企业竞争图谱：2024年飞行控制系统 头豹词条报告系列

企业竞争图谱：2024年飞行控制系统 头豹词条报告系列 文上·头豹分析师2024-11-01未经平台授权，禁止转载 版权有问题？点此投诉 行业：制造业/铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制造业/航空、航天器及设备制造/航空相关设备制造 工业制品/工业制造 关键词：飞控系统低空经济无人机 行业特征 数据图表 SIZE数据 摘要飞行控制系统是一种利用自动控制的反馈原理来操纵飞机的各个操作面，以实现飞行姿态、轨迹稳定与跟踪的系统。飞行控制系统利用自动控制原理操纵飞机，确保飞行安全与效率。随着亚太地区航空市场增长，特别是中国市场的崛起，飞行控制系统需求激增。行业以国有企业为主导，市场集中度高，但新兴民营企业正增强竞争。技术进步、企业战略及全球环境变化推动行业持续发展。未来，智能化、模块化、集成化趋势将促进市场规模强劲增长，并扩大至更多应用领域。 行业定义[1] 飞行控制系统是一种利用自动控制的反馈原理来操纵飞机的各个操纵面，以实现飞行姿态、轨迹稳定与跟踪的系统。飞行控制系统作为飞机的核心系统之一，直接关系到飞行的安全和操作效率，能够提供精确的操纵和调整，确保飞机在各种飞行条件下的稳定性和安全性。飞行控制系统能有效改善飞行性能，实现自动飞行，降低飞行员的负担。 行业分类[2] 飞行控制系统行业可以分为液压机械飞行控制系统、电子飞行控制系统、智能飞行控制系统和光传操纵飞行控制系统。 行业特征[3] 飞行控制系统行业包括市场需求量大、国有企业占比高和市场集中度高特征。 1市场需求量大 根据国际机场协会（ACI），亚太地区的飞机起降量份额持续提升，中国预计将成为全球最大的航空市场空中交通。不断增长的客运量推动对新飞机的需求，推动对飞行控制系统的需求。2023年中国航线完成1,126.1万架次，比上年增长62.6%。此外，低空飞行时长不断推进，无人机外卖成为新趋势，在四川搭建中国首个无人机外卖服务平台。总体来看，随着应用市场的快速增长，飞行控制系统需求量呈强增长态势。 2国有企业占比高 中国飞行控制系统领域企业主要包括国有企业、民营企业和外资企业三类，其中国有企业占比最大。截止2023年底，国企占比～50%，民营企业占比～30%，外企占比～20%。中国飞行控制系统代表性国有企业包括航天科技集团、航空工业集团、电子科技集团等大型企业。从地理分布角度来看，飞行控制系统企业主要分布在陕西（7家）、北京（4家）、甘肃（2家）、广东（2家）等省份，企业较为分散，且多在北方。 3市场集中度高 飞行控制系统行业进入门槛较高，技术壁垒高，且行业内头部企业核心竞争力为技术。目前，中国飞行控制系统企业较少，呈现较高的市场集中度。行业内飞控供应商主要包括军工单位、研究院和高校为背景的传统供应商，例如中航工业618所、北航南航等，但因为近年来新兴民营公司加入，市场竞争逐渐增强，例如边界智控、翔仪、创衡控制等，这些新兴企业的产品性价比较高。 发展历程[4] 飞行控制系统行业发展经历四个历程：20世纪初为萌芽期，美国莱特兄弟试飞第一架飞机，正式拉开飞行控制系统的序幕；20世纪中期是飞行控制系统行业的启动期，在此期间，液压机械和电传操纵先后出现，极大的简化系统，解放人力；21世纪是行业的高速发展，自动飞控和光传飞控是划时代的发明，光传操纵系统代替电传操纵系统是飞行控制技术发展的必然趋势。 1903年，美国莱特兄弟成功试飞了世界上最早的飞机“飞行者1号”，这架飞机安装了两个推进螺旋桨和单台链式传动发动机，还带来了升降舵在前、方向舵在后的鸭式布局操控方式的初代“飞控系统”。 早期的飞行器依靠手动控制，飞行员通过操作电缆和杠杆来调整飞行器的姿态和方向。这种原始的控制方式为机械联动和液压系统的进步铺平了道路，使飞行器的运动变得更加精确和灵活。 启动期1930~1984 二战之后，美苏等国开始尝试在飞机上安装液压助力系统。美国从F-86E上开始，在水平的副翼和尾翼应用了液压机构，垂直尾翼继续保留钢丝绳连接。苏联也从米格-15БИС开始采用了类似的配置。20世纪中叶，飞控技术取得了显著进步，引入了电子系统。电传操纵（Fly-by-Wire，FBW）系统出现了。电传操纵系统最开始是在阿波罗11登陆器上使用的，试验成功后，很快就在飞机上得到了进一步的应用和完善，F-8C战机成为了首个无机械备份只用电传操纵的战斗机。 液压操纵极大解放了人力。而电传的出现解决了机械传动存在的种种问题，极大简化了操控，而且节省了机械传动所需要机械设备占用的空间和重量，实现了计算机直接干预飞机操控的硬件条件，整个飞行操控过程更智能和高效。 高速发展期1985~2024 1985年，美国空军将装有先进数字式光传控制系统的一架UH-60A“黑鹰”直升机进行试飞，它的成功是飞机操纵系统发展史上的里程碑。1993年11月，NASA对采用光传飞控系统的舰载机F/A-18进行了飞行试验。中国光传操纵系统的研究刚刚起步，2000年开始研2路接收2路发送光纤通讯微机接口板和多路复用光总线关键技术，并且提出了准光传操纵系统体制，研究了光/电和电/光转换装置。2021年，中国光传飞控系统在航空工业沈阳所成功试飞。 光传飞控对电磁干扰还有由雷击或闪电引起的电磁冲击可以有效地防御，光传操纵系统代替电传操纵系统是飞行控制技术发展的必然趋势。 产业链分析 飞行控制系统产业链上游为核心零部件的研发与生产环节，主要包括但不限于主控芯片、传感器、电池、电机、雷达、陀螺仪、摄像机等；产业链中游为飞行控制系统的整合环节；产业链下游为应用环节，终端客户主要来自无人机、商用航空、军用航空和飞行汽车等。[6] 飞行控制系统行业产业链主要有以下核心研究观点：[6] 产业链上游零部件制造对中下游影响大，其技术壁垒较高，部分零部件存在“卡脖子”问题。飞行控制系统上游属于高精尖产业，中国起步较晚，主要技术掌握在国外企业，中下游企业被动接受价格。以上游核心零部件中高端射频类MSEMS器件和部件为例，其进口占比达80%，传感器芯片进口率达90%。目前产业链上游部分核心零部件存在“卡脖子”问题，国产化率仍有待提高。此外，中国在飞行控制技术的掌握上往往只局限于单一或几项，难以满足复杂多变的飞行需求。例如eVTOL，其关键子系统均由国际一级供应商提供，霍尼韦尔公司提供航空电子和飞控系统，东丽公司提供碳纤维复合材料。 技术创新完善产业链，使成本降低。 飞行控制系统行业属于高精尖产业，一条完整的产业链是行业的基础，并且可以促进飞行控制系统市场规模增长。飞行控制器上游所需部分零件技术壁垒高，部分核心零部件存在“卡脖子”问题，技术创新是中国飞控企业需要解决的重要问题之一。目前，传感器、主控芯片等技术掌握在美欧等国家中，中国企业整体处于中低端产品制造，但经过技术创新，中国飞控企业将拥有完整的产业链，从而成本降低。[6] 产业链上游 生产制造端 核心零件研发与生产 上游厂商 航天时代电子技术股份有限公司 查看全部 产业链上游说明 产业链上游部分核心零部件存在“卡脖子”问题，且依赖于进口。 飞行控制系统上游零件主要包括主控芯片、传感器、陀螺仪、摄像机等。以大疆无人机飞控系统的核心零部件为例，其零部件来自于全球不同的供应商，主要包括视觉处理系统从美国INTEL旗下的Movidius公司购买，陀螺仪从美国Invensense和ADI公司进口，主控芯片目前只使用ST公司的ARM芯片以及高通/INTEL提供的无人机专用CPU，摄像头则配套索尼产品。 在飞行控制系统的核心零部件传感器生产中，中国在全球传感器生产占比～30%，但其整体技术含量较低，属于中低端传感器，毛利率低于20%，而国际企业传感器毛利率高达60%以上。目前，中高端传感器仍需进口。此外，在核心零部件中，中高端射频类MSEMS器件和部件进口占比达80%，传感 器芯片进口率达90%。总体来看，目前产业链上游部分核心零部件存在“卡脖子”问题，国产化率仍有待提高。 核心零部件技术壁垒较高，且上游卖方议价能力强。 飞行控制器上游所需部分零件技术壁垒高，包括主控芯片、传感器和陀螺仪等。目前，国产零部件技术仍有待突破，加之受到中美贸易战影响，依赖于美国进口的主控芯片议价能力较强。此外，中高端的陀螺仪和传感器等核心零部件制造技术仍掌握在美国和欧洲，中国下游企业议价能力较弱，被动性强。因此，上游企业外企占比较大，且技术壁垒较高，部分核心技术仍处于垄断。 产业链中游 品牌端 飞行控制系统整合 中游厂商 产业链中游说明 技术创新带动中游飞行控制系统行业发展。 飞行控制系统行业是高精尖产业，产业链中技术的创新扩展飞行控制系统的规模。2022年国产飞机C919首次飞行试验圆满完成，C919大飞机的研制带动飞行控制系统等一系列产业迅速发展。仅仅2年的时间，截至2024年上半年，国产飞机C919最新订单数量已经超过1,000架。中国国产飞机的创新，完善中国航天业产业链，飞行控制系统行业规模扩大，利润上升。中游的发展依赖于飞行控制系统及其背后的高端技术研发。预计未来，光传操纵系统是飞行控制系统的发展趋势，光传操作系统在抗电磁干扰，减轻飞机重量等方面有着现在电传操纵系统无法相比的优点。与电传相比，光纤传输技术频带宽、信息容量大，目前单模光纤的带宽可达THz·km量级。其次，光传操纵传输损耗低、传输距离长，光纤损耗降至0.2dB/km 以下，比电缆小1~2个数量级。 较完整的产业链加速中游飞行控制系统发展。 完整的产业链是中游飞行控制系统行业的基础，产业链整合和供应商关系是飞机控制系统行业中游领域持续健康发展的关键。飞控系统和航电套件是飞机的关键系统。以应用机型eVTOL为例，两者不仅要满足适航的要求，还面临轻量化、低成本、智能化挑战。为实现这一目标，飞控系统和航电套件需要在产品研发早期开展更加紧密的合作。2023年，昂际航电与边界智控签署战略合作备忘录共同开发AAM航电套件和飞控系统。 产业链下游下 渠道端及终端客户 飞行控制系统应用 渠道端 产业链下游说明 飞行控制系统应用领域包括商用航空、军用航空以及通用航空等各类机型，其应用市场广泛。 飞机控制系统是航空产业链中至关重要的组成部分，其发展密切关联于下游市场的需求以及技术进步。下游市场主要包括商用航空、军用航空以及通用航空等领域。其中，受到低空飞行经济的热度影响，飞行控制系统在低空飞行应用领域潜力较大，其中无人机是最大的应用市场。目前，中国飞行控制系统多用于无人机行业，其他航空领域有所欠缺，主要原因是无人机行业产业链较成熟，发展迅速，而航空产业链上游仍存在部分零部件国产化缺口。 目前无人机作为飞行控制系统主要的应用领域，预计需求将持续增长。 无人机是飞行控制系统主要的应用市场，分为民用无人机和军用无人机应用领域，其中民用无人机在农业、物流配送、建筑监测、安全监控等领域应用广泛；军用无人机用于侦察、诱敌、探测等多种军事用途。受到芯片、人工智能、大数据技术的发展，无人机开始向智能化、终端化、集群化的趋势发展，中游飞行控制系统是无人机变化的最大推手之一。随着无人机技术的发展和应用场景的拓宽，无人机市场蓬勃发展，对飞控系统的需求也将相应增加。 [5]1：https://xueqiu.co…2：雪球[6]1：https://www.china…2：航空产业网[7]1：https://www.jiqizhi…2：机器之心[8]1：https://xueqiu.co…2：雪球[9]1：https://www.china…2：航空产业网[10]1：http://www.stdaily.…2：http://travel.china.…3：中国科技网、中国网[11]1：https://www.aviag…2：昂际航电[12]1：https://www.china…2：航空产业网 行业规模 2020年—2023年，中国飞行控制系统（无人机领域）行业市场规模由124.93亿元增长