1、西南证券研究发展中心 通信研究团队 2024年5月 低空经济专题(二)飞行器大脑飞控系统 2 4 核心要点 飞控系统是飞行器实现正常飞行的关键部件。飞控技术是指通过飞行控制系统对飞行器进行姿态控制、导航定位、任务规划、飞行指令下发、数据处理等操作的技术,飞行控制系统是飞行器的“大脑”,负责接收传感器数据、进行数据处理和算法运算,并输出控制指令以控制飞行器的运动。飞控系统核心组件包括飞行计算机、传感器、执行器、舵机、电源系统、通信系统等,其中飞控计算机为飞控系统的核心组成部分,其实现了飞控系统70%-80%的功能,价值约占飞控系统的20%-30%。随着eVTOL及无人机数量增长,飞控系统需求持续
2、提升。eVTOL及无人机需要通过飞控系统来完成逻辑判断、控制、导引计算、系统管理等操作,用以满足飞控技术设计的可用性与完整性要求。在低空经济受政策大力支持的背景下,我国飞行器数量快速增长,2023年我国在役的民航飞机规模达4324架,同比增长3.8%;无人机注册数量约为113.2万架,同比增长18.2%,同时国产化率和新机型上线率持续提升,对飞控系统需求持续增长。据航空产业网,2023年全球民航市场飞行控制系统的市场规模约为119.6亿美元,预计到2030年将达到270亿美元,复合增速达12.3%。同时,全球无人机市场飞控系统市场规模约为45亿美元,预计到2030年将达到130亿美元,复合增速
3、达16.4%。飞控技术系大国博弈重要领域,自主可控需求强烈。飞控系统在军用与民用领域均有广泛应用,在民用领域,飞控系统在航空运输、通用航空、无人机应用等领域应用于自动驾驶、物流配送、环境监测等场景;在军用领域,飞控系统被用于战斗机、导弹和军用无人机的火控制导、电子干扰等场景,具有极大军事价值。因此,欧美国家对飞控技术出口限制较多,相关技术自主可控需求强烈。飞控系统自主可控路径主要包括无人机厂商自研、车企跨界研发、航空院所科研和民航研发等,各个路径各有优劣,但多点开花推动我国飞控技术持续发展。风险提示:技术研发不及预期风险、无人机推广不及预期风险、地缘政治风险等。1 eZaVbZbZbUeZeU
4、dX7NcMbRnPnNmOsOfQpPsPfQoMmO6MnNyRuOqQuMxNqQrP目 录 1 飞行控制器概述:飞行器的“大脑”2 飞控系统市场规模:航空器必需,市场稳健增长 3 飞控系统发展展望:海外技术封锁,国产化需求迫切 2 定义:飞控技术是指通过飞行控制系统(Flight Control System,简称FCS)对飞行器进行姿态控制、导航定位、任务规划、飞行指令下发、数据处理等操作的技术。飞行控制系统是飞行器的“大脑”,负责接收传感器数据、进行数据处理和算法运算,并输出控制指令以控制飞行器的运动。数据来源:百度百科,西南证券整理 1.1.1 飞控技术:定义 3 基于电传操纵的
5、飞控系统在飞机中分布示意 飞控系统测试图 飞控系统可以分为姿态控制系统、导航定位系统、任务规划系统、飞行指令下发系统等。姿态控制系统负责控制飞行器的姿态,包括滚转、俯仰和偏航等。导航定位系统负责确定飞行器的位置和方向,通常采用GPS、惯性导航、视觉导航等技术。任务规划系统可以根据任务需求,规划飞行器的飞行路径、高度、速度等参数。飞行指令下发系统:将飞行指令发送给执行机构,控制飞行器的运动。数据来源:百度百科,程源低空遥感无人机飞控技术的研究与应用,西南证券整理 1.1.2 飞控系统分类:可分为姿态控制系统、导航定位系统、任务规划系统、飞行指令下发系统 飞控系统分类 4 名称 功能 姿态控制系统
6、 负责控制飞行器的姿态,包括滚转、俯仰和偏航等。导航定位系统 负责确定飞行器的位置和方向,通常采用GPS、惯性导航、视觉导航等技术。任务规划系统 根据任务需求,规划飞行器的飞行路径、高度、速度等参数。飞行指令下发系统 将飞行指令发送给执行机构,控制飞行器的运动。1.2 飞控系统:技术原理 飞控技术的核心原理是通过多种传感器(如陀螺仪、加速度计、磁力计、气压计等)实时获取飞行器的姿态、速度、位置等信息,并将这些信息传输给飞行控制计算机。飞行控制计算机对这些数据进行处理和分析,通过预先编写的飞行控制算法进行姿态控制和飞行控制,并输出控制指令给执行机构(如电机、舵机等),以实现对飞行器的精确控制。数