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世界军用无人机发展驱动因素、市场规模及研发趋势

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世界军用无人机发展驱动因素、市场规模及研发趋势

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军用无人机作为现代战争中的重要装备,其发展备受关注。本文详细介绍了世界军用无人机的发展驱动因素、市场规模及研发趋势,内容包括军用无人机的分类、市场规模、研发趋势等。文章引用了多个权威数据来源,如斯德哥尔摩国际和平研究所(SIPRI)的报告、欧盟的数据等,具有较高的权威性和可信度。

近期,日本智库环球信息有限公司(GII)发布报告,梳理世界军用无人机发展的驱动因素、市场规模以及研发趋势等,有关内容值得研究参考。

一、概述

无人机,也称无人驾驶飞行器(UAV),是一种可以在没有人类飞行员在场的情况下操作的飞机系统。无人机有着不同配置,可以在距地表数百米至3万英尺(9144米左右)以上的高度飞行。高空长航时的无人机设计可用于在距地表5万英尺(15240米左右)以上的高度范围内运行。

军用无人机是专门用于军事目的而设计和使用的无人机,包括各种产品,具有远程监视、侦察、目标定位、打击等功能,可参与作战行动和国防领域的其他行动,为军队提供了强大的战场支援能力。在俄乌战争中,无人机的使用展现了其巨大的作用,从而在一定程度上改变了战局。军用无人机在现代战争中的作用愈发凸显,成为了国防领域的重要利器之一。

军用无人机市场规模预计在未来几年将大幅增长。预计到2028年将以7.7%的复合年增长率增长至163.3亿美元。2023年,北美是军用无人机市场份额最大的地区。亚太地区预计近几年内将成为全球军用无人机市场增长最快的地区。

地缘政治紧张局势的加剧,特别是俄乌战争的持续,正在加强对国防能力的要求。无人机兼具侦察和攻击能力,提供战场的实时态势感知,已被认为是增强地区安全的重要手段。军事方面对无人机的需求正在不断增加。

与传统无人机相比,军用无人机具有更远的飞行距离、更高的耐用性和更高的飞行高度,配备了更强大的发动机、摄像设备和瞄准系统,使其成为陆地和海洋环境中边境巡逻的理想选择。多年来,各国政府投入巨资部署无人侦察机,同时也研发先进无人机。随着专注于人工智能、机器学习和大数据的高级版本无人机的出现,以及载荷运输能力的提高,预计无人机在军事领域的采用将不断增加。

二、军用无人机的分类

军用无人机包括各种产品,每种型号都配备不同的有效载荷,具有多种用途。

根据平台,军用无人机分为小型、战术和战略无人机。小型无人机包括纳米、微型和迷你型,能在350米以下的高度运行。例如“弹簧刀无人机300(Switchblade 300)”,其体积类似于砖头,重量约为2.5公斤,是小型巡飞弹无人机的代表,能够以紧凑的爆炸有效载荷进行瞄准;其有效的飞行控制系统和经济的运营费用,能够使国防部门满足监视、侦察和边境安全的需求。战术无人机因其多功能性、更好的态势感知能力、精确打击能力和成本效益,而在无人机战争市场上备受追捧;能够填补小型无人机与战略无人机之间的空白,兼具小型平台的灵活性和高端的能力。战略无人机是天空中的眼睛,提供远眺战场的功能,擅长收集远方的详细情报,以助力对重要目标进行精准打击。

根据应用,军用无人机分为情报侦察监视(ISR)类无人机,包括监视无人机、侦察无人机、目标捕捉无人机;战斗行动类无人机,包括致命性无人机、隐形无人机、靶机等。2023年,情报侦察监视类(ISR)无人机占据军用无人机市场的最大份额。

根据航程,军用无人机分为短程、中程和远程。2023年,中程无人机占据军用无人机市场的最大份额。

根据飞行技术,军用无人机分为固定翼系统、多旋翼系统和混合型。2023年,固定翼在军用无人机市场中占据更大份额。固定翼军用无人机是具有刚性机翼结构并依靠向前运动产生升力的无人机;与其他类型相比,它具有更长的飞行时间、更远的航程和更高的最高速度,适用于监视、侦察、远程攻击等任务。旋翼军用无人机通常称为无人直升机系统或垂直起降无人机,利用旋翼系统产生升力和推进力,适用于需要悬停能力、低速机动性和有限空间操作的任务,通常用于近距离侦察、监视、目标捕获和后勤支援。混合型结合了固定翼和旋转翼的特点,在各种作战场景中具有很强的通用性,可以像直升机一样垂直起降,同时在向前飞行时保持固定翼飞机的效率;可用于偏远地区的货物运输、搜救任务、医疗后送支援、海上巡逻和情报收集等。

三、军用无人机发展的驱动因素与限制因素

军用无人机市场主要是由全球国防部门支出的不断增加推动的。地缘政治局势紧张和相关威胁的加剧、军事现代化计划的实施、边境安全和监视措施的加强、反恐行动的强化、海洋意识的提高、无人系统技术和反无人机技术的发展等因素,都推动了军用无人机市场。

(一)国防开支的增加提升了对军用无人机的需求

世界各国对国防计划的资金分配促进了无人机在军事行动中的使用。根据斯德哥尔摩国际和平研究所(SIPRI)2024年4月发布的报告,2023年全球军费开支连续第九年增长,激增至2.4万亿美元,地缘政治冲突的爆发使得战争相关开支达到历史新高。其中,美国是当之无愧的最大军费支出国,军费支出高达9160亿美元,较2022年增长了2.3%,并预计在未来几年持续激增。北约31个成员国在2023年的军费开支总计达1.3万亿美元,占全球总额的55%。而中东地区,军费开支也出现了过去十年中最高的年增长率——9%。

(二)军事现代化计划的实施

现代战争体系的变化,促使各国政府加大了对军队的投入,例如允许军队从国内外制造商采购先进技术和设备,以及对其军队进行现代化改造。随着对先进技术、武器装备、火炮、车辆等加强军队建设的需求不断增加,世界各地的军队都在上述产品上进行了大量投资,不断将新技术引入战斗和非战斗行动,从而进一步推动了国防支出。非对称战争和现代战场需要大量信息才能成功作战,这也有助于军用无人机的开发和采购。

(三)军事技术的不断发展

对先进C4ISR(指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察)能力的日益重视,推动了军用无人机的发展。C4ISR解决方案在加强军事和情报框架中的指挥和控制方面,发挥着关键作用,并对陆地、空中和海上军事行动的成功产生重大影响。例如第五代C4ISR,是一种联合作战管理系统,可利用系统机器学习,进行数据收集、理解和跨其组件的无缝通信。C4ISR中的人工智能(AI)增强了车辆识别、图像输入等功能,并通过对障碍物和变化的地面条件发出早期预警来提供驾驶辅助。人工智能在无人机中的集成度不断提高,世界各国正在迅速采用这些技术来增强其国防能力。

(四)快速增长的商用无人机行业推动了军用无人机市场的扩张

根据Drone Survey Services公司的数据,到2024年,全球商用无人机市场增长预计将达到431亿美元。商用无人机领域的快速增长,也推动了军用无人机技术的进步,相对于有人驾驶飞机的成本优势不断增强,从而扩大了对军用无人机解决方案的需求。

(五)主要限制因素

一是初始成本较高,特别是战略(中高空)无人机。二是管理致命性自主武器系统使用的国际法律和道德框架(法律)仍在制定中。三是无人机在强风、大雨或低能见度等不利天气条件下的有效性有限,须高度依赖稳健的通信基础设施,而且易受干扰和黑客攻击。四是有效载荷等限制可能会阻碍无人机在某些情况下的有效性,须对无人机操作、维护和数据分析人员进行培训以确保最佳性能。五是面临多种挑战,例如无人机的劫持和安全问题、缺乏可持续的动力来提高无人机的续航能力等。

四、市场规模

无人机的主要生产公司包括雷神公司、波音公司、洛克希德·马丁公司、空中客车公司、通用动力公司、诺斯罗普·格鲁曼公司、BAE系统公司、泰雷兹集团、L3哈里斯技术公司、莱昂纳多公司、埃尔比特系统有限公司、以色列航空航天工业有限公司、通用原子航空系统公司(GA-ASI)、德事隆系统公司、深圳大疆创新科技有限公司等。很多公司在北美、欧洲、亚太等地区的物流业务中拥有强大的分销网络,进而推动了无人机的需求。

(一)欧洲

从地区来看,欧洲地区预计将在近几年内成为军用无人机高增长的潜在市场。无人机在传感器方面的技术升级,推动了欧洲地区无人机市场的增长。

根据欧盟(EU)2022年12月公布的数据,2021年欧盟国防开支达到2420亿美元(2140亿欧元),比2020年增长6%。2024年3月25日,欧盟外交与安全政策高级代表博雷利发表署名文章称,由于国际局势急剧变化,欧盟成员国国防预算在2022年至2023年间增加了500亿欧元。因此,各国政府在其国防部门的此类投资和举措有助于军用无人机市场的增长。

地缘政治局势紧张加剧,特别是俄乌战争的持续,加速了对无人机的需求。乌克兰前国防部长雷兹尼科夫2023年1月曾称,该国政府与乌无人机制造商签署了16项供应协议,计划在2023年投资5.5亿美元采购无人机。乌总理杰尼斯2024年4月30日表示,乌政府将增加155亿格里夫纳(约合3.9亿美元)拨款以采购无人机。侦察无人机和攻击无人机正日益成为乌军对抗俄罗斯的重要装备。

欧洲国家正在积极致力于协调无人机法规、促进跨境合作、简化部署流程,也正在为军用无人机引入新规定。根据欧盟委员会2023年1月消息,欧盟的新规则侧重于为无人机建立一个专用空域“U空间”,允许运营商提供更广泛的服务。这为无人机在安全环境中运行创造了条件,并进一步扩大了无人机行业和服务的规模。这些规则将有助于通过执行复杂的远程作战来提高军用无人机的性能。

欧洲国家持续投资军用无人机以加强国家安全。例如,根据意大利2021年预算计划,国防部计划在七年内投资约6300万美元来武装意大利的“死神”无人机。此外,根据欧洲无人机(Eurodrone)项目,意大利、德国、西班牙和法国等欧洲国家已获准开发20架中空长航时(MALE)无人机,与以色列和美国制造的无人机竞争。2022年1月,西班牙首相桑切斯宣布意大利、德国、西班牙和法国合作投资19.8亿美元开发欧洲最大的军用无人机。所有这些因素都在推动市场增长。

欧洲军用无人机市场正在将其关注范围扩大到传统的监视和侦察之外。人们越来越多地探索无人机在电子战、后勤补给以及海上巡逻等领域的应用,这也为市场的增长和拓展开辟了新的途径。

(二)北美

军用无人机供应商不断致力于推出新产品,以满足不同国家军事当局的需求。

2022年2月,美国无人机制造商Skydio公司获得了一份每年价值2020万美元的合同,为美国军方提供X2D无人机,用于短程侦察计划(SRR)。

2022年4月,德事隆系统公司宣布已将其““航空探测器(Aerosonde)”无人机部署到美国海军驱逐舰上。此外,继2018年底交付“黑黄蜂(Black Hornet)”无人机后,Teledyne FLIR公司于2022年5月获得了一份价值1400万美元的无人机供应合同。

2022年10月,贝宜系统有限公司(BAE Systems)获得了一份价值4亿美元的合同,开发可与有人驾驶战斗机相结合的战斗无人机。

2023年3月,宇航环境公司(AeroVironment)推出了最新版本的“弹簧刀300”无人机,名为“Switchblade 300 Block 20”,具有新型操作功能,包括基于平板电脑的新型火控系统。这种轻型、精确防护的无人机还可以在不到两分钟的时间内部署完毕,从而提高了任务的灵活性。

五、研发趋势

(一)人工智能

军用无人机市场高度关注增强功能的创新技术。人工智能增强决策和自主作战能力,使无人机在操作、维护和训练方面具有显著的成本优势。无人机纳入网络中心战可以增强战场意识和协调行动。2022年11月,Dedrone公司和江森自控 PLC合作,在全球范围内提供人工智能/机器学习驱动的空域安全解决方案。Dedrone公司的软件集成到江森自控的安全产品中,创建了全面的空域安全解决方案。

2023年9月,总部位于美国的专门从事自主系统的国防公司Anduril Industries,收购了一家美国航空航天设计和制造公司Blue Force Technologies,加速了其向国家安全自主系统的扩张。前者的人工智能软件集成到后者的自动驾驶飞行器中,以期增强其自动驾驶解决方案。

AquaAirX于2023年12月推出印度首款支持人工智能的两栖无人机,表明市场倾向于为各种国防应用提供开创性的无人机。

(二)使用军用无人机进行货物运输

货运飞行器(CAV)用于运输各种物资,是最新的无人机技术之一。与直升机和飞机等传统运输方式相比,无人机运输货物已被证明具有优势。与上述航空运输机相比,货运无人机更便宜,用途更广泛,并且需要的维护更少。它还具有很高的运输能力,并且不需要人类的直接参与。它可用于在危险地点运输救生物资,降低人类生命风险。由于这些优点,各国政府开始考虑为某些行动采购此类无人机。2022年12月,印度国防部宣布为印度陆军采购570架物流无人机。供应商将根据高度标准最终确定两个版本的无人机:12000英尺(约3657米)以下和12000英尺以上。

多家无人机供应商都致力于提供能够促进送货服务的无人机。例如,Mistral Solutions Pvt. Ltd.公司设计的“Mistral Xherpa”重载无人机能够承受高海拔的极端环境,从而可以轻松运输食品、医疗包和其他必需品。这些重载无人机可用于军事目的,能够在5000至20000英尺(1524米到6096米)的高度运行,可用于高海拔地区,甚至可以在大风环境中运输所需物资,有助于节省时间并降低人员生命风险。因此,随着货运无人机需求的不断增长,此类无人机在军用货运市场的使用呈上升趋势。

(三)空中加油能力和其他技术的进步

军用无人机的另一项技术进步是载人飞行器空中加油的能力。例如,2021年9月,作为美国海军测试的一部分,波音公司的“MQ-25 Stingray”无人机为一架F-35联合攻击战斗机加油。美国海军已拨款168亿美元购买该型无人机,以用于为F-35C和F/A-18等飞机加油。因此,面部识别、飞机的空中加油以及其他的技术进步(例如与指挥控制系统的加强集成),预计将成为未来军用无人机市场的主要趋势。

(四)弹射发射

弹射发射是从有限空间内发射无人机,特别适合空间狭小的航空母舰。这种发射方式常用于最大起飞重量为150公斤的无人机。埃尔比特系统公司(美国)、洛克希德·马丁公司(美国)、以色列航空航天工业公司(以色列)、德事隆系统公司(美国)和泰雷兹公司(法国)等知名公司已经推出了用于各种军事应用的带有弹射器的无人机。此类别中著名的无人机包括“鸟眼”(BirdEye)650D、“侦察兵”(Scout)、“轨道飞行器”(Orbiter)系列、Ranger、Stalker XEUAS、“银狐”(Silver Fox)、“航空探测器”(Aerosonde)等。

(五)开发本地制造的军用无人机

这种做法正在亚太地区扩大。例如,2022年3月,总部位于马来西亚的Deftech公司,在吉隆坡亚洲防务展(DSA 2022)上推出了一款新型本土制造的无人机“Aludra EE”。

(六)用于反恐

不断上升的全球冲突和恐怖主义威胁加剧了对实时监视和侦察的需求。例如,尼日利亚在情报、监视和侦察行动中使用军用无人机打击“博科圣地”恐怖分子。供应商也正在开发解决方案,以满足此类情况下对军用无人机的需求。例如,2022年10月,德事隆系统公司宣布已开始为尼日利亚军方进行无人飞行系统(UAS)的运营飞行。

六、结语

2023年,大国竞争愈演愈烈,局部冲突持续升级。在经历过俄乌冲突和巴以冲突的实战检验后,无人机进一步加快了向主战装备迈进的步伐。在新兴技术和军事作战需求的共同驱动下,军用无人机的发展前景非常广阔,正在成为现代战争中的重要组成部分。

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