導讀:無人機是典型的軍民通用技術產品。美國牢牢佔據全球無人機的絕對領先地位,是公認的“領頭羊”,而中國無人機在國際上尚處於“二梯隊隊員”的位置。中國無人機起步晚、進步快,極具朝陽產業特色。目前,強勁需求催動無人機迅猛發展,新一輪產業高潮蓄勢待發。中國無人機產業前景廣闊,全面騰飛還需做足功課。
伴隨著電子產業、通訊技術、材料科學、操縱控制以及推進動力等技術的不斷突破和創新發展,無人機研發水平得到大幅提高,實用性愈益增強,在軍事上和民用上的價值也越來越受重視,應用範圍不斷拓展,展現出十分廣闊的發展前景。
無人機:典型軍民通用技術產品由於技術相同,軍民兩用是無人機的基本特性。軍用領域,無人機可以作為空中偵察、空中打擊、通訊中繼、戰場毀傷評估、靶機以及電子戰等手段使用;無人機大大改觀了戰場形態,豐富了作戰樣式,倍增了作戰效益。民用領域,無人機可以從事遙感測繪、環境監測、交通控制、災害搜救、地質勘察、貨物運送、電力和輸油管線巡查等工作,並且應用範圍愈益擴大。
相比有人駕駛飛機,無人機具有無法比擬的優勢。無人機有著設計靈活、內部空間利用率高、機載配置多樣化、操作靈活、滯空時間長等顯著優點。由於完全不用考慮駕駛員的因素,不存在人員傷亡問題,製造和訓練維護成本也大幅縮減,經濟實用性凸顯。概略估算,通常一架無人機的造價只佔功能類似的有人駕駛飛機造價的百分之十甚至更低。美國海軍評估其正在研製的最新型無人戰鬥機,使用成本不足有人駕駛戰鬥機的百分之十。此外,無人機極為適宜執行“3D” (Dull枯燥乏味、Dirty惡劣環境、Dangerous危險)任務,能夠完成不可能完成的任務,是它受到青睞的另一重要原因。
無人機產業是充滿高科技含量的新興產業,從研發、製造,到使用、管理、維修、服務,涉及諸多行業或領域。上游以無人機設計、生產和核心部件研發製造等環節為主,主要圍繞機身複合材料、機載武器和儀器、操縱控制裝備、發射回收裝置、資料傳輸系統等組織研發生產,與新型材料、電子元器件、精密儀器、軟體設計、智慧控制技術等行業領域緊密相關。下游主要是軍方採購和民事使用兩大方向。從全球範圍看,目前各國軍方都是本國的最大使用者,但民用需求越來越旺盛,並帶動了無人機駕駛員培訓、租賃、管理、配套服務等新的職業或行業的興起。比如,農業植保作業引入無人機後,專門為無人機提供濃縮農藥的服務應運而生。無人機產業鏈不斷壯大成熟,中國無人機產業鏈也逐步延伸成熟。
圖2 中國產小型農業無人機
世界無人機研發三梯隊
據統計,迄今世界上已有30多個國傢俱備研製生產無人機的能力,約60個國家裝備有無人機,現有約300多種各型別無人機在服役。無人機市場競爭十分激烈,機型種類不斷推陳出新,技術水平不斷創出新高。綜合起來,世界各國在無人機領域大致可劃分為三個梯隊:
第一梯隊是美國,牢牢佔據全球絕對領先地位,是公認的“領頭羊”。美國是全球無人機技術水平最高、擁有數量最多、種類最齊全,同時也是實戰運用頻率最高的國家,近期其發動的戰爭和反恐行動中幾乎都有無人機的身影。
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數量大、種類全。公開資料顯示,不包括微型無人機在內,美軍現役無人機約有700餘架。按照美國國防部的一級分類,其軍事無人機分為靶機和戰術、戰略、戰鬥無人機四大類。根據無人機的作用距離、飛行高度以及航時等屬性,其二級分類又細分為奈米級、微型、小型、近距離、中程長航時、高空長航時等17種,每種無人機的效能標準都有具體的指標要求。大到大型長程隱身無人駕駛戰鬥機,小到單兵揹包野戰無人機,美軍在不同的天空高度幾乎都有相應的無人機,基本能滿足其各軍兵種的作戰使用需求。
水平高、功能強。比如,“全球鷹”是美軍乃至全球目前最先進的長航時遠端大型無人偵察機,機身長13.5米,高4.62米,翼展35.4米,最大起飛重量11622千克,翼展和波音747相近,續航時間可達42小時以上,可從美國本土起飛到達全球任何地點進行偵察。“捕食者”是美軍現役遠端攻擊無人機主力機型,曾在阿富汗成功使用導彈突襲地面目標,開創了無人機執行對地攻擊任務的先例,是世界上公認最為成功的戰術無人機。X-47B無人機是歷史上第一架完全沒有人工干預、由既設電腦程式操縱的噴氣式無人機,也是第一架從航空母艦上起飛併成功返回的大型隱形無人轟炸機,展現了當今最高的無人機技術水平。
投入大、研發實力強。美國無人機研發起步較早,公開資料顯示,整個20世紀90年代,美國在無人機研發領域的投入合計約為34 億美元,而2010 年當年,投入達到了44 億美元。據不完全統計,美國除了通用原子航空系統公司、諾斯洛普·格魯曼公司、洛克希德·馬丁公司、波音公司等傳統軍工公司研發無人機,目前全國有超過50 家大學、公司和政府機構參與無人機開發,幾乎集中了全世界最強的研發力量,發展勢頭十分強勁。軍用無人機是美國無人機產業的支柱性產品,對世界其他國家的無人機發展具有“風向標”的導向意義。以綜合實力而論,美國穩坐世界無人機頂級俱樂部頭把交椅的位子。
第二梯隊的成員主要有以色列和英國、法國、義大利、德國、西班牙、俄羅斯等歐洲傳統工業國家以及南韓、日本、印度等亞洲國家。這些國家在無人機領域各有所長,但與美國相比,差距明顯。
以色列在全球無人機領域享有較高的聲譽,地位僅次於美國。以色列研發實力雄厚、技術水平高,其飛機工業公司、埃米特公司、英若康公司等無人機制造商均有較高的知名度。機種型別多,主要用於作戰目的是其一大特色,迄今以色列通過獨立研發或與國外合作等方式開發的產品,覆蓋了偵察、誘餌、干擾、通訊、反輻射、區域監控、空中打擊等幾乎所有作戰、安全領域,形成了較為完整的產品體系。以色列非常注重品牌效應,無人機效能優異,有的無人機作戰效能甚至已經超過了美國,“蒼鷺TP”、“哈比”、“獵人”、“赫爾姆斯”等無人機是其代表性機種。以色列還是全球最大的無人機出口國。
圖五 以色列無人機
英國是無人機的開創者,研發水平曾一度處於世界領先地位,世界首架無人機即誕生於第一次世界大戰期間的英國。其近年來建立了較為健全的研發體系,無人機發展水平提高很快。英國投入巨資開發可進行洲際遠端精確打擊的大型隱身無人機“雷神”,宣稱不僅要檢驗英國在無人機制造方面的尖端技術,同時也將為下一代無人機的設計製造奠定基礎。“雷神”順利實現首飛,使英國獲得了坐上世界無人機頂級俱樂部第二把交椅的資格。
法國無人機一直處於較高的水平,其“紅隼”、“斯佩威爾”、“圖坎95”、“輕騎兵2”以及“警戒F2000M”無人直升機等機型技術水平均比較高。近年來,法國也將目光投向了大型無人機,牽頭領導歐洲有關國家聯合開發大型隱身無人戰機“神經元”,力求研製出代表歐洲最高水平甚至世界一流水平的無人機。此舉使得法國具備了與英國爭奪頂級俱樂部第二把交椅的實力。
其他第二梯隊成員或憑藉自身的科技能力水平,或通過與其他國家合作等方式,也都在世界無人機領域佔有不可或缺的一席之地。比如,義大利阿萊尼亞航空公司、俄羅斯米格飛機制造公司、瑞典薩伯公司等無人機制造商都有不俗的實力。南韓、日本憑藉在新材料和電子領域的技術優勢,近年來通過與美國合作等方式,無人機發展也很快。為整合技術資源,歐洲一些國家已經開始嘗試聯合研發無人機,如瑞典、義大利、西班牙、瑞士和希臘等國家都參與了“神經元”無人機專案,使得該專案幾乎集中了歐洲最高水平的無人機技術。
第三梯隊成員主要由伊朗、巴基斯坦、馬來西亞、烏干達、奈及利亞等部分亞洲、非洲的發展中國家和地區組成。這一梯隊的特點是,普遍對無人機需求意願強、發展決心大,發展勢頭強勁,但由於受基礎薄弱、技術力量和資金投入不足等因素制約,無人機水平還處於起步階段。這一梯隊的國家主要是通過購買整機,或合作研發生產等方式獲得無人機。其中伊朗較為突出,曾於2011年和2012年先後兩次宣稱擊落1架美國“哨兵”無人機、俘獲1架“掃描鷹”無人機。
綜合衡量,中國無人機雖然發展進步很快,與先進國家差距越來越小,但在總體水平上仍有較明顯的差距,尚處於“頂級俱樂部成員”兼“二梯隊隊員”的位置。
中國無人機產業:起步晚,進步快中國無人機從無到有,再到躋身世界前列,大致經歷了3個發展階段:
圖6 無人機戰隊
第一階段:上世紀50年代後期至80年代:
1959年2月,中國首架無人機“北京五號”成功起飛,之後,中國陸續研製出了“靶-1”、“長空-1”、“WZ-5”等無人機,初步具備了自行設計與小批量生產的能力。但受國際國內環境影響,研發工作多次被擱置,研發投入十分有限,一段時期內研發力量甚至主要依靠幾所高校。
第二階段:上世紀80年代末至本世紀初:
80 年代末,中國從以色列等國家進口了一批無人機,得以接觸到先進的無人機技術,並開始嘗試改進提高中國的現役無人機,無人機水平取得了明顯進步。上世紀末至本世紀初,隨著軍方需求的明顯提升,中國無人機發展步伐開始加快。但這一時期仍以軍事用途為主,較少用於民用領域。
第三階段:2008年以來:
2008年汶川地震後,遙感測繪無人機在及時勘察災情上發揮了突出作用,無人機民用引起廣泛關注,成為中國無人機產業發展的一個重要節點。隨著中航工業、航天科工、航天科技、電子科技集團公司等所屬的軍工企業和科研院所加大無人機研發投入,並積極開拓民用市場,中國無人機發展步伐大大加快,軍用、民用無人機呈現爆發式增長。一些高等院校、民營企業也積極加入競爭行列,並佔據了一定市場份額。
2013年11月21日,中國首架大型隱身無人戰機“利劍”首飛成功,使中國無人機發展進入了一個新的歷史階段。最能體現無人機尖端技術水平的是“大型隱身多功能無人機”和“微型無人機”兩個方向,中國躋身這一領域,表明已在智慧化、隱形化、精準化和長航程、高升限、久滯空的無人機高階研發方面取得重大突破,標誌著中國無人機產業從量變到質變的轉折,整體水平躍上了新臺階。
據不完全統計,目前國內參與或從事無人機研發的企業已近200家,已初步形成了以軍工企業、科研院所為骨幹,高等院校、民營企業等力量積極參與的無人機研發體系格局。迄今已開發出WZ-2000、騰飛HW-200 、 “暗劍”、“翼龍”、“刀鋒”、“WJ-600”、“彩虹”等一系列無人機,並且不斷有新產品問世,其中有的已裝備部隊服役,有的出口國外,還有相當一部分進入民用領域。無人機越來越受到重視,成為極具潛力的朝陽產業。
圖7 彩虹無人機
新一輪產業高潮蓄勢待發進入本世紀以來,世界新軍事變革的步伐不斷加快,給戰爭形態和作戰樣式帶來深刻轉變,對制勝作戰手段的追求日益增強,加速推動武器裝備不斷向資訊化、網路化、智慧化方向發展。與之相伴,以高科技為主導的新科技革命加速驅動技術創新,一大批新技術、新工藝、新產品如雨後春筍般湧現出來。兩大革命交相輝映、互為促進,對全球政治、經濟、軍事等戰略格局產生了巨大影響,無人機正是因這一發展大勢應時而動。無人機被作為新軍事變革程序中重點關注的物件,為歐美等傳統軍事強國視作新的軍力增長點而加以重視和發展。同時,社會經濟活動對無人機的需求也日益擴大。在軍用、民用兩大需求牽引下,無人機產業呈現蓬勃發展之勢。
圖8
國防需求仍是中國無人機未來一個時期的主要市場。中國無人機雖然取得了飛速進步,但與美國等軍事強國相比,不論數量上還是技術上,仍有明顯的差距。需要更多先進的、能滿足多方面需要的軍用無人機。滿足軍隊資訊化建設和現代化戰爭的需要是大勢所趨,加快武器裝備正常升級換代,加速新型無人機發展也是勢在必然。中國國防和軍隊現代化建設步伐不斷加快,優先滿足軍用,是當前中國無人機產業發展的基本方向,也是主要市場。
中國民用無人機推廣空間巨大,發展潛力將加快釋放。民用無人機市場主要以小型無人機為主,起飛重量大多在幾公斤到幾百公斤之間,相比軍用無人機門檻較低。隨著技術的進步,特別是實現相關技術所需要的成本逐步下降,無人機行業中創新和商業化的障礙趨於減少,激勵了更多的企業參與民用無人機研發生產。近年來,無人機更多的用途被開發出來,比如,利用無人機監控交通、監管排汙、快遞物品等。國外甚至已經嘗試將無人機引入新聞報道,今年初,美聯社、《紐約時報》等10家新聞機構宣佈聯手合作,測試通過無人機蒐集新聞素材、報道新聞的可行性。
中國無人機相對低廉的價格,已引起越來越多國家的興趣,出口交易額穩步增長。此外,作為產業鏈的有機組成部分,操縱無人機所需要的技術支援、售後服務、維護管理和操作人員培訓等相關環節,也已納入業界的視野,並被認為是推廣應用的重要影響因素。各方或積極行動搶佔主動,或抓緊謀篇佈局,無人機發展潛能將加速釋放。
市場前景樂觀可期,無人機產業發展高潮呼之欲出。無人機作為新興產業,在國內外都處於剛起步的階段,但發展前景已經十分引人關注。今年1月,國際知名市場分析公司ABIResearch釋出報告,預測2019年之前全球小型無人機市場總值將超過84億美元,其中商用小型無人機將佔主導地位。業界對國內無人機市場也普遍持樂觀態度,國內一家知名證券投資公司分析認為,未來幾年國內民用無人機市場將從以政府部門使用為主,逐步向更大的範圍拓展。租賃將是一大重要使用趨勢,保守預計租賃市場至少為6億元/年,樂觀估計市場將達到30億元/年。
金融業對投資方向的靈敏嗅覺眾所公認,金融資本的關注,從側面反映了無人機產業的規模及影響正逐漸擴大。概略估計,目前A股市場中約有20支股票與無人機概念相關,已經有逐步形成無人機板塊的傾向。綜合分析看,中國無人機產業和市場正從量的積累加速向質的轉變過渡,新一輪產業發展高潮即將到來。
全面騰飛還需做足功課中國無人機產業基礎薄弱、缺乏經驗。近年來,在取得令人矚目成績的同時,現有科技能力水平、管理手段、發展環境與無人機產業快速發展不相適應的矛盾和問題也愈益凸顯,推動產業旺盛發展還必須下大力做好基礎工作。
扭住關鍵,在提高自主創新能力上下功夫。
創新能力的高低決定著中國無人機技術能否真正實現飛躍發展。從全球看,中國無人機水平還屬於區域性有突破、整體有差距的狀態,尚處於追趕式發展過程中。其中,自主創新能力欠缺是很突出的一大因素。國內一些企業,為了抓住發展機遇,及早搶佔市場份額,有的選擇對國外產品進行逆向工程仿製,有的花重金聘用國外專家搞合作開發,還有的走授權生產的路子,把國外產品直接推向市場。雖然急功近利也達成了一定的目的,但由於難以真正掌握核心尖端技術,導致缺乏發展後勁。以無人直升機為例,這是國外對中國封鎖限制的重點之一,雖然市場上有不少產品問世,但因為對關鍵技術的掌握程度不夠,還無法較好滿足實際環境和使用者要求,不少產品實際上“能飛不能用”。
加大研發投入,加強原始創新、整合創新、引進消化吸收再創新,推動無人機發展由跟蹤仿研為主,向自主創新為主轉變,既是建設創新型國家的基本要求,也是中國無人機產業創新發展的必要條件。
把握根本,在健全政策法規、行業標準上下功夫。
政策法規對產業發展具有導向性、保障性的根本作用。隨著民用無人機應用領域不斷擴大,飛行活動日益頻繁,相關政策法規、行業標準滯後,跟不上產業發展的矛盾問題已十分突出。比如,無人機的飛行區域主要是低空,但目前中國低空領域尚未對民用無人機開放,現行空域政策規定與無人機的發展需求形成牴觸。又如,目前還沒有統一的無人機研發、設計和製造國家技術品質標準,企業基本是按照自己掌握的標準來生產,導致產品品質參差不齊,效能和適航性難以保證。有些仿製的無人機壽命甚至不超過50小時,但也宣稱是技術創新成果,明知其不可取,卻沒有有效的手段應對。由於無人機發展速度之快超乎意料,一些共性問題也是各國共同面臨的,比如美國也已意識到,其現行的監管辦法不利於無人機的發展,現正加緊研究對無人機開放低空領域及制定相應的空域管理措施。
健全中國相關政策法規及配套措施,建立完善行業規範標準,加快開放低空空域,高效利用空域資源,是一項必須下功夫的基本功課,同時也是為中國參與世界無人機標準的制定奠定堅實基礎。
打牢基礎,在創新完善管理模式上下功夫。
管理是基礎性工作,對產業良性發展至關重要。從實際效果看,中國現行的部分規章已經與迅速發展的無人機產業不匹配,甚至出現嚴重脫節。比如,民用無人機的適航管理主要依據《關於民用無人機的管理有關問題的暫行規定》,但無人機屬民航和空管部門多頭管理,由於對具體的管理部門和申辦流程未明確,再加上程式繁瑣、週期長,導致“黑飛”現象時常出現。又如,《民用無人駕駛航空器系統駕駛員管理暫行規定》於2013年出臺,相當於之前的無人機駕駛員均為無證操作。而且該項規定仍屬臨時性規定,對駕駛員培訓應由哪個機構來統一標準、審定教材,執照等級如何劃分等問題闡述不明確,造成實際操作上存有爭議。再如,部分地方至今將無人機管理掛在體委下面的航模運動類部門,顯然落後於無人機的發展現狀。
管理體現一個國家的無人機運用水平,目前世界各國都很重視無人機的管理問題。比如歐洲各國已決定自2016年起,對起飛重量在250kg以下的無人機,統一制定技術發展和空管規則。健全完善管理職能和體制機制,及早填補從研發生產、推廣銷售到使用服務全過程、各環節的管理空白或缺失,不斷創新無人機管理手段和辦法,既是十分迫切的現實要求,也是一項需要長期不懈狠下功夫的艱鉅工作。