世界軍用無人機發展驅動因素、市場規模及研發趨勢


  

 

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世界軍用無人機發展驅動因素、市場規模及研發趨勢

作者 沫文舒 遠望智庫特約研究員

選自:《遠望要報》第45期(總第267期)

近期,日本智庫環球信息有限公司(GII)發佈報告,梳理世界軍用無人機發展的驅動因素、市場規模以及研發趨勢等,有關內容值得研究參考。


一、概述


       


無人機,也稱無人駕駛飛行器(UAV),是一種可以在沒有人類飛行員在場的情況下操作的飛機系統。無人機有着不同配置,可以在距地表數百米至3萬英尺(9144米左右)以上的高度飛行。高空長航時的無人機設計可用於在距地表5萬英尺(15240米左右)以上的高度範圍內運行。

軍用無人機是專門用於軍事目的而設計和使用的無人機,包括各種產品,具有遠程監視、偵察、目標定位、打擊等功能,可參與作戰行動和國防領域的其他行動,爲軍隊提供了強大的戰場支援能力。在俄烏戰爭中,無人機的使用展現了其巨大的作用,從而在一定程度上改變了戰局。軍用無人機在現代戰爭中的作用愈發凸顯,成爲了國防領域的重要利器之一。

軍用無人機市場規模預計在未來幾年將大幅增長。預計到2028年將以7.7%的複合年增長率增長至163.3億美元。2023年,北美是軍用無人機市場份額最大的地區。亞太地區預計近幾年內將成爲全球軍用無人機市場增長最快的地區。

地緣政治緊張局勢的加劇,特別是俄烏戰爭的持續,正在加強對國防能力的要求。無人機兼具偵察和攻擊能力,提供戰場的實時態勢感知,已被認爲是增強地區安全的重要手段。軍事方面對無人機的需求正在不斷增加。

與傳統無人機相比,軍用無人機具有更遠的飛行距離、更高的耐用性和更高的飛行高度,配備了更強大的發動機、攝像設備和瞄準系統,使其成爲陸地和海洋環境中邊境巡邏的理想選擇。多年來,各國政府投入巨資部署無人偵察機,同時也研發先進無人機。隨着專注於人工智能、機器學習和大數據的高級版本無人機的出現,以及載荷運輸能力的提高,預計無人機在軍事領域的採用將不斷增加。


二、軍用無人機的分類


       


軍用無人機包括各種產品,每種型號都配備不同的有效載荷,具有多種用途。

根據平臺,軍用無人機分爲小型、戰術和戰略無人機。小型無人機包括納米、微型和迷你型,能在350米以下的高度運行。例如“彈簧刀無人機300(Switchblade 300)”,其體積類似於磚頭,重量約爲2.5公斤,是小型巡飛彈無人機的代表,能夠以緊湊的爆炸有效載荷進行瞄準;其有效的飛行控制系統和經濟的運營費用,能夠使國防部門滿足監視、偵察和邊境安全的需求。戰術無人機因其多功能性、更好的態勢感知能力、精確打擊能力和成本效益,而在無人機戰爭市場上備受追捧;能夠填補小型無人機與戰略無人機之間的空白,兼具小型平臺的靈活性和高端的能力。戰略無人機是天空中的眼睛,提供遠眺戰場的功能,擅長收集遠方的詳細情報,以助力對重要目標進行精準打擊。

根據應用,軍用無人機分爲情報偵察監視(ISR)類無人機,包括監視無人機、偵察無人機、目標捕捉無人機;戰鬥行動類無人機,包括致命性無人機、隱形無人機、靶機等。2023年,情報偵察監視類(ISR)無人機佔據軍用無人機市場的最大份額。

根據航程,軍用無人機分爲短程、中程和遠程。2023年,中程無人機佔據軍用無人機市場的最大份額。

根據飛行技術,軍用無人機分爲固定翼系統、多旋翼系統和混合型。2023年,固定翼在軍用無人機市場中佔據更大份額。固定翼軍用無人機是具有剛性機翼結構並依靠向前運動產生升力的無人機;與其他類型相比,它具有更長的飛行時間、更遠的航程和更高的最高速度,適用於監視、偵察、遠程攻擊等任務。旋翼軍用無人機通常稱爲無人直升機系統或垂直起降無人機,利用旋翼系統產生升力和推進力,適用於需要懸停能力、低速機動性和有限空間操作的任務,通常用於近距離偵察、監視、目標捕獲和後勤支援。混合型結合了固定翼和旋轉翼的特點,在各種作戰場景中具有很強的通用性,可以像直升機一樣垂直起降,同時在向前飛行時保持固定翼飛機的效率;可用於偏遠地區的貨物運輸、搜救任務、醫療後送支援、海上巡邏和情報收集等。


三、軍用無人機發展的驅動因素與限制因素


       


軍用無人機市場主要是由全球國防部門支出的不斷增加推動的。地緣政治局勢緊張和相關威脅的加劇、軍事現代化計劃的實施、邊境安全和監視措施的加強、反恐行動的強化、海洋意識的提高、無人系統技術和反無人機技術的發展等因素,都推動了軍用無人機市場。

(一)國防開支的增加提升了對軍用無人機的需求

世界各國對國防計劃的資金分配促進了無人機在軍事行動中的使用。根據斯德哥爾摩國際和平研究所(SIPRI)2024年4月發佈的報告,2023年全球軍費開支連續第九年增長,激增至2.4萬億美元,地緣政治衝突的爆發使得戰爭相關開支達到歷史新高。其中,美國是當之無愧的最大軍費支出國,軍費支出高達9160億美元,較2022年增長了2.3%,並預計在未來幾年持續激增。北約31個成員國在2023年的軍費開支總計達1.3萬億美元,佔全球總額的55%。而中東地區,軍費開支也出現了過去十年中最高的年增長率——9%。

(二)軍事現代化計劃的實施

現代戰爭體系的變化,促使各國政府加大了對軍隊的投入,例如允許軍隊從國內外製造商採購先進技術和設備,以及對其軍隊進行現代化改造。隨着對先進技術、武器裝備、火炮、車輛等加強軍隊建設的需求不斷增加,世界各地的軍隊都在上述產品上進行了大量投資,不斷將新技術引入戰鬥和非戰鬥行動,從而進一步推動了國防支出。非對稱戰爭和現代戰場需要大量信息才能成功作戰,這也有助於軍用無人機的開發和採購。

(三)軍事技術的不斷發展

對先進C4ISR(指揮、控制、通信、計算機、情報、監視和偵察)能力的日益重視,推動了軍用無人機的發展。C4ISR解決方案在加強軍事和情報框架中的指揮和控制方面,發揮着關鍵作用,並對陸地、空中和海上軍事行動的成功產生重大影響。例如第五代C4ISR,是一種聯合作戰管理系統,可利用系統機器學習,進行數據收集、理解和跨其組件的無縫通信。C4ISR中的人工智能(AI)增強了車輛識別、圖像輸入等功能,並通過對障礙物和變化的地面條件發出早期預警來提供駕駛輔助。人工智能在無人機中的集成度不斷提高,世界各國正在迅速採用這些技術來增強其國防能力。

(四)快速增長的商用無人機行業推動了軍用無人機市場的擴張

根據Drone Survey Services公司的數據,到2024年,全球商用無人機市場增長預計將達到431億美元。商用無人機領域的快速增長,也推動了軍用無人機技術的進步,相對於有人駕駛飛機的成本優勢不斷增強,從而擴大了對軍用無人機解決方案的需求。

(五)主要限制因素

一是初始成本較高,特別是戰略(中高空)無人機。二是管理致命性自主武器系統使用的國際法律和道德框架(法律)仍在制定中。三是無人機在強風、大雨或低能見度等不利天氣條件下的有效性有限,須高度依賴穩健的通信基礎設施,而且易受干擾和黑客攻擊。四是有效載荷等限制可能會阻礙無人機在某些情況下的有效性,須對無人機操作、維護和數據分析人員進行培訓以確保最佳性能。五是面臨多種挑戰,例如無人機的劫持和安全問題、缺乏可持續的動力來提高無人機的續航能力等。


四、市場規模


       


無人機的主要生產公司包括雷神公司、波音公司、洛克希德·馬丁公司、空中客車公司、通用動力公司、諾斯羅普·格魯曼公司、BAE系統公司、泰雷茲集團、L3哈里斯技術公司、萊昂納多公司、埃爾比特系統有限公司、以色列航空航天工業有限公司、通用原子航空系統公司(GA-ASI)、德事隆系統公司、深圳大疆創新科技有限公司等。很多公司在北美、歐洲、亞太等地區的物流業務中擁有強大的分銷網絡,進而推動了無人機的需求。

(一)歐洲

從地區來看,歐洲地區預計將在近幾年內成爲軍用無人機高增長的潛在市場。無人機在傳感器方面的技術升級,推動了歐洲地區無人機市場的增長。

根據歐盟(EU)2022年12月公佈的數據,2021年歐盟國防開支達到2420億美元(2140億歐元),比2020年增長6%。2024年3月25日,歐盟外交與安全政策高級代表博雷利發表署名文章稱,由於國際局勢急劇變化,歐盟成員國國防預算在2022年至2023年間增加了500億歐元。因此,各國政府在其國防部門的此類投資和舉措有助於軍用無人機市場的增長。

地緣政治局勢緊張加劇,特別是俄烏戰爭的持續,加速了對無人機的需求。烏克蘭前國防部長雷茲尼科夫2023年1月曾稱,該國政府與烏無人機製造商簽署了16項供應協議,計劃在2023年投資5.5億美元採購無人機。烏總理傑尼斯2024年4月30日表示,烏政府將增加155億格里夫納(約合3.9億美元)撥款以採購無人機。偵察無人機和攻擊無人機正日益成爲烏軍對抗俄羅斯的重要裝備。

歐洲國家正在積極致力於協調無人機法規、促進跨境合作、簡化部署流程,也正在爲軍用無人機引入新規定。根據歐盟委員會2023年1月消息,歐盟的新規則側重於爲無人機建立一個專用空域“U空間”,允許運營商提供更廣泛的服務。這爲無人機在安全環境中運行創造了條件,並進一步擴大了無人機行業和服務的規模。這些規則將有助於通過執行復雜的遠程作戰來提高軍用無人機的性能。

歐洲國家持續投資軍用無人機以加強國家安全。例如,根據意大利2021年預算計劃,國防部計劃在七年內投資約6300萬美元來武裝意大利的“死神”無人機。此外,根據歐洲無人機(Eurodrone)項目,意大利、德國、西班牙和法國等歐洲國家已獲准開發20架中空長航時(MALE)無人機,與以色列和美國製造的無人機競爭。2022年1月,西班牙首相桑切斯宣佈意大利、德國、西班牙和法國合作投資19.8億美元開發歐洲最大的軍用無人機。所有這些因素都在推動市場增長。

歐洲軍用無人機市場正在將其關注範圍擴大到傳統的監視和偵察之外。人們越來越多地探索無人機在電子戰、後勤補給以及海上巡邏等領域的應用,這也爲市場的增長和拓展開闢了新的途徑。

(二)北美

軍用無人機供應商不斷致力於推出新產品,以滿足不同國家軍事當局的需求。

2022年2月,美國無人機製造商Skydio公司獲得了一份每年價值2020萬美元的合同,爲美國軍方提供X2D無人機,用於短程偵察計劃(SRR)。

2022年4月,德事隆系統公司宣佈已將其““航空探測器(Aerosonde)”無人機部署到美國海軍驅逐艦上。此外,繼2018年底交付“黑黃蜂(Black Hornet)”無人機後,Teledyne FLIR公司於2022年5月獲得了一份價值1400萬美元的無人機供應合同。

2022年10月,貝宜系統有限公司(BAE Systems)獲得了一份價值4億美元的合同,開發可與有人駕駛戰鬥機相結合的戰鬥無人機。

2023年3月,宇航環境公司(AeroVironment)推出了最新版本的“彈簧刀300”無人機,名爲“Switchblade 300 Block 20”,具有新型操作功能,包括基於平板電腦的新型火控系統。這種輕型、精確防護的無人機還可以在不到兩分鐘的時間內部署完畢,從而提高了任務的靈活性。


五、研發趨勢


       


(一)人工智能

軍用無人機市場高度關注增強功能的創新技術。人工智能增強決策和自主作戰能力,使無人機在操作、維護和訓練方面具有顯著的成本優勢。無人機納入網絡中心戰可以增強戰場意識和協調行動。2022年11月,Dedrone公司和江森自控 PLC合作,在全球範圍內提供人工智能/機器學習驅動的空域安全解決方案。Dedrone公司的軟件集成到江森自控的安全產品中,創建了全面的空域安全解決方案。

2023年9月,總部位於美國的專門從事自主系統的國防公司Anduril Industries,收購了一家美國航空航天設計和製造公司Blue Force Technologies,加速了其向國家安全自主系統的擴張。前者的人工智能軟件集成到後者的自動駕駛飛行器中,以期增強其自動駕駛解決方案。

AquaAirX於2023年12月推出印度首款支持人工智能的兩棲無人機,表明市場傾向於爲各種國防應用提供開創性的無人機。

(二)使用軍用無人機進行貨物運輸

貨運飛行器(CAV)用於運輸各種物資,是最新的無人機技術之一。與直升機和飛機等傳統運輸方式相比,無人機運輸貨物已被證明具有優勢。與上述航空運輸機相比,貨運無人機更便宜,用途更廣泛,並且需要的維護更少。它還具有很高的運輸能力,並且不需要人類的直接參與。它可用於在危險地點運輸救生物資,降低人類生命風險。由於這些優點,各國政府開始考慮爲某些行動採購此類無人機。2022年12月,印度國防部宣佈爲印度陸軍採購570架物流無人機。供應商將根據高度標準最終確定兩個版本的無人機:12000英尺(約3657米)以下和12000英尺以上。

多家無人機供應商都致力於提供能夠促進送貨服務的無人機。例如,Mistral Solutions Pvt. Ltd.公司設計的“Mistral Xherpa”重載無人機能夠承受高海拔的極端環境,從而可以輕鬆運輸食品、醫療包和其他必需品。這些重載無人機可用於軍事目的,能夠在5000至20000英尺(1524米到6096米)的高度運行,可用於高海拔地區,甚至可以在大風環境中運輸所需物資,有助於節省時間並降低人員生命風險。因此,隨着貨運無人機需求的不斷增長,此類無人機在軍用貨運市場的使用呈上升趨勢。

(三)空中加油能力和其他技術的進步

軍用無人機的另一項技術進步是載人飛行器空中加油的能力。例如,2021年9月,作爲美國海軍測試的一部分,波音公司的“MQ-25 Stingray”無人機爲一架F-35聯合攻擊戰鬥機加油。美國海軍已撥款168億美元購買該型無人機,以用於爲F-35C和F/A-18等飛機加油。因此,面部識別、飛機的空中加油以及其他的技術進步(例如與指揮控制系統的加強集成),預計將成爲未來軍用無人機市場的主要趨勢。

(四)彈射發射

彈射發射是從有限空間內發射無人機,特別適合空間狹小的航空母艦。這種發射方式常用於最大起飛重量爲150公斤的無人機。埃爾比特系統公司(美國)、洛克希德·馬丁公司(美國)、以色列航空航天工業公司(以色列)、德事隆系統公司(美國)和泰雷茲公司(法國)等知名公司已經推出了用於各種軍事應用的帶有彈射器的無人機。此類別中著名的無人機包括“鳥眼”(BirdEye)650D、“偵察兵”(Scout)、“軌道飛行器”(Orbiter)系列、Ranger、Stalker XEUAS、“銀狐”(Silver Fox)、“航空探測器”(Aerosonde)等。

(五)開發本地製造的軍用無人機

這種做法正在亞太地區擴大。例如,2022年3月,總部位於馬來西亞的Deftech公司,在吉隆坡亞洲防務展(DSA 2022)上推出了一款新型本土製造的無人機“Aludra EE”。

(六)用於反恐

不斷上升的全球衝突和恐怖主義威脅加劇了對實時監視和偵察的需求。例如,尼日利亞在情報、監視和偵察行動中使用軍用無人機打擊“博科聖地”恐怖分子。供應商也正在開發解決方案,以滿足此類情況下對軍用無人機的需求。例如,2022年10月,德事隆系統公司宣佈已開始爲尼日利亞軍方進行無人飛行系統(UAS)的運營飛行。


六、結語


       


2023年,大國競爭愈演愈烈,局部衝突持續升級。在經歷過俄烏衝突和巴以衝突的實戰檢驗後,無人機進一步加快了向主戰裝備邁進的步伐。在新興技術和軍事作戰需求的共同驅動下,軍用無人機的發展前景非常廣闊,正在成爲現代戰爭中的重要組成部分。


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