未来战士:美俄、法德的数字单兵百花齐放,我国蓝海市场前景广阔

(报告出品方/分析师:华安证券 张天 陈晶

什么是数字单兵?

国外也叫“未来战士”,是指装配数字化装备从事信息化战争的士兵,在数字战场上使用攻击、防护、侦查、通信和定位高度集成化的多功能作战系统。

数字单兵作战系统通常由一体化头盔、通信子系统、武器子系统、控制子系统、计算机子系统、电源子系统以及防护军服等组成。

通过融合进入战术互联网,使单兵作为整个作战系统中的一个信息和作战节点,解决战场态势感知、作战计划制定、联合作战实施、保障补给等问题,并将单兵武器的作战效能发挥至最大。

未来战士:美俄、法德的数字单兵百花齐放,我国蓝海市场前景广阔

人是战争胜负的决定因素,由单纯地增加人员数量向增强单兵作战效能转变。

首先,尽管战争朝着无人化发展,但是机器人化战争在相当可见的未来还无法实现,人还是不可或缺的参与主体,并且这种主体角色从一个武器操纵者逐渐转变为一个单兵作战系统的核心,借助高科技提高自身灵活性和目标捕获能力;

其次,战场上的远程精确打击手段极大地挤压了士兵的生存空间,必须引入科技手段研制新一代单兵作战系统来提高数字战场上士兵的生存能力;

最后,战争的组织形式朝着联合作战和特种作战两个方向演进,无论是哪一种组织方式,都从单纯的增加人员数量向增强单兵作战效能转变。

因此,我们认为,发展数字化单兵系统是当务之急也是未来趋势。

各国数字单兵百花齐放,美俄完成单一功能向集成功能的转变。

数字单兵最早可以追溯到1991年美国国防部提出的“陆地勇士”概念,后由美国陆军进行“陆地勇士”计划的研究,最初的功能是数字标记系统,该系统可以让士兵将已经扫清敌军的区域标记出来,避免其他士兵重复劳动,其他功能还包括短信和可以显示同伴位置的数字地图。

目前,各国数字单兵作战系统呈现百花齐放:

1)美俄为代表的军事大国最为全面综合,历经多年发展,已完成由单一功能向集成功能的转变,开始在多功能间寻求符合需要的最佳平衡点;

2)法德为代表的欧洲国家更加强调装备的信息化和通用化改造,用途均是为了缩短士兵反应时间和符合国际通用接口标准,以适应自身和盟国的三军联合作战;

3)以色列为代表的中东国家设计理念侧重巷战,由于实际作战的需求,以色列国防部主导的“阿诺格”未来士兵计划,从战场态势感知到武器射击系统,都为巷战量身打造。

具体来看:

美国方面,继“陆地勇士”系统之后,美国研发了下一代数字单兵系统——“塔罗斯”轻型战术突击作战服。

“塔罗斯”是目前世界上先进的数字化单兵作战系统之一,由美军特种作战司令部牵头,众多大学、实验室和企业联合参与研发,开始于2013年,并于2018年8月推出首款原型机,目前处于技术应用改进和系统整体优化阶段,尚未大规模列装。

在设计理念上,“塔罗斯”追求达到降低载荷、保持灵活性和兼容性、降低能耗与重量、与现有军装舒适匹配以及提高动作效率和加快整体新陈代谢等效果。

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按照技术要求,“塔罗斯”作战服主要配备:

1)生理和生物传感器,实时监测士兵的生命体征,进行温度调节和伤口止血;

2)外骨骼系统模拟身体肌肉,为系统提供动力;

3)计算机和处理器,处理集成到头盔中的通信系统,将音频和图像传送到平视显示器;

4)头盔,装有透明且轻薄的防弹显示器;

5)防护装甲,由26片装甲组成,主要提供胸部、背部以及头部的防弹能力;

6)能源供应系统,采用小型内燃机,运行速率10000转/分,液体活塞发动机的理论效率为75%,只包含轴和转子两个运动部件以实现低噪声静音工作。

美军在单兵作战系统的研发上一直处于国际最前沿,目前来看,一名美军士兵全套的装备价值在数十万美元,如果未来大规模装备“塔罗斯”作战服,那么这一数据将再次大幅上升。

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俄罗斯方面:

为了提高士兵在战场上的存活率和追赶欧美国家数字单兵系统的步伐,决定启动“未来士兵”计划,研发自己的数字单兵系统。该计划由俄罗斯中央精密机械工程科研所牵头,几十家企业参与。

“未来士兵”计划分三个阶段执行:

第一代“勇士的头盔”单兵系统、第二代“战士-2”数字单兵系统和第三代“战士-3”数字单兵系统。

目前,第二代“战士-2”数字单兵系统已列装部队,截至2019年底,俄军已接收超过20万套“战士-2”数字单兵系统,2019年2月曾亮相阿布扎比防务展览会,整套装备价格约为2万元人民币。

此外,预计第三代“战士-3”数字单兵系统将在2025年开始装备俄军部队,同时,全新的第四代“未来战士”也于2021年初启动了第一阶段的研发工作。

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在配置方面,“战士-3”数字单兵系统采用模块化组态。

该作战系统共有59个模块组成,可以根据士兵的军事专项或战斗任务按需调整,其中包括突击步枪、狙击步枪、榴弹发射器、战斗刀、侦查装置、热成像瞄准镜、护目镜以及动力外骨骼、防生化系统、生命监测与防护系统等等。

“战士-3”主要有两个亮点:

1)采用被动式和主动式两种外骨骼合并的方式作为动力源。

被动式外骨骼仅提供结构强度和均匀支撑力,而主动式外骨骼则会实质性地提供额外的运动能力,帮助士兵分担载荷。

2)在多功能头盔上加强创新。

使头盔不再仅仅是一个防护工具,而是一个集防护、信息显示、信息控制等为一体的子系统。

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德国方面:

数字化单兵系统则强调互联条件下装备和数据的通用性,其系统能够很容易地适应德国以及盟国的三军作战,并符合国际上通用的众多接口标准。

莱茵金属防务公司研制的“短剑”士兵系统是德国第三代 IdZ 数字单兵系统,其中核心系统有一个带红外模块夜视双目镜,侦察装备有 3 型热像仪,为 6 型轻武器配置了 7 型热瞄镜的武器辅助装备。

IdZ-ES VJTF 2023是在“短剑”2.0士兵系统基础上研制,采用开放式架构和分散模块化的第四代IdZ数字单兵系统,目前,德国联邦国防军已订购400套IdZ-ES VJTF 2023系统,未来的开发重点是解决无人车、无人机与士兵系统的集成等问题,将来有望集成到德国VJTF 2023特遣队“美洲狮”步兵战车上。

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法国方面:

数字化单兵系统更加注重信息化改造,尤其在装备的整体水平处于劣势的情况下可以起到事半功倍的效果。

法国的数字单兵系统称为“装备与通信一体化步兵”(FELIN)系统,该系统由七大部分组成,其中包括完善的观测和瞄准系统,以及分队指挥控制系统,可以实现士兵与轻武器结合后的“所见即所射”,即将热瞄镜与头盔显示器结合,使士兵看见目标后无需举枪瞄准即可射击。

法国陆军正在逐步列装FELIN V1.4型士兵系统,包括新型ONYX夜视护目镜、头盔组件、作战服等,并计划于2025年列装V1.5型士兵系统,最终FELIN士兵系统将于2028-2030年被“蝎子”下车步兵项目所取代,进一步深化发展。

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我国数字单兵系统起步虽晚,但列装节奏或快于国外。

中国作为数字化单兵作战系统领域的后来者,在 21 世纪初开始了单兵系统各项子系统技术、系统集成、通信技术等关键技术的研发工作,相关科研院所和军队科研部门研制推出了数型、数代单兵作战系统。

2012年,第一代解放军装备单兵数字化终端配发于原沈阳军区的机械化步兵部队。

根据央视新闻报道,目前新一代国产数字单兵作战系统已经列装部分高威胁地区部队,其中,西藏军区某轻型高机动合成旅的新一代数字单兵系统换装率已超过90%,随着“军改”的推进,越来越多的单位将配发新一代国产数字单兵作战系统。

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我国新一代数字单兵作战系统大幅提升了战场态势感知能力。

通过战士头盔上加挂夜视多功能目镜,可以实施回传视频和信息,指挥所可以了解每名士兵的位置和实时动态,全局掌握战场态势和作战进程,动态下达作战指令。

同时,新型数字单兵作战系统可以在夜间直接引导炮兵火力进行打击。而每位战士可以通过自己的夜视多功能目镜,进行友军标记和敌我识别。

系统中的融合型多功能望远镜,可以根据现地情况切换不同的模式,如雪地、丛林、城市、海洋等,并将观察信息及时记录下来。还可以进行红外、热成像、微光观察,能更准确地捕捉伪装目标、夜间目标。

借助该系统,可实现全天候、全地域持续监控边境敏感区域,尤其适合隐蔽性强的雪域高原环境。

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我们认为,现阶段我国大规模列装数字单兵作战系统的条件已经成熟,主要基于:

1)上一代数字单兵作战系统已经小批量装备部队并经过实战检验,在此基础上发展而来的新一代系统积累了一定的用户需求反馈,改进提升也更具针对性;

2)我国军用电子器件小型化技术大幅进步,数字单兵作战系统在系统全重、功率用电控制等关键门槛技术上,已经能够满足实战需求;

3)数字单兵作战系统有了软件和硬件的全面支持,这部分主要受益于新型信息化武器装备平台的陆续列装和部队信息化作战系统的整体提升,数字化平台之间通过新型通用数据链和作战网络实现有效通联,基本实现了信息化。

数字单兵作战系统是潜在的蓝海市场,行业前景广阔。

首先,我国拥有世界规模最大的正规军队,中国人民解放军总员额为200万人(不含武警和民兵);

其次,数字单兵作战系统较传统单兵综合信息装备价值量更高,主要提高了装备性能和信息化水平,以及配备了更为先进的瞄具、人体护甲和耐火服装等。

综合参考美俄单价,我们假设现阶段我国一套数字单兵作战系统价格10万元,仅考虑配备军队总人数的15%-20%,则市场规模可达300-400亿元,若再考虑未来系统的技术升级,以及扩展至武装警察部队,市场空间将更大。

报告总结:

数字单兵作战系统用户基数大、单体价值量高,有望成为 300-400 亿规模的潜在蓝海市场。站在当前时点,看:数字单兵作战系统的通信子系 统、红外热成像以一体化头盔环节。

1)通信子系统:军用宽带移动通信的上海瀚讯以及超短波电台的七一二、海格通信;

2)红外热成像环节:相关芯片、器件和产品的上市公司睿创微纳、高德红外、大立科技以及久之洋;

3)一体化头盔环节:由防护军服、军警被装领域切入防弹头盔、头盔悬挂系统领域的际华集团。

风险提示

国防信息化建设不及预期;竞争性谈判的引入导致价格下降风险。

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页面更新:2024-04-19

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