空客計(jì)劃建新生產(chǎn)線 中國基地產(chǎn)能迎來翻倍 內(nèi)航空復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及發(fā)展策略研究報(bào)告

• 李波 2023年4月7日 來源：中研普華集團(tuán)、央視財(cái)經(jīng)、中研網(wǎng) 366 17
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據(jù)新聞報(bào)道，4月6日下午，空中客車CEO傅里在訪華期間宣布，將在中國天津新建第二條A320系列飛機(jī)總裝線，預(yù)計(jì)2025年完成。這條生產(chǎn)線完成之后，空客在中國的飛機(jī)產(chǎn)能將翻倍，國內(nèi)工廠的產(chǎn)能也將占到空客全球產(chǎn)能的20%。

據(jù)新聞報(bào)道，4月6日下午，空中客車CEO傅里在訪華期間宣布，將在中國天津新建第二條A320系列飛機(jī)總裝線，預(yù)計(jì)2025年完成。這條生產(chǎn)線完成之后，空客在中國的飛機(jī)產(chǎn)能將翻倍，國內(nèi)工廠的產(chǎn)能也將占到空客全球產(chǎn)能的20%。

從近幾年的民航飛機(jī)采購訂單中可以看出，中國民航主要采購的客機(jī)機(jī)型大部分是空客的飛機(jī)。近五年，中國民航引進(jìn)民航客機(jī)數(shù)量遠(yuǎn)低于正常水平，隨著旅客出行需求的急劇增長，加之老舊機(jī)型的退出，對(duì)新飛機(jī)采購的需求將非常巨大。

據(jù)中證報(bào)援引權(quán)威報(bào)告預(yù)計(jì)稱，未來20年，全球?qū)?huì)交付41429架以上的新型飛機(jī)，價(jià)值約6.1萬億美元(根據(jù)2020年目錄價(jià)格)。屆時(shí)，中國成為全球最大的單一航空市場(chǎng)?？湛彤a(chǎn)線疊加C919大飛機(jī)，國內(nèi)航空裝備產(chǎn)業(yè)鏈將受益。

公司方面，中證報(bào)表示主要包括：賽象科技：公司長期為空客提供飛機(jī)大部件運(yùn)輸夾具的制造和維保服務(wù)。南山鋁業(yè)：公司為空客供應(yīng)商，為其機(jī)翼、尾翼、蒙皮等部位提供航空板產(chǎn)品。

自20世紀(jì)70年代后，航空工業(yè)中復(fù)合材料的使用量正在不斷地增加。制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)材料包括鋁、鋼和鈦。復(fù)合材料的主要好處是減輕的重量和較簡單的裝配。

復(fù)合材料已成為與金屬材料、高分子材料、無機(jī)非金屬材料并列的四大材料體系之一。一個(gè)國家的復(fù)合材料工業(yè)水平已經(jīng)成為衡量其科技與經(jīng)濟(jì)實(shí)力的主要標(biāo)志之一。

先進(jìn)復(fù)合材料是國家安全和國民經(jīng)濟(jì)具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的源泉。預(yù)測(cè)到 2020 年，只有復(fù)合材料才具有潛力獲得20%~25%的性能提升。

航空復(fù)合材料大規(guī)模生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)突破

全國政協(xié)委員、中國航空制造技術(shù)研究院院長李志強(qiáng)多年來率隊(duì)研發(fā)，突破“卡脖子”難題，為戰(zhàn)機(jī)造“中國心”，為導(dǎo)彈“掌舵”。他們突破技術(shù)瓶頸，使我國航空復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)從依賴人工的時(shí)代進(jìn)入自動(dòng)化制造的時(shí)代。

先進(jìn)復(fù)合材料用于加工主承力結(jié)構(gòu)和次承力結(jié)構(gòu)，其剛度和強(qiáng)度性能相當(dāng)于或超過鋁合金的復(fù)合材料。目前被大量地應(yīng)用在飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)制造上和小型無人機(jī)整體結(jié)構(gòu)制造上。

美國在殲擊機(jī)和戰(zhàn)斗機(jī)上大量使用復(fù)合材料。20 世紀(jì) 60 年代，美國首先將碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)用在軍機(jī)上，用于艙門、口蓋、整流罩以及副翼、方向等受力較小或非承力部件。

80 年代初，發(fā)展到垂尾、平尾等尾翼一級(jí)的次承力部件，如 F-15、F-16、F-18、影2000 和幻影 4000 等均采用了復(fù)合材料尾翼，此時(shí)復(fù)合材料用量有限。

到 80 年代末，美國推出的第四代戰(zhàn)斗機(jī) F-22、F-35JSF 上，復(fù)合材料開始應(yīng)用于機(jī)翼、機(jī)身等主要的承力結(jié)構(gòu)，軍機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料化進(jìn)程加速，復(fù)合材料用量不斷增加(表 1-2)，現(xiàn)在復(fù)合材料的用量已經(jīng)占軍用飛機(jī)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的 20%~50%。

英國ICI公司用 GF/PA 生產(chǎn)戰(zhàn)斗機(jī)上的閥門，使飛機(jī)閥門在很寬的溫度范圍內(nèi)與燃料長期接觸也能保持其性能和形狀的穩(wěn)定。Du Pont 公司也采用GF、KF/PA、PPS 等材料制造軍機(jī)的零部件。

以典型的第四代戰(zhàn)斗機(jī)F/A-22 為例，復(fù)合材料占 24.2%，其中熱固性復(fù)合材料占 23.8%，熱塑性復(fù)合材料占 0.4%左右。熱固性復(fù)合材料的 70%左右為雙馬來亞胺樹脂(BMI，簡稱雙馬) 基復(fù)合材料，生產(chǎn) 200 多種復(fù)雜零件，其他主要為環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料，此外還有氰酸酯和熱塑性樹脂基復(fù)合材料等。主要應(yīng)用部位為機(jī)翼、中機(jī)身蒙皮和隔框、尾翼等。

此外，軍用旋翼機(jī)的螺旋槳及機(jī)體結(jié)構(gòu)也大量使用復(fù)合材料，如 V-22“魚鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)所用復(fù)合材料占結(jié)構(gòu)質(zhì)量的 40%以上，包括機(jī)身、機(jī)翼、尾翼、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等，共用復(fù)合材料超過 3000kg。歐洲最新批次的“虎”式武裝直升機(jī)結(jié)構(gòu)部件的復(fù)合材料用量高達(dá) 80%，接近全復(fù)材結(jié)構(gòu)。

相對(duì)而言，軍用運(yùn)輸機(jī)上復(fù)合材料用量不多，如 C-17 占8%、C-130J 僅占2%，但空客 A-400M 軍用運(yùn)輸機(jī)上采用全復(fù)合材料機(jī)翼，復(fù)合材料用量占飛機(jī)空載時(shí)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的 35%。

在民用飛機(jī)方面，20 世紀(jì) 80 年代初美國生產(chǎn)的單人駕駛的“星舟”輕型機(jī)，結(jié)構(gòu)質(zhì)量約 1800kg，其中復(fù)合材料用量超過 1200kg。1986 年美國生產(chǎn)的“旅行者”號(hào)輕型飛機(jī)，其90%以上的結(jié)構(gòu)采用了碳纖維復(fù)合材料，創(chuàng)下了不著陸連續(xù) 9 天進(jìn)行環(huán)球飛行的世界紀(jì)錄。

當(dāng)前，全球兩家航空巨頭-- 美國波音公司和歐洲空客公司多年形成的競(jìng)爭(zhēng)更是愈演愈烈，其中一個(gè)重要表現(xiàn)就是復(fù)合材料的用量不斷增加。

根據(jù)中研普華研究院《2023-2028年國內(nèi)航空復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及發(fā)展策略研究報(bào)告》顯示：

截至年年底，國產(chǎn)大飛機(jī)C919累計(jì)獲得32家客戶1035架訂單，年將投入商業(yè)運(yùn)營，目前驗(yàn)證飛行已超過50小時(shí)，年1月15日起驗(yàn)證飛行提速。

按每年單通道干線客機(jī)345架以及C919最新交付價(jià)格計(jì)算，市場(chǎng)空間超過億元，未來市場(chǎng)空間將隨著競(jìng)爭(zhēng)力的增強(qiáng)不斷提高。

航空工業(yè)集團(tuán)下屬單位系C919的核心供應(yīng)商，在金屬結(jié)構(gòu)制造和裝配上與國際先進(jìn)水平相當(dāng)，高溫合金、鈦合金、航空復(fù)合材料、高性能鋁材、輪胎、膠粘劑等材料行業(yè)間接受益，國產(chǎn)零部件加工及組裝廠商蓬勃發(fā)展，未來機(jī)電系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)的國產(chǎn)替代空間廣闊，大飛機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈將逐步完善。

國產(chǎn)大飛機(jī)撬動(dòng)萬億產(chǎn)業(yè)鏈

中國商飛的《市場(chǎng)預(yù)測(cè)年報(bào)(2022-2041)》預(yù)測(cè)，未來20年，全球預(yù)計(jì)將有約4.24萬架新機(jī)交付，價(jià)值約6.4萬億美元，其中約71.6%為單通道噴氣客機(jī)，中國的航空公司將接收其中的9284架新機(jī)，占全球的21.9%，市場(chǎng)價(jià)值約1.5萬億美元。

新興市場(chǎng)干線航空運(yùn)量的增長以及全球低成本模式的發(fā)展是單通道噴氣式客機(jī)增長的重要推動(dòng)力，中國商飛預(yù)計(jì)，到2041年末，現(xiàn)役機(jī)隊(duì)中約75%的單通道噴氣客機(jī)將被燃油效率更高的全新單通道噴氣客機(jī)替換，根據(jù)飛機(jī)價(jià)值劃分，單通道噴氣客機(jī)占比約為57%，預(yù)計(jì)到2041年，中國航空市場(chǎng)將擁有單通道噴氣客機(jī)6896架。

大飛機(jī)通常指民航領(lǐng)域的干線客機(jī)，目前，壟斷國際干線客機(jī)市場(chǎng)的只有美國波音公司以及英、法、德、西班牙四國合辦的空客公司。

C919大型客機(jī)是中國自行研制、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中短程商用干線噴氣式飛機(jī)，于年5月首飛成功，于年9月獲得型號(hào)合格證。上海自貿(mào)區(qū)民用航空產(chǎn)業(yè)規(guī)劃顯示，C919將在年實(shí)現(xiàn)批量交付、年具備年產(chǎn)50架的能力。

中國東航披露的C919采購單價(jià)為6.53億元。此外，另一種國產(chǎn)大飛機(jī)CR929是中俄合作研發(fā)的遠(yuǎn)程寬體飛機(jī)，交付工作預(yù)計(jì)在2028-2029年完成。

與波音737MAX-8和空客A320neo飛機(jī)相比，C919的機(jī)身寬度更大，波音737系列飛機(jī)的安全性曾一度陷入爭(zhēng)議，而C919航電系統(tǒng)的后發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯，其采用了波音和空客的綜合設(shè)計(jì)，C919在已獲得中國民航局的適航批準(zhǔn)基礎(chǔ)上，可以通過雙邊適航來獲取進(jìn)口國民航局的適航批準(zhǔn)，目前中國已與美歐等32個(gè)國家和地區(qū)簽訂了雙邊適航協(xié)議。

機(jī)體結(jié)構(gòu)制造企業(yè)崛起

經(jīng)過多年的轉(zhuǎn)包生產(chǎn)，國內(nèi)航空工業(yè)各大機(jī)體供應(yīng)商在金屬結(jié)構(gòu)制造和裝配上與國際先進(jìn)水平相當(dāng)，C919的I類供應(yīng)商提供發(fā)動(dòng)機(jī)、重要結(jié)構(gòu)件、機(jī)載設(shè)備與重要機(jī)載系統(tǒng)件，II類供應(yīng)商提供一般的零組件、結(jié)構(gòu)定制件、鍛鑄件、橡膠件、扭矩螺栓、電子儀器等，III類供應(yīng)商提供原材料。

C919整體設(shè)計(jì)由中國商飛完成，各零件則和其他企業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，最終由商飛完成組裝，金屬結(jié)構(gòu)件供應(yīng)鏈緊緊依托國內(nèi)企業(yè)進(jìn)行構(gòu)建。

中航證券指出，在當(dāng)前的國產(chǎn)民機(jī)研制過程中，航空工業(yè)集團(tuán)主要參與機(jī)械制造環(huán)節(jié)，如C919的雷達(dá)罩、機(jī)頭、機(jī)身、機(jī)翼、垂尾等機(jī)體結(jié)構(gòu)件的研制工作，占大型客機(jī)機(jī)體90%以上。

航空工業(yè)集團(tuán)下屬單位是核心供應(yīng)商，以I類供應(yīng)商為主，各大主機(jī)廠如西飛、沈飛、成飛、洪都和哈飛承擔(dān)著C919大型客機(jī)雷達(dá)罩、機(jī)頭、機(jī)身、機(jī)翼、垂尾等絕大部分機(jī)體結(jié)構(gòu)件的研制工作，占大型客機(jī)機(jī)體研制95%以上的工作份額。

其中，中航西飛承擔(dān)了新舟系列飛機(jī)、C919飛機(jī)、AG600飛機(jī)、ARJ21飛機(jī)的機(jī)身、機(jī)翼等關(guān)鍵核心部件研制工作，是上述飛機(jī)型號(hào)最大的機(jī)體結(jié)構(gòu)制造商。

國產(chǎn)材料發(fā)展迅猛

大飛機(jī)制造中，材料及標(biāo)準(zhǔn)件的技術(shù)難度相對(duì)較小，在整機(jī)中的價(jià)值占比在20%以下。C919大型客機(jī)在中央翼、機(jī)翼、機(jī)身等主承力部段上使用了經(jīng)ARJ21飛機(jī)成功驗(yàn)證的鋁合金等成熟材料，在尾翼、后機(jī)身和襟縫翼上使用了復(fù)合材料，在尾翼盒段和后機(jī)身前段上使用了國外先進(jìn)的第三代中模高強(qiáng)碳纖維復(fù)合材料，在機(jī)身蒙皮和長桁結(jié)構(gòu)中使用了第三代鋁鋰合金。

國內(nèi)航空企業(yè)的復(fù)合材料制造技術(shù)與國際先進(jìn)水平差距則較大，主要體現(xiàn)在工藝穩(wěn)定性、質(zhì)量控制、過程控制等方面，隨著中國航空工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)制造逐步步入高端制造行業(yè)，鋁合金、鎂合金、鈦合金、碳纖維復(fù)合材料等各種新型輕量合金材料涌現(xiàn)，助力C919大飛機(jī)的順利制造。

鈦合金可以大大減輕飛機(jī)及其發(fā)動(dòng)機(jī)的重量，中國新支線飛機(jī)ARJ21的鈦合金用量為4.8%，干線客機(jī)C919的鈦合金用量為9.3%，和波音777相比略高。

國內(nèi)軍工領(lǐng)域的鈦合金廠商主要包括寶鈦股份、西部材料、西部超導(dǎo)、金天鈦業(yè)等，下游飛機(jī)零部件及大型關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的高端精密加工制造與柔性裝配服務(wù)遍及軍用機(jī)型以及C919、C929等民用機(jī)型。

例如通達(dá)股份的全資子公司成都航飛主要從事產(chǎn)品包括機(jī)體鈦合金、鋁合金框、梁、肋、接頭等的數(shù)控加工件以及機(jī)體結(jié)構(gòu)件的部組件柔性裝配。

空客A380客機(jī)的碳纖維用量約為15%，波音B787客機(jī)的復(fù)合材料用量達(dá)到50%，機(jī)體蒙皮結(jié)構(gòu)幾乎全是復(fù)合材料，空客A350XWB飛機(jī)復(fù)合材料的約占結(jié)構(gòu)質(zhì)量的53%。

碳纖維國產(chǎn)化進(jìn)程持續(xù)推進(jìn)，光威復(fù)材、中簡科技和中復(fù)神鷹近年來高端碳纖維產(chǎn)品收入增長迅速;預(yù)計(jì)C919達(dá)產(chǎn)后，帶來的碳纖維年消耗量為484.15噸，市場(chǎng)容量為1.1億元。

國海證券指出，C919大型客機(jī)是國內(nèi)首個(gè)使用T800級(jí)高強(qiáng)碳纖維復(fù)合材料的民用機(jī)型號(hào)，C919在后機(jī)身和平垂尾以及發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片等位置均使用了碳纖維復(fù)材，占機(jī)身重量的11.5%。

此外，發(fā)動(dòng)機(jī)采用了18片碳基復(fù)合材料制作的風(fēng)扇葉片。長城證券指出，中國高性能樹脂基復(fù)合材料技術(shù)已取得突破，國產(chǎn)T300級(jí)碳纖維已實(shí)現(xiàn)了千噸級(jí)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，國產(chǎn)T700級(jí)碳纖維實(shí)現(xiàn)了百噸級(jí)批產(chǎn)。

單架C919的輪胎需求量在66條。國產(chǎn)航空輪胎成果漸出，玲瓏、森麒麟、昊華科技、三角輪胎等公司不斷加大研發(fā)力度，森麒麟已進(jìn)入中國商飛C909及C919培育供應(yīng)商名錄，于年成為中國商飛ARJ21-700航空輪胎合格供應(yīng)商。

航空化工材料方面，昊華科技年上半年的收入規(guī)模為16.86億元，該公司的航空輪胎正式投入ARJ21飛機(jī)航線運(yùn)營，西北院研制的AG600飛機(jī)用橡膠密封件完成批量產(chǎn)品交付

。膠粘劑能夠和面板、蜂窩芯一起組成蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，顯著減輕飛機(jī)重量，提高疲勞壽命，單架C919的膠粘劑用量為噸，每噸單價(jià)約為9.36萬元?；靥煨虏南翟擃惼髽I(yè)的代表，其軍工環(huán)氧膠主要用于各類軍機(jī)、大飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)粘接、補(bǔ)強(qiáng)和灌注。

《2023-2028年國內(nèi)航空復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及發(fā)展策略研究報(bào)告》由中研普華研究院撰寫，本報(bào)告對(duì)該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展變化等進(jìn)行了分析，重點(diǎn)分析了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、如何面對(duì)行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，以及行業(yè)的投資分析和趨勢(shì)預(yù)測(cè)等等。報(bào)告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動(dòng)態(tài)，對(duì)行業(yè)在產(chǎn)品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

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  2023-2028年國內(nèi)航空復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及發(fā)展策略研究報(bào)告

  自20世紀(jì)70年代后，航空工業(yè)中復(fù)合材料的使用量正在不斷地增加。制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)材料包括鋁、鋼和鈦。復(fù)合材料的主要好處是減輕的重量和較簡單的裝配。性能優(yōu)勢(shì)和減輕飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量是軍用飛機(jī)...

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