fā)動機、AEF20E 渦噴發(fā)動機等 3 款可用于無人機的發(fā)動機，填補了我國急需的無人機動力 空白。

 

       除了關(guān)鍵部件已實現(xiàn)國產(chǎn)化之外，產(chǎn)能方面也有大幅提升，脈動生產(chǎn)線可年產(chǎn) 200 架彩虹無人機。不同于固定站位的傳統(tǒng)生產(chǎn)線，脈動生產(chǎn)線是一種不間斷快速流動的自動化生產(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)機的批量生產(chǎn)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(chǎn)線首次亮相。該條彩虹無人機生產(chǎn)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(nèi)容。6 個站位之間的聯(lián)系是通過一條導軌，如此脈動生產(chǎn)線不 僅有著傳統(tǒng)站位的裝配特征，也可以實現(xiàn)裝備生產(chǎn)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(chǎn)線，在河北固安同樣建有多條脈動生產(chǎn)線，所有脈動生產(chǎn)線一年彩虹-4、彩虹-5 的合計產(chǎn)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(shù)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(jù)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(chǎn)線跨出國門，占據(jù)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(chǎn)線，引進的“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(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(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，能適應航海、山地等復雜地形環(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主要有兩條技術(shù)路線。1）傾轉(zhuǎn)旋翼無人機：通過旋轉(zhuǎn)發(fā) 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(tǒng)，旋翼提供垂直 升力，固定翼模式下由推進發(fā)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(tǒng)可替代復雜機械傳動組件，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)與應用已有數(shù)十年歷史，V-22 等型號已經(jīng)在特種作戰(zhàn)等場景下獲得了 廣泛應用，但采用傳統(tǒng)動力系統(tǒng)的傾轉(zhuǎn)旋翼機，其發(fā)動機功率輸出機構(gòu)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(tǒng)的應用有效 規(guī)避了上述風險，電機可直接安置于傾轉(zhuǎn)翼組件處，通過線纜傳輸電能驅(qū)動電機，無需動力傳動組 件，大幅降低了機械結(jié)構(gòu)的復雜度，其維護特性能夠得到保證。

 

       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。旋翼固定翼復合 無人機在兩側(cè)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(zhuǎn)并固定 在最小阻力位置，從而降低平飛階段的阻力�；旌蠘�(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)并存實際是一種妥協(xié)，兩者會互相影響，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(zhuǎn)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(yè)電動垂直起降技術(shù)向軍事領域轉(zhuǎn)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(yè)新興的電動垂直起降（eVTOL）技術(shù)在特種 作戰(zhàn)、救援搜索、短距運輸?shù)溶娛氯蝿諔�用的可行性，推動商用技術(shù)向軍事領域轉(zhuǎn)化。預計于 2023 年完成飛行器適航審定，2025 年初具備規(guī)�；瘧�用的水平，實現(xiàn)大規(guī)模采購。