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三、大飞机产业链梳理

2022-07-05
作者:陈定柱
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C919的前机身、中机身、中后机身、机头与机翼的结构件几乎全部由铝材制造;发动机吊挂、垂尾、平尾、后机身前段、后压力框、后机身后段、中央翼等则是用复合材料或钛合金锻件制造。这些部段的主要零部件是以2×××系与7×××系列铝材为主,一些重要的结构是用第三代铝锂合金制造。C919的铝制工件总质量占飞机总净质量的65%。

铝锂合金具有密度低、强度高且损伤容限性优良等特点,相比常规铝合金材料,能够使飞机构件的密度降低3%,重量减少10-15%,刚度提高15-20%。C919飞机采用的是第三代铝锂合金,解决了第二代的各向异性问题,材料的屈服强度提高了40%;机身蒙皮、长桁、地板梁、座椅滑轨、边界梁、客舱地板支撑立柱等部件均使用第三代铝锂合金,其机体结构重量占比达到7.4%,获得综合减重7%的收益,在国际上属于领先水平。

飞机机体

从制造的角度看,大飞机具有气动外形要求严格、设计更改频繁、产品构型众多、零件材料和形状各异、内部结构复杂、空间紧凑、各类系统布置密集以及零组件数量巨大等特点,决定了整体项目过程复杂、周期长、技术难度大。在大飞机研制过程中,以下先进技术被大量应用:

数字化设计技术:随着数字化技术的应用,大飞机的设计和制造模式发生了很大变化,由传统的工程图纸、实物样机、模拟量传递为主的串行模式,发展为基于MBD的三维综合信息模型和数字量传递的数字化设计制造并行模式,真正实现无二维图纸、无纸质工作指令的三维数字化集成制造,有效提高了产品质量和生产效率。

柔性工装技术:飞机结构件种类包括机翼大梁、壁板、梁间肋、框、大型支撑接头和对接接头等,这些结构件除具有槽腔多、壁厚薄、精度高等特点,需要满足飞机变斜角理论曲面等飞机机翼结构件的通常特性外,还具有零件轮廓尺寸大、槽腔深和基准平面轮廓度要求严等特性。工艺装备一般指机械加工夹具、装配型架、钣金模具、焊接夹具、测量检验夹具等。柔性工装是基于产品数字量尺寸协调体系,采用可重组模块化结构的工装,自动化程度高,可以显著降低工装制造成本,缩短工装准备周期,大幅度提高生产效率。

动力系统

在动力系统方面,C919飞机采用的是CFM国际公司研制的LEAP-1C发动机、霍尼韦尔公司研制的辅助动力系统(APU)。LEAP系列发动机共有三款型号,LEAP-1A和LEAP-1B分别为空客320neo和波音737MAX提供动力。

在商用航空发动机领域,全球市场经过近百年的发展,已经呈现出典型的寡头垄断格局:美国通用电气公司(GE)、美国普拉特·惠特尼公司(普惠)、英国罗尔斯·罗伊斯公司(罗罗)、GE和法国赛峰集团合资的CFM国际公司以及普惠、德国MTU航空发动机公司和日本航空发动机公司合资的国际航空发动机公司(IAE),占据着全球商用航空发动机约97%的市场,控制着商用飞机发动机的核心技术。除寡头企业外,PowerJet和霍尼韦尔凭借各自独特的优势,提供相应的经典产品,在世界范围内也具备一定的影响力。

现阶段GE公司的技术实力仍处于全球首位,其产品在支线飞机和宽体飞机中均处于主流地位。CFM公司的实力也不容小觑,其间接展现的是GE公 司与法国赛峰的技术实力;罗罗公司的技术实力略逊于GE和CFM公司,但是其产品也可以覆盖支线飞机、窄体飞机和宽体飞机。

机载系统

机载设备是飞机的耳目、大脑和神经,已成为飞机实现新飞行功能、 完成新任务的主要保证,是飞机先进程度的重要标志。大飞机机载系统主要由航电系统和机电系统两大部分组成。航电系统主要包括飞行控制、飞行管理、座舱显示、导航、数据与语音通讯、监视与告警、 机内通话、客舱娱乐等;机电系统主要包括电力系统、环控系统、燃油系统、液压系统、救生系统、机轮刹车系统、 照明和生活设施等。

日新月异的信息技术极大促进了大飞机机载设备技术的发展,使机载设备的综合化、智能化和网络化的程度不断提高,波音B787和空客A380当今大型飞机先进性的代表。以波音B787为例,其航电系统的综合化程度远高于任何以前的机型。波音787上有30个独立的计算机系统,而波音B777上大约有80个这样的系统;B787开放式的通用结构设计,能方便快捷地对机上从电子设备到旅客娱乐设施等各种设备进行改进;同时,所有计算机系统都是按照通用标准(Arinc653)设计的, 航空公司可以随时为机队插入新的应用软件。

参考资料:
①中航证券—魏永(执业证书编号:S0640520030002)杨天昊(执业证书编号:S0640121080012)—国产民用大飞机行业深度报告:御风而起 鹏程万里—20220616

投顾姓名:陈定柱;执业编号:A1120120060007

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