无人机分类、产业链及发展方向是什么？

平台构型、大小、飞行性能等均为无人机的分类维度。

1.分类：军用存在攻击性差异，民用进一步划分为消费级与工业级

根据用途划分，无人机可以分为军用与民用两类，民用无人机又可进一步划分为消 费级与工业级。例如，军用领域，无人侦察机/监视机、无人战斗机、通信中继无人 机、电子干扰无人机和靶机是军用无人机的代表类型，不同载荷塑造攻击性差异。 无人侦察/监视机能够利用光学照相机等电子侦察设备对目标进行信息采集；无人战 斗机配备兼具小体积与强攻击能力属性的硬杀伤武器实施空中对抗或对地轰炸；通 信中继无人机为军机提供通信服务，扩展通信数据的传输范围；电子干扰无人机采 用有源或无源干扰方式，诱导敌方雷达等电子设备暴露并实施破坏；靶机通过模拟 飞机、火炮及导弹成为地面防空兵器效能鉴别及相关作战人员训练的辅助装备。除 上述单一用途外，多用途军用无人机同样为重要组成部分，如随轻型精确制导武器、 自动目标识别等技术的发展而日益丰富其谱系的察打一体无人机。

平台构型、大小、飞行性能等均为无人机的分类维度。据《无人机系统概论》（贾 玉红，2020，北京航空航天大学出版社），例如，按照飞行平台构型，无人机可以 细分为固定翼无人机、无人直升机、多旋翼无人机、无人飞艇等。按照实用升限， 无人机可分为超低空无人机（实用升限为0~100m）、低空无人机（实用升限为 100~1000m）、中空无人机（实用升限为1000~7000m）、高空无人机（实用升限 为7000~20000m）、超高空无人机（实用升限超20000m）。

2.产业链：四大分系统构成，军用无人机产业链构成与有人机类似

军用无人机系统产业链构成与有人机类似，使用环境差异及对抗性特征下，产业链 复杂程度高于民用无人机。一般而言，与军用有人机相比，军用无人机系统在机体 平台缺乏飞行员控制，所以减少了包括制氧系统等与维持飞行员生命体征的相关设 备系统；同时，由于军用无人机系统实际上是人-无人系统装备构成的，且系统复杂 程度远高于民用无人机，所以一般含有地面站等，需要地面站人员对无人机进行控 制。由于军用无人机系统的使用环境、对抗性特征与民用存在较大差异，所以一般 而言军用的产业链复杂程度高于民用。

例如，对于察打一体无人机，上游环节与有 人机没有较大差异，但由于信息化程度相对较高，因此对电子类产品占比或有一定 提升；中游环节多为机载成品，主机厂一般采购发动机、挂架、飞机管理计算机、 光电监视/瞄准装置、地面站、综合保障设备等。同时，据中航无人机《发行人及保 荐机构关于中航（成都）无人机系统股份有限公司首次公开发行股票并在科创板上 市申请文件的第一轮审核问询函的回复》，用户会结合自身任务区域、作战场景、 是否搭配卫通链路地面站使用等实际情况，去考虑是否采购地面站，即定制化特征 更为突出；下游环节为执行各类任务的无人机系统，客户一般为国内外军队客户等。

无人机系统通常由飞行平台系统、任务载荷系统、地面系统与综合保障系统构成。 飞行平台系统是无人机的主体，整合动力装置、飞控系统、导航系统等部件后携带 载荷实现空中飞行与任务执行。任务载荷系统是决定无人机不同用途的关键，所涉 及任务设备包含侦察搜索设备、测绘设备、军用专用设备、民用专用设备等多种类 型。除执行任务的直接载体之外，地面系统作为无人机系统的指挥中心，控制飞行 过程与航迹、飞行平台的起降以及通信链路的工作，综合保障系统对各分系统进行 维护保障、人员调配等，亦为无人机系统正常运转不可或缺的组成部分。

飞控系统是无人机飞行过程中的核心系统，可类比为有人机中的飞行员。飞控系统 主要具备飞行控制和飞行管理两大功能，前者保障飞机运行的平稳性，兼顾无人机 姿态和航迹的稳定及按指令或预设转变；后者指代数据设备管理和特定情景响应， 包括采集飞行状态参数、处理故障及应急场景、计算导航路径等。自主控制、半自 主控制、指令控制与人工控制是常见的无人机控制方式。其中，自主控制是飞控系 统利用传感器新获信息、预设航路信息及任务规划信息自动控制飞行，具体过程为 飞控系统中的敏感元件确定当前飞行路线，飞控计算机系统运行处理所获信息并发 出指令，执行装置接收指令后带动舵面偏转，进而改变无人机航行路线。指令控制 是由飞控系统接收由地面控制站的操作员所发送的遥控、遥测指令。而半自主控制 恰好为自主控制与指令控制的融合，此时飞控系统同步响应传感器信息与地面指令， 使无人机达到应有姿态，完成航线规划。

数据链路为无人机与地面系统双向数据传输的通道。无人机数据链路的功能主要为 实现地面控制站对无人机的遥控、遥测以及信息传输。数据链路分为机载部分和地 面部分，两部分均由射频接收机、发射机、调制解调器等数据终端及天线共同构成。 依据空地间传输方向的差异，数据链路可以分为上行链路和下行链路。上行链路主 要负责地面站发送遥控指令、无人机对其进行接收的过程；下行链路主要负责无人 机发送遥测数据、红外或电视图像，地面站对其进行接收的过程。借助定位信息在 上下链路的传输，测距也得以实现。

地面控制站是无人机系统的指挥中心。无人机虽无机上驾驶员，但仍无法离开人的 参与。飞行前，飞行路线和任务需要规划和设定；飞行中，无人机的安全行驶需要 地面人员对姿态和航路的恰当调整以及对紧急情况的及时处理，任务的顺利完成需 要地面人员通过数据链路对任务载荷的操控。而地面人员完成这些工作不仅依赖数 据链路的信息传输，还需要具备指挥控制、任务规划等功能的设备和系统。无人机 地面控制站主要由飞行操纵席位、任务载荷控制席位、数据链路控制席位和通信指 挥席位组成，其与无人机之间的关系可以是“一对一”、“一对多”、“多对一”。 对应到具体功能，起降控制通过操纵杆和按键介入控制通道；飞行控制通常采取舵 面遥控、姿态遥控、指令控制三种遥控方式；任务设备控制通过任务控制单元完成 指令发送和工作状态显示，供地面人员所用。

无人机平台为构成军用无人机营业成本的主要分系统，机载武器贡献较高成本占比。 依据中航无人机所披露的无人机系统的各组成部分关联交易采购额，计算出翼龙系 列无人机平台、地面站、任务载荷及综合保障系统所需采购金额占比。其中无人机 平台由机体、飞机管理、动力、机械电器和机载数据链各系统组成。由于2018年中 航无人机与航空工业成都关系的特殊性，当年分系统采购金额比例较之后差别明显。 2019年~21年Q3四个报告期间，无人机平台始终为翼龙系列无人机采购金额占比最 高的部分，均超65%；地面站与载荷占比相近。依据中航无人机原材料采购类别的 划分，2020年机载成品（包括发动机、合成孔径雷达、挂架、飞机管理计算机、卫 通天线组合、光电监视/瞄准装置等）在原材料采购金额中占比达57.91%。

美国军用无人机的成本主体依然为飞行平台和任务载荷。依据美国国防部披露的MQ 收割者成本明细，将“飞机采购”项指定为飞行平台与任务载荷，将“固定地面控 制站”、“移动地面控制站”、“双向地面控制站”、“地面数据终端”、“卫星 链路”统一划入地面系统。经计算，2016-2018年间地面系统在系统成本中占比分 别为19.59%、20.93%、26.96%，所占成本比重虽逐年提升，但相对较低，飞行平 台与任务载荷始终是无人机系统成本的主体。地面系统中，相比于卫星链路与地面 数据终端，地面控制站贡献主要成本。参考美国总审计署披露的最初的和最新的前 10架"全球鹰 "和第11至20架"黑暗之星 "平均单位飞行价格的估计，截至1998年7 月，单位飞行中，飞行平台（包括机体结构、航空电子设备、推进系统等）的成本 均高于任务载荷。将飞行平台各项做具体划分，全球鹰中机体结构价格约达610万美 元，占比最高；黑暗之星中，机体结构与航空电子设备价格均较高，且航空电子设 备为1994-1998年间价格增长最高的部分。

3.技术迭代：中期看载荷与机体升级，长期看高空高速及僚机发展

载荷（传感器）方向升级或仍然是军用无人机中短期内的主要发展方向。以美国高 空长航时侦察机“全球鹰”项目为例，不同批次机型的更新升级方向主要与载荷（传 感器）有关。据《Global Hawk Systems Engineering case study》（Air Force Center for Systems Engineering，Bill Kinzig，2010），“全球鹰”从Block 0~Block 40过 程中，主要升级方向与其传感器有关，如从Block 10的基础版集成传感器套件升级 至Block 40的增强型EO/IR传感器。据《“全球鹰”无人机系统项目费用和效能分析 研究》（张海涛，中航工业发展研究中心，2014），“全球鹰”Block 10/20/30/40 型的单机成本分别为4640/5450/7610/8460万美元，其中各批次的任务设备成本分别 为2390/1960/3810/4980万美元，各批次单机成本变化的原因是机体结构不同，以及 机载传感器日益先进，如Block 30使用单机成本2000万美元的ASIP，而Block 40使 用了单机成本约5000万美元的MP-RTIP。

无人机任务载荷技术迭代主要体现在传感器、通信中继载荷与机载武器。军用无人 机系统的任务载荷可以分为传感器、中继技术设备、武器弹药及货舱四类。其中， 传感器方面的重点技术研制方向包括多光谱/超光谱成像（MSI/HIS）、合成孔径雷 达等。多光谱/超光谱成像技术具备全色照相传感器的能力，能够获取敏感细微信息， 减少误判可能；机载动目标监视模式获得应用的趋势之下，合成孔径雷达将实现对 地面动、静态目标的精准定位。为满足无线通信功能和兼容性需求，通信载荷利用 软件支持多种波形或成为主流发展趋势，且受小型战术无人机载重限制趋于小型化。 机载武器方面的技术发展方向由现役改进转向专用研制和新技术攻关。

研究发现，机体结构及任务载荷的进步并未影响无人机的“性价比”优势。据《“全 球鹰”无人机系统项目费用和效能分析研究》（张海涛，中航工业发展研究中心， 2014），尽管“全球鹰”项目经费和单机成本呈现逐年上涨的趋势，但研制此类大 大型无人机系统仍然较为“划算”。该文通过“飞机成本-重量关系”来衡量，使用 单机空机重量成本作为衡量指标，根据美国国防部《2005-2030年无人机系统路线 图》可知，目前美国国防部无人机系统飞行平台单位空机重量成本为1500美元/磅， 单位任务设备重量成本为8000美元/磅。通过搜集“全球鹰”与美国其他现役无人机 的单位重量成本，研究发现“全球鹰”的单位重量下成本符合无人机研制的一般规 律且成本较高，但它的作战能力要远远高于美国现役的其他无人机系统，因此研制 此类大型侦察无人机仍然是比较划算的。

长期看，隐身高空高速、僚机、蜂群化等或为军用无人机长期的发展方向。 向隐身、高空、高速、长航时方向发展。隐身、高空、高速、长航时不仅可以保障 无人机的运行安全，还可以扩大无人机作战半径，提升工作效率，从而进一步发挥 军用无人机系统战场侦察、监视和攻击作用。据中航无人机招股书，隐身无人机是 现代隐身技术与无人机技术结合的成果，在未来的空战中，隐身无人机将成为高性 能防空武器的典型代表，并大大降低无人机的击毁率，提高军用无人机的战场运作 空间，降低无人机作战成本。此外，为提高军用无人机持续侦察能力与作战能力， 并在侦察时获得最准确、最全面的敌方情报，提高续航能力、飞行速度与飞行高度 也成为世界各国对于无人机系统研究的重点发展方向之一。