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2021-2025年中国临近空间飞行器分析及发展趋势预测研究报告
2020-11-19
  • [报告ID] 148591
  • [关键词] 临近空间飞行器分析
  • [报告名称] 2021-2025年中国临近空间飞行器分析及发展趋势预测研究报告
  • [交付方式] EMS特快专递 EMAIL
  • [完成日期] 2020/11/11
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  • [报告价格] 印刷版7500 电子版7800 印刷+电子8000
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报告简介

一、宽艇体平流层飞艇即载重样艇

2018年5月28日,达天飞艇公司牵头组建的“平流层飞艇联盟”联合研发的宽艇体平流层飞艇即载重样艇在宁夏回族自治区试飞。

该次试飞的CA-T24R型飞艇是一艘缩比艇,试飞过程中,模拟起降和检验试飞共7个架次2小时,试飞取得成功。虽然飞行时间只有短短两个小时,却在国内平流层飞艇界引起了不小的震动。

该次试飞成功的达天CA-T24R型飞艇外形采用了三囊宽体的设计。这样的设计在静浮力基础上增加了气动升力,结合了传统飞艇技术和固定翼、旋翼机和矢量推进等技术,使飞艇的操纵特性和稳定特性得到了一定的提升。

而且,宽艇体上表面宽阔,可铺设更多的太阳能电池,有效接收太阳能辐射,转化更多电能。其有效面积和时间都大于常规形式和英国Airlander10的飞艇。这一设计外形是早在2003年我们与英国飞艇专家达成的共识。同时,该飞艇的外形及气动设计完全是中国“智造”,多项创新和专利得到验证,是完全属于中国人的自主知识产权。

除了外形的变化,面对平流层飞艇的瓶颈问题,达天飞艇公司也同样提出相应解决方法,并在此次试飞过程中得到验证。

首先,他们最大限度地考虑因平流层氦温差引起体积膨胀时飞艇所能提供的最大冗余空间,并保证在平流层时压差在容许范围之内;而且,在驾驶过程中,工作人员通过改变飞艇的俯仰姿态来达到保持高度的目的,昼间操纵飞艇保持一定俯角飞行,夜间则操纵飞艇保持一定仰角飞行,宽体平流层飞艇和载重艇通过移动式配重、尾翼、全动式前翼(鸭翼)等创新性的设计,有效保持正常飞行以克服由于氦温差产生的高度变化和压力变化,达到浮重平衡。

此外,自主研发的电动机让飞艇在不同时段和不同高度面临不同风速时保持推阻平衡。而面对能源问题,分析表示,随着科技的进步和储能电池的发展,飞艇所需电能能够得到满足。

目前,试飞成果对结构设计及制造工艺等方面存在的问题进行了很好的验证,取得了丰富的重要数据和宝贵的经验,对后期该公司改进和提高其他飞艇的性能奠定了良好的基础。

达天飞艇公司将在样艇的基础上继续修订设计方案,制造CA-T320S型验证艇,从整体结构上进行验证飞艇的平稳性和升力,并验证创新点移动式配重、全动式前翼、尾翼、发动机等的安装方式和安装位置是否合理。然后,对于能源平衡的验证和对飞艇材料超热超压状况时氦气的浮力变化进行验证。

不仅民营企业正在勇攀平流层飞艇的“高峰”,中科院光电研究院对于平流层飞艇的研究也正在如火如荼地进行。平流层飞艇也在2016年被中科院列入“十三五”60项有望实现跨越发展的重大突破。根据规划,中科院将设计研制长航时、长驻空动力飞行平流层飞艇系统,突破系列核心关键技术,成功实施2万米高度驻留试验验证,在国际上率先掌握在平流层高度具备一定载荷能力的可控飞艇作业平台技术。

二、仿“僧帽水母”平流层飞艇

2019年8月,来自国防科技大学空天科学学院的创新团队,在国际上首次提出了受僧帽水母生物启发的“平流层飞艇仿生设计方法”。这一研究,有望打造能在临近空间长期驻留、稳定运行的平流层飞艇。

受僧帽水母依靠浮囊体、鳔和气腺协调控制浮力与压力这一现象的启发,国防科技大学团队成功解决了现有平流层飞艇“主副气囊”和“单囊体”技术方案中,环境热效应下浮力与压力协调控制难题。

团队以僧帽水母为仿生对象,以形态仿生设计了囊体气动外形。与常规气动外形相比,典型工况下可提高升阻比70%以上,增加有效载荷300-800公斤。同时,通过功能仿生首次提出了多囊体和热调节气囊新概念方案,解决了平流层飞艇在临近空间中“热胀冷缩”可能带来的蒙皮破裂和“超重”问题。飞行仿真试验和技术验证艇飞行试验表明,热调节气囊体积比为10%时,环境热效应下囊内最大压强可降低9.6%,这为浮力与压力协调控制难题提供了有效方案。目前,该创新成果已申请国际发明专利1项、国家发明专利3项。

临近飞行器细分领域发展展望

随着临近空间浮空器相关技术的进步,以及飞艇和平流层卫星等平台的试飞验证,临近空间飞艇将在未来数年内实现留空1个月直至1年的可控飞行,并将以其为平台构建具有区域和广域覆盖能力的临近空间信息系统,将与平流层卫星、太阳能无人机为平台的任务系统形成相互协同,形成20-30km高度持久信息支援与服务能力,使得未来的信息传输和个人通信更加廉价和方便。

临近空间飞艇一方面作为一种重要的空中平台,在国防、安全、通信以及“一带一路”重大信息保障工程方面将发挥重要作用,另一方面其处于航空航天高端制造产业链顶端,具有很强的产业聚集作用,可带动新材料、新装备、能源、信息、电子等产业的发展,对于我国的产业升级具有重要的促进作用。目前,该类型飞行器国内外均在同步发展,国内技术成熟度与国外无明显差距,部分核心技术具备自主开发能力,有利于形成自主知识产权,具有领先世界先进水平的基础,对我国飞行器发展具有标志性意义。

本公司出品的研究报告首先介绍了中国临近空间飞行器行业市场发展环境、临近空间飞行器行业整体运行态势等,接着分析了中国临近空间飞行器行业市场运行的现状,然后介绍了临近空间飞行器行业市场竞争格局。随后,报告对临近空间飞行器行业做了重点企业经营状况分析,最后分析了中国临近空间飞行器行业发展趋势与投资预测。您若想对临近空间飞行器行业产业有个系统的了解或者想投资中国临近空间飞行器行业,本报告是您不可或缺的重要工具。

本研究报告数据主要采用国家统计数据,海关总署,问卷调查数据,商务部采集数据等临近空间飞行器。其中宏观经济数据主要来自国家统计局,部分行业统计数据主要来自国家统计局及市场调研数据,企业数据主要来自于国统计局规模企业统计临近空间飞行器及证券交易所等,价格数据主要来自于各类市场监测临近空间飞行器。

 

 


报告目录
2021-2025年中国临近空间飞行器分析及发展趋势预测研究报告

第一章 临近空间飞行器的相关定义概念
1.1 临近空间的基本概念
1.2 临近空间环境的概述
1.3 临近空间飞行器基本综述
1.4 临近空间飞行器的分类
第二章 临近空间飞行器的发展环境
2.1 政策环境
2.1.1 军民融合规划布局
2.1.2 军工体制改革动向
2.1.3 卫星导航产业政策
2.1.4 民用空间基础规划
2.1.5 智能制造政策布局
2.2 经济环境
2.2.1 宏观经济概况
2.2.2 工业运行情况
2.2.3 固定资产投资
2.2.4 国防军费支出
2.2.5 疫后经济展望
2.3 技术环境
2.3.1 火箭发射技术
2.3.2 航空制造技术
2.3.3 3D打印技术
2.3.4 新材料技术
2.4 产业环境
2.4.1 卫星产业链结构分析
2.4.2 卫星产业相关行业划分
2.4.3 全球卫星产业收入规模
2.4.4 卫星发射发展规模分析
2.4.5 全球卫星存量状况分析
2.4.6 全球卫星区域分布状况
2.4.7 中国卫星发射情况分析
2.4.8 中国卫星应用规模情况
2.4.9 卫星互联网发展前景分析
第三章 2018-2020年临近空间飞行器行业发展情况分析
3.1 国际临近空间飞行器发展综况
3.1.1 各国布局逐步加快
3.1.2 美国临空飞行器布局
3.1.3 俄罗斯临空飞行器布局
3.1.4 其它国家临空飞行器
3.2 全球临空飞行器技术研究进展
3.2.1 临近空间原位科学探测进展
3.2.2 临近空间浮空器研究进展
3.2.3 临近空间无人机研究进展
3.2.4 高超声速飞行器研究进展
3.2.5 超声速亚轨道飞行器研究进展
3.3 中国临近空间飞行器发展综况
3.3.1 国内临空飞行器研发
3.3.2 临空飞行器应用概况
3.3.3 临空飞行器应用需求
3.4 临近空间飞行的法律研究
3.4.1 临近空间飞行的法律特征
3.4.2 临近空间飞行的法律地位
3.4.3 临近空间飞行的法律性质
3.4.4 临近空间飞行的法治状况
3.4.5 临近空间飞行的法律建议
3.4.6 临近空间立法策略的选择
3.5 临近空间飞行器军事用途
3.5.1 远程打击
3.5.2 侦察监视
3.5.3 通信中继
3.5.4 导航定位
3.5.5 综合预警
3.5.6 电子对抗
3.5.7 典型武器
3.5.8 技术挑战
3.5.9 应用前景
3.6 临近空间飞行器民事用途
3.6.1 通讯导航
3.6.2 城市服务
3.6.3 对地观测
3.6.4 海洋监测
3.6.5 气象预测
3.6.6 灾后救援
3.6.7 近太空旅行
3.7 临近空间飞行器发展问题及对策
3.7.1 发展存在的问题
3.7.2 发展的主要对策
第四章 平流层飞艇产业发展情况分析
4.1 平流层飞艇基本介绍
4.1.1 飞艇介绍
4.1.2 工作原理
4.1.3 应用领域
4.1.4 技术门槛
4.1.5 运用模式
4.2 国外平流层飞艇技术发展布局
4.2.1 技术发展阶段
4.2.2 欧洲
4.2.3 法国
4.2.4 美国
4.2.5 日本
4.2.6 韩国
4.3 中国平流层飞艇研发进程分析
4.3.1 平流层飞艇应用优势
4.3.2 平流层飞艇研究历程
4.3.3 平流层飞艇研发进展
4.3.4 平流层飞艇发展困境
4.3.5 平流层飞艇研制路线
4.4 平流层飞艇技术难点分析
4.4.1 总体布局设计
4.4.2 超压囊体设计
4.4.3 能源系统技术
4.4.4 飞行控制技术
4.4.5 定点着陆问题
4.5 平流层飞艇技术发展趋势及前景
4.5.1 发展趋势分析
4.5.2 未来发展展望
第五章 高空长航时无人机产业发展分析
5.1 高空长航时无人机基本概述
5.1.1 基本概念分析
5.1.2 主要发展特点
5.1.3 研发状况概述
5.2 高空长航时无人机典型产品分析
5.2.1 全球典型无人机
5.2.2 “全球鹰”无人机
5.2.3 “螳螂”无人机
5.2.4 “翼龙”无人机
5.2.5 “捕食者”无人机
5.2.6 “人鱼海神”无人机
5.3 临近空间长航时无人机发展综况
5.3.1 技术攻关进展情况
5.3.2 重点应用领域分析
5.3.3 动力设备发展态势
5.4 临近空间长航时太阳能无人机发展综况
5.4.1 太阳能无人机应用价值
5.4.2 太阳能无人机技术历程
5.4.3 太阳能无人机技术特点
5.4.4 国外太阳能无人机研究
5.4.5 国内太阳能无人机研究
5.5 临近空间长航时太阳能无人机技术难点
5.5.1 太阳能电池技术问题
5.5.2 能量平衡的总体设计
5.5.3 翼载等相关设计问题
5.5.4 高升力气动设计问题
5.5.5 大展弦比机翼设计问题
5.5.6 推进系统设计相关问题
5.6 高空长航时无人机发展趋势分析
5.6.1 更加注重隐身性能
5.6.2 应用领域加速拓展
5.6.3 充分利用新型能源
5.6.4 自主能力不断提高
第六章 临近空间飞行器的能源支撑技术
6.1 传统能源技术
6.1.1 高能蓄电池技术
6.1.2 太阳能电池技术
6.1.3 氢氧燃料电池技术
6.2 磁流体发电技术
6.2.1 磁流体发电原理
6.2.2 磁流体技术介绍
6.2.3 磁流体发电装置
6.2.4 磁流体发电特点
6.2.5 磁流体发电应用
6.2.6 磁流体发电前景
6.3 飞轮储能技术
6.3.1 系统基本结构
6.3.2 系统工作原理
6.3.3 系统关键技术
6.3.4 应用领域分析
6.3.5 全球发展格局
6.3.6 技术研发状况
6.4 微波输能技术
6.4.1 技术基本概述
6.4.2 关键技术分析
6.4.3 应用方案设计
6.4.4 国外研究状况
6.4.5 国内研究状况
6.4.6 未来发展展望
6.5 激光传输技术
6.5.1 技术基本介绍
6.5.2 技术发展回顾
6.5.3 技术发展状况
6.5.4 技术发展趋势
第七章 临近空间飞行器通信应用分析
7.1 临近空间通信行业发展综述
7.1.1 临近空间通信特点
7.1.2 临空通信系统构成
7.1.3 临空通讯应用案例
7.1.4 临空通信发展前景
7.2 临近空间通信平台系统与平面通信系统的组网
7.2.1 与卫星通信网组网
7.2.2 与短波通信网组网
7.2.3 与地-空(空-空)通信网组网
7.3 临近空间平台通信系统的关键技术
7.3.1 SOA技术
7.3.2 切换技术
7.3.3 异构网络技术
7.3.4 软件无线电技术
7.4 美国临近空间通信支援系统发展分析
7.4.1 积极发展临近空间通信中继系统
7.4.2 注重发展临近空间导航定位系统
7.4.3 重点开展临近空间通信技术试验
7.4.4 美国临近空间通信系统发展启示
7.5 临近空间太阳能无人机在应急通信中的应用
7.5.1 太阳能无人机应用特点分析
7.5.2 太阳能无人机的应用方向分析
7.5.3 太阳能无人机的典型应用场景
7.5.4 临近空间太阳能无人机的关键技术
7.5.5 临近空间太阳能无人机的效益分析
第八章 临近空间飞行器导航应用分析
8.1 临近空间飞行器导航系统介绍
8.1.1 北斗导航定位系统
8.1.2 天文导航定位系统
8.1.3 惯性/北斗/天文组合导航系统
8.2 临近空间飞行器导航应用分析
8.2.1 飞行器导航应用方案
8.2.2 飞行器导航应用领域
8.2.3 飞行器导航应用方向
8.3 临近空间飞行器区域导航系统
8.3.1 系统结构分析
8.3.2 几何布局技术
8.3.3 自身定位技术
8.3.4 优化重构技术
8.3.5 系统发展展望
8.4 全球主要卫星导航系统
8.4.1 相关概念介绍
8.4.2 子午卫星导航系统(NNSS)
8.4.3 全球定位系统(GPS)
8.4.4 格洛纳斯系统(GLONASS)
8.4.5 伽利略卫星导航系统(GALILEO)
8.4.6 北斗卫星导航系统(BDS)
8.5 中国卫星导航产业发展综述
8.5.1 产业链分析
8.5.2 行业发展历程
8.5.3 行业发展特点
8.5.4 市场发展规模
8.5.5 企业人员情况
8.5.6 企业分布格局
8.5.7 行业发展展望
8.6 中国卫星导航上市企业分析
8.6.1 上市企业规模分析
8.6.2 典型上市企业运营
8.7 中国北斗导航系统商业化应用分析
8.7.1 基础产品应用
8.7.2 终端服务应用
8.7.3 高端行业应用
第九章 临近空间飞行器遥感应用分析
9.1 遥感技术相关概述
9.1.1 遥感卫星的特点
9.1.2 遥感卫星技术发展史
9.1.3 遥感卫星技术分类
9.1.4 遥感卫星技术体系
9.1.5 遥感卫星技术应用
9.1.6 遥感卫星技术趋势
9.2 临近空间飞行器在遥感领域的应用
9.2.1 临近空间飞行器遥感应用优势
9.2.2 临近空间飞行器遥感应用领域
9.2.3 临近空间飞行器遥感应用前景
9.3 全球卫星遥感产业发展态势
9.3.1 全球在轨遥感卫星
9.3.2 全球遥感卫星市场
9.3.3 遥感卫星发展热点
9.4 中国卫星遥感产业发展态势
9.4.1 遥感卫星产业链分析
9.4.2 国内遥感卫星系列分析
9.4.3 国内遥感卫星发展历程
9.4.4 遥感卫星相关政策规划
9.4.5 国内遥感卫星数量规模
9.4.6 民用遥感卫星发展前景
9.4.7 遥感卫星数据应用机遇
9.4.8 遥感卫星市场增量预测
9.5 卫星遥感领域的技术应用趋势
9.5.1 新型技术应用价值
9.5.2 人工智能+卫星遥感
9.5.3 大数据+卫星遥感
9.5.4 互联网+卫星遥感
第十章 2017-2020年临近空间飞行器重点企业发展分析
10.1 Google
10.1.1 企业发展概况
10.1.2 业务板块分析
10.1.3 财务运营状况
10.1.4 谷歌气球项目
10.1.5 项目运作原理
10.1.6 技术发展阶段
10.1.7 技术发展借鉴
10.1.8 项目技术进展
10.1.9 项目合作动态
10.2 光启科学有限公司
10.2.1 企业发展概况
10.2.2 财务运营状况
10.2.3 产品研发优势
10.2.4 主要产品业务
10.2.5 业务布局状况
10.2.6 项目研发进展
10.2.7 相关技术突破
10.2.8 未来发展展望
10.3 北京新兴东方航空装备股份有限公司
10.3.1 企业基本概况
10.3.2 主要业务模式
10.3.3 产业发展布局
10.3.4 经营效益分析
10.3.5 业务经营分析
10.3.6 财务状况分析
10.3.7 核心竞争力分析
10.3.8 公司发展战略
10.3.9 未来前景展望
10.4 中国航天科技集团有限公司
10.4.1 企业发展概况
10.4.2 主要经营范围
10.4.3 企业发射记录
10.4.4 产品研发动态
10.5 中国航天科工集团有限公司
10.5.1 企业基本概况
10.5.2 技术发展实力
10.5.3 业务发展布局
10.5.4 临近空间项目
第十一章 临近空间飞行器发展前景展望
11.1 临近空间飞行器发展机遇
11.1.1 卫星产业政策规划机遇
11.1.2 卫星细分产业发展机遇
11.1.3 临近空间飞行器民用价值前景
11.1.4 临近空间飞行器军事应用前景
11.1.5 临近飞行器细分领域发展展望
11.2 临近空间飞行器发展方向分析
11.2.1 总体发展趋势
11.2.2 细分市场趋势
11.2.3 空间集群发展
11.2.4 仿生学应用
11.2.5 核动力应用
11.2.6 军事应用方向

图表目录
图表1 临近空间区域划分
图表2 临界空间大气温度的高度变化
图表3 各高度上温度的季节变化
图表4 富克流星雷达观测的经向小时风场
图表5 557.7nm气辉强度与太阳F10.7指数的相关关系
图表6 120km高度上温度与地磁指数(Kp)的相关关系
图表7 太阳质子事件引起的臭氧含量变化
图表8 临近空间飞行器与通信卫星的比较优势
图表9 临近空间飞行器的绝对优势
图表10 低动态临近空间飞行器飞行轨迹
图表11 临近空间飞行器的设计思想、特点与关键技术
图表12 典型低动态临近空间飞行器及其主要特点与主要用途
图表13 典型高动态临近空间飞行器计划及其主要技术与主要用途
图表14 军民融合政策变迁
图表15 军民融合政策变迁(续)
图表16 高端装备、智能制造发展相关政策
图表17 2015-2019年国内生产总值及其增长速度
图表18 2015-2019年三次产业增加值占国内生产总值比重
图表19 2020年GDP初步核算数据
图表20 2019年各月累计营业收入与利润总额同比增速
图表21 2019年规模以上工业企业主要财务指标(分行业)
图表22 2019-2020年规模以上工业增加值同比增长速度
图表23 2020年规模以上工业生产主要数据
图表24 2014-2018年三次产业投资占固定资产投资(不含农户)比重
图表25 2018年分行业固定资产投资(不含农户)增长速度
图表26 2018年固定资产投资新增主要生产与运营能力
图表27 2019年固定资产投资(不含农户)同比增速
图表28 2019年固定资产投资(不含农户)主要数据
图表29 2019-2020年固定资产投资(不含农户同比增速)
图表30 2011-2019年中国国防预算及增速
图表31 2001-2018年中国军费占GDP比例及占财政支出比例
图表32 卫星产业链分析
图表33 卫星制造业相关企业主体
图表34 卫星发射服务业相关企业主体
图表35 卫星地面设备制造业相关企业主体
图表36 卫星应用及运营服务业相关企业主体(一)
图表37 卫星应用及运营服务业相关企业主体(二)
图表38 2011-2018年全球卫星产业规模走势
图表39 2018年全球卫星产业分布格局
图表40 2018年全球卫星发射结构
图表41 2012-2019年全球卫星发射数量
图表42 截至2019年全球存量卫星根据用途分类情况
图表43 截至2019年全球存量卫星根据所处轨道分类情况
图表44 2019年各国在轨有效运行卫星数量
图表45 2012-2019年中国卫星发射数量
图表46 2011-2018年中国卫星应用市场规模
图表47 X-51A飞行试验剖面
图表48 发放前的PMCTurbo载荷舱
图表49 对极地中层云的复合宽视角成像拼接结果
图表50 临近空间生物暴露装置开启
图表51 “山猫”任务载荷示意
图表52 SCoPEx试验示意图
图表53 吊舱移动系统
图表54 HAWK30太阳能无人机
图表55 Odysseus太阳能无人机
图表56 PHASA-35太阳能无人机
图表57 AGM-183A系留飞行试验现场照片
图表58 DF-17高超声速乘波体导弹
图表59 SABRE发动机与预冷却器
图表60 美国SR-71“黑鸟”有人驾驶战略侦察机背负D-21无人侦察机
图表61 美国的临近空间高超声速飞行器
图表62 低速临空飞行器在海上预报中的应用设想
图表63 平流层飞艇技术难点
图表64 国内外先进高空长航时无人机
图表65 “全球鹰”无人机
图表66 “螳螂”无人机
图表67 太阳能无人机设计参数及试飞数据
图表68 几种太阳能无人机的翼载
图表69 太阳能无人机典型飞行剖面
图表70 “太阳神”系列无人机及其试验情况
图表71 “秃鹰”项目极光飞行科学公司“奥斯修的”无人机设计方案
图表72 “秃鹰”项目洛•马公司无人机设计方案
图表73 “秃鹰”项目波音公司“太阳鹰”无人机设计方案
图表74 “西风”系列无人机的飞行试验情况
图表75 意大利Heliplat太阳能无人机
图表76 太阳能电池的工作原理(一)
图表77 太阳能电池的工作原理(二)
图表78 太阳能电池的工作原理(三)
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