【簡介:】本篇文章給大家談?wù)劇逗娇罩圃彀l(fā)展方向薄,輕,精》對應(yīng)的知識點,希望對各位有所幫助。本文目錄一覽:
1、新中國的航空事業(yè)是怎么發(fā)展的?
2、飛機(jī)制造的起源,發(fā)展和現(xiàn)狀
3、
本篇文章給大家談?wù)劇逗娇罩圃彀l(fā)展方向薄,輕,精》對應(yīng)的知識點,希望對各位有所幫助。
本文目錄一覽:
- 1、新中國的航空事業(yè)是怎么發(fā)展的?
- 2、飛機(jī)制造的起源,發(fā)展和現(xiàn)狀
- 3、通用航空的發(fā)展前景
- 4、空運(yùn)設(shè)施設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀
- 5、飛機(jī)制造行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢如何?
- 6、民用飛機(jī)制造,發(fā)展,現(xiàn)狀?
新中國的航空事業(yè)是怎么發(fā)展的?
1949年新中國建立之初,別說是飛機(jī)制造業(yè),基本上所有的重型裝備制造業(yè)都處于“一窮二白”的狀態(tài),但是,很快,隨著“一五”、“二五”計劃的實施,新中國終于逐步實現(xiàn)了自己制造飛機(jī)的夢想。在跨入21世紀(jì)以后,中國經(jīng)濟(jì)有了突飛猛進(jìn)的增長,技術(shù)能力也有了空前提高,中國成為航空大國、航空強(qiáng)國的步伐越來越快。
初教-5教練機(jī),是我國第一種自行制造的初級教練機(jī),原型為蘇聯(lián)雅克-18教練機(jī)。雅克-18是由前蘇聯(lián)雅克福列夫設(shè)計局于1946年設(shè)計生產(chǎn)的雙座初級教練機(jī)。1951年,中共中央批準(zhǔn)國有航空工業(yè)爭取在3~5年內(nèi),從修理起步,逐步過渡到仿制蘇聯(lián)教練機(jī)和殲擊機(jī)。
1951年4月23日,國家航空局決定在南昌建立飛機(jī)制造廠。5月13日第一批建設(shè)者到達(dá)南昌,在國民黨政府與意大利1934年合建的“國民黨第二飛機(jī)制造廠和航空研究院”的舊址上開始了工作。當(dāng)時只有一條1500米的碎石跑道,1座廠房,7座舊機(jī)棚,30多臺舊機(jī)床。經(jīng)過第一代建設(shè)者的奮斗,建廠僅僅148天就開始修理從朝鮮戰(zhàn)場上轉(zhuǎn)下來的飛機(jī)。當(dāng)年年底,南昌飛機(jī)制造廠已修理雅克-18型飛機(jī)38架。
1954年4月1日國家航空工業(yè)局批準(zhǔn)南昌飛機(jī)制造廠提前成批生產(chǎn)雅克-18。1954年7月,南昌廠仿制成功首架雅克-18教練機(jī),命名為初教-5。1954年7月3日下午5時15分,初教-5首飛成功。與之配套的株洲航空發(fā)動機(jī)制造廠也正式成立。盡管現(xiàn)在看來初教-5老得掉牙,但它卻是我國批量制造飛機(jī)和航空發(fā)動機(jī)的開端,有著不同尋常的意義。初教-5飛機(jī)在當(dāng)年就生產(chǎn)了10架,次年交付部隊60架,到1958年共生產(chǎn)了379架。
該機(jī)機(jī)身由合金鋼管焊接成骨架,呈構(gòu)架式機(jī)身骨架。機(jī)身前段及發(fā)動機(jī)整流罩為鋁合金蒙皮。機(jī)身后半段由布質(zhì)蒙皮覆蓋。機(jī)翼由梯形外翼和矩形中翼組成。中翼為全金屬結(jié)構(gòu),由兩根大梁、八根翼肋等組成,中翼中裝有兩個容量75升的油箱。中翼與機(jī)身框架連接。外翼與尾翼的前緣、梁、翼肋等用鋁合金制作;布質(zhì)蒙皮。發(fā)動機(jī)選用工作可靠、使用方便的M-11FP5缸氣冷式活塞發(fā)動機(jī)。后三點式起落架,主輪半埋狀收入中翼,尾輪固定不可收??v列式密封座艙具有良好的視野。機(jī)上裝有無線電收報機(jī)和機(jī)內(nèi)通話設(shè)備。
中國1990年用于通用航空的飛機(jī)總共才約400架,主要機(jī)種是運(yùn)5型飛機(jī)。而現(xiàn)在,中國已經(jīng)成為世界上的航空大國之一,擁有強(qiáng)大的航空運(yùn)輸機(jī)群。隨著我國大飛機(jī)項目的實現(xiàn),在不久的將來,中國制造的大型客機(jī)一定會翱翔在全球五洲四海的藍(lán)天之上。
新中國早期的機(jī)種,以蘇制飛機(jī)為主,小型機(jī)以運(yùn)5、中型支線客機(jī)以伊爾12和伊爾14為主,20世紀(jì)中后期,則以安26等為主。在這一時期,我國借鑒進(jìn)口飛機(jī),在進(jìn)口飛機(jī)基礎(chǔ)上,根據(jù)我國航空飛行的特點,研制出了運(yùn)7、運(yùn)8、運(yùn)10、運(yùn)11以及運(yùn)12等一些客機(jī),為我國發(fā)展具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的新型飛機(jī)奠定了堅實的基礎(chǔ)。
我國通過與外國飛機(jī)制造廠商的合作,生產(chǎn)制造了很多波音系列、空客系列飛機(jī)的部件,如我國參與了MD-82、波音、空客飛機(jī)等許多客機(jī)合作生產(chǎn)項目,這些產(chǎn)品以優(yōu)良的品質(zhì)保障了飛機(jī)的安全飛行,為中國的航空制造業(yè)贏得了榮譽(yù)。
在中國航空史上,大家最熟悉的莫過于“兩個翅膀”的小型多用途飛機(jī)運(yùn)—5了,這種以蘇制安-2型飛機(jī)為原型生產(chǎn)制造的小型飛機(jī),可以擔(dān)任短途客機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、農(nóng)業(yè)飛機(jī)、傘兵空降訓(xùn)練機(jī)和醫(yī)療救護(hù)機(jī)等,以其優(yōu)良的安全性、對機(jī)場場地的適應(yīng)性和良好的飛行操縱性能受到了普遍的贊賞。
蘇制伊爾-12和伊爾-14曾經(jīng)是我國國內(nèi)航線的主力機(jī)種?,F(xiàn)在,這些當(dāng)年的“空中雄鷹”基本上都靜靜地待在航空博物館等里面,接待游客的參觀。
在20世紀(jì)60~70年代,我國民航的大型主力機(jī)種之一是蘇制的四發(fā)動機(jī)的伊爾-18型客機(jī),周恩來總理等中國領(lǐng)導(dǎo)人,就是乘坐這種飛機(jī)出國訪問的。現(xiàn)在,伊爾-18型客機(jī)也早已退出了航空歷史舞臺,成為人們回顧航空發(fā)展史的標(biāo)本。在北京昌平的航空博物館里,就保存著伊爾-18型客機(jī),經(jīng)常吸引一些曾經(jīng)在電影上面看見過它空中英姿的人的目光。
飛機(jī)制造的起源,發(fā)展和現(xiàn)狀
綜觀飛機(jī)制造業(yè)近百年的歷史,尤其是近幾十年來的發(fā)展史,飛機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展由民用運(yùn)輸和軍事用途強(qiáng)烈需求所牽引,并受到世界經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的推動,形成了今天飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的局面。
冷戰(zhàn)時代的軍備競賽,刺激了軍事工業(yè),尤其是飛機(jī)制造業(yè)的發(fā)展。為了研制高性能新型戰(zhàn)機(jī)、大型軍用運(yùn)輸機(jī)、特種軍用飛機(jī)和武裝直升機(jī),各國政府和軍方不斷推出新的研究計劃,投入巨額資金,開發(fā)先進(jìn)制造技術(shù)及其專用設(shè)備,基本建立了飛機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。
隨著世界經(jīng)濟(jì)較長時期的衰退,各國航空公司利潤急劇下降,直接影響到飛機(jī)制造商。因此,他們?yōu)榱松?,降低飛機(jī)全壽命周期內(nèi)的成本就成為了新一代民機(jī)研制的一個重要指標(biāo)和先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展方向。
冷戰(zhàn)結(jié)束后,各國大量削減國防經(jīng)費(fèi),軍方難以承受高性能武器裝備的高昂采購費(fèi)用,如F-22戰(zhàn)斗機(jī)每架1.6億美元。如此高昂的采購費(fèi),限制了該飛機(jī)的生產(chǎn)數(shù)量,因此美國軍方提出研制買得起的飛機(jī)——JSF聯(lián)合攻擊機(jī)(每架約3億美元)作為相應(yīng)的補(bǔ)充。軍機(jī)的研制生產(chǎn)也提出了高性能和全壽命周期低成本的雙重目標(biāo)。
數(shù)控加工效率高
發(fā)達(dá)國家飛機(jī)制造公司數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平高。表現(xiàn)在:不僅數(shù)控設(shè)備利用率高(一般達(dá)80%),主軸利用率高(95%),且加工效率極高,加工周期短,勞動生產(chǎn)率是我國的20~40倍。大型機(jī)翼整體加工件加工效率約50kg/h。麥道公司制造C-17軍用運(yùn)輸機(jī)起落架艙隔框,加工效率約30kg/h。
通用航空的發(fā)展前景
中國通用航空器的數(shù)量保持上升趨勢
中國通用航空器的數(shù)量自2014年以來始終保持上升的趨勢,機(jī)隊規(guī)模穩(wěn)步擴(kuò)大。截至2020年8月,中國內(nèi)地在運(yùn)營的通用航空器數(shù)量達(dá)2930架,相比于2019年底增長154架,相比與2014年的1505架幾乎翻了一倍。機(jī)隊規(guī)模的增速在2017年達(dá)到頂峰,并在之后的年份逐步回落。
渦槳和活塞固定翼飛機(jī)占比份額達(dá)50%
機(jī)隊構(gòu)成方面,渦槳和活塞固定翼飛機(jī)占到了2930架總數(shù)的50%。其中活塞固定翼飛機(jī)主要應(yīng)用于飛行培訓(xùn),而渦槳固定翼飛機(jī)憑借更強(qiáng)的性能而廣泛應(yīng)用于農(nóng)林作業(yè)、通勤運(yùn)輸、航拍航攝等領(lǐng)域。
直升機(jī)占到了機(jī)隊總數(shù)的37%,主要應(yīng)用于海上石油服務(wù)、空中巡查、農(nóng)林植保、空中游覽、電力巡線等領(lǐng)域。代表著高端出行的公務(wù)機(jī)則占到了機(jī)隊總數(shù)的11%,盡管數(shù)量上占比不大,但由于飛機(jī)平均單價較高,從機(jī)隊價值上來看同樣不容忽視。
通用航空企業(yè)數(shù)量增速明顯放緩
中國的通用航空企業(yè)數(shù)量的增長態(tài)勢與機(jī)隊增長基本保持一致。截至2020年8月,中國現(xiàn)有實際運(yùn)營中的通航企業(yè)443家,受到新冠疫情的影響,相比2019年底增長僅17家。2018年為歷年中增速最快的一年,相比上一年增加100家,增幅達(dá)37%。
但在隨后的2019年和2020年,增速明顯放緩,側(cè)面反映出現(xiàn)有市場需求接近飽和,市場競爭加劇,制約通用航空業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題仍然存在。
生產(chǎn)自主研發(fā)機(jī)型的廠商數(shù)量占比過半
中國盡管擁有這巨大的通用飛機(jī)市場潛力,但是在通用飛機(jī)制造方面起步晚、底子薄,在過去長期以來始終在努力追趕國外先進(jìn)水平。截至2020年6月,中國國內(nèi)已有32家通用航空器飛機(jī)制造商取得了中國生產(chǎn)許可證(PC)。其中生產(chǎn)自主研發(fā)機(jī)型的廠商數(shù)量占到了56%,直接引進(jìn)或者收購的廠商占到了44%。
盡管從數(shù)量上來看自主研發(fā)的機(jī)型較多,但除了中航工業(yè)的“運(yùn)”系列以及個別機(jī)型外,國內(nèi)自主研發(fā)的機(jī)型大多為超輕型運(yùn)動飛機(jī),不適用于傳統(tǒng)的通航作業(yè),國內(nèi)航空運(yùn)動的市場也沒有完全打開,因此市場占有率也很低。
通用航空飛行作業(yè)小時總體呈增長趨勢 執(zhí)照培訓(xùn)占比過半
通用航空飛行作業(yè)小時方面,2019年相比上年增長14%,首次突破一百萬小時大關(guān)。而2020年由于新冠疫情的關(guān)系,第一季度通用航空作業(yè)受到了很大的影響,但隨著第二季度疫情得到基本控制,通航飛行作業(yè)基本恢復(fù)正常,并在三季度實現(xiàn)了對上年同期水平的反超。預(yù)計2020年全年飛行小時數(shù)較2019年會稍有回落,但仍將高于2018年的水平。
2019年,各通用航空飛行作業(yè)類型中,執(zhí)照培訓(xùn)依舊占到了55%半數(shù)以上,其次依次為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、消費(fèi)、交通運(yùn)輸和應(yīng)急等。在當(dāng)前工業(yè)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域無人機(jī)有著逐步取代傳統(tǒng)固定翼和直升機(jī)的趨勢,但在通航消費(fèi)(空中游覽、跳傘飛行和個人娛樂飛行)、交通運(yùn)輸(包機(jī)和短途運(yùn)輸)和應(yīng)急領(lǐng)域,仍然有著巨大的市場潛力。
停止運(yùn)營的通用航空企業(yè)數(shù)量急劇上升
從中國民航局發(fā)布的《通用和小型運(yùn)輸運(yùn)行概況》報告中提供相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,2019年和2020年的暫停或終止運(yùn)營的通用航空企業(yè)數(shù)量均遠(yuǎn)超之前的年份,而2020年前8個月停止運(yùn)營的通用航空企業(yè)數(shù)量已超過2019年全年的數(shù)量。
2019年和2020年停止運(yùn)營的通用航空企業(yè)主要為91部運(yùn)營企業(yè),其中又以直升機(jī)運(yùn)營企業(yè)占大多數(shù)。主要原因是市場需求仍然未得到完全釋放,市場競爭加劇,從而導(dǎo)致淘汰率的加大,而2020年年初爆發(fā)的新冠疫情也給企業(yè)帶來了運(yùn)營和資金層面的雙重挑戰(zhàn)。
同時,公務(wù)機(jī)業(yè)務(wù)的發(fā)展由于國內(nèi)國際金融政治風(fēng)險加劇而表現(xiàn)出疲軟的態(tài)勢,也導(dǎo)致了一部分以運(yùn)營公務(wù)機(jī)為主的135部企業(yè)停止運(yùn)營。
細(xì)分市場競爭格局分析
——渦槳和活塞飛機(jī)市場:德事隆航空穩(wěn)居第一
渦槳和活塞固定翼機(jī)隊占整個通用航空器機(jī)隊的50%,2020年機(jī)隊總數(shù)達(dá)1472架,從數(shù)量上來看是構(gòu)成通用航空器機(jī)隊的最主要力量。
從渦槳和活塞飛機(jī)制造商的市場份額來看,德事隆航空穩(wěn)居第一,市場份額達(dá)30%,旗下機(jī)型種類眾多,其中賽斯納172和賽斯納208分別為市場上占有率最高的活塞和渦槳的機(jī)型。賽斯納172也是世界上最成功的輕型通用飛機(jī)之一,廣泛應(yīng)用于飛行培訓(xùn)等領(lǐng)域。賽斯納飛機(jī)與中航通飛于2013年合資成立的石家莊中航賽斯納負(fù)責(zé)賽斯納208的總裝和國內(nèi)客戶交付,并提供原廠維修服務(wù)。
鉆石以23%的市場占有率位居第二,單發(fā)活塞機(jī)型DA40和多發(fā)活塞機(jī)型DA42是其最受歡迎的機(jī)型。中航工業(yè)作為中國最大的航空工業(yè)集團(tuán),以18%的市場份額位居第三。其自主研發(fā)生產(chǎn)的單發(fā)活塞機(jī)型運(yùn)5和雙發(fā)渦槳機(jī)型運(yùn)12同樣擁有可觀的市場占有率。
——直升機(jī)市場:羅賓遜占據(jù)榜首
直升機(jī)機(jī)隊占整個通用航空器機(jī)隊的37%,2020年機(jī)隊總數(shù)達(dá)1070架。從直升機(jī)制造商市場份額來看,羅賓遜憑借R44和R22這兩款“爆款”機(jī)型而占據(jù)榜首,占比達(dá)30%??偛课挥诜▏目湛?、美國的貝爾和意大利的萊昂納多分別憑借23%、16%和10%的市場份額占據(jù)第二至四名。
——公務(wù)機(jī)市場:灣流霸占榜首
中國內(nèi)地的公務(wù)機(jī)機(jī)隊從數(shù)量上僅占整個通用航空器機(jī)隊的11%,2020年機(jī)隊總數(shù)達(dá)326架。從公務(wù)機(jī)制造商市場份額來看,有著公務(wù)機(jī)中的“蘋果”之稱的灣流依然霸占榜首,市場份額達(dá)36%。
總部位于加拿大的龐巴迪、美國的德事隆航空、法國的達(dá)索和巴西的巴航工業(yè)分別憑借28%、13%、10%和5%的市場份額占據(jù)第二至四名。本田作為公務(wù)機(jī)行業(yè)的新進(jìn)入者推出的HondaJet也憑借其超低的運(yùn)營成本在中國嶄露頭角。
—— 更多數(shù)據(jù)請參考前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國通用航空業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》
空運(yùn)設(shè)施設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀
行業(yè)內(nèi)主要企業(yè):航發(fā)動力(600893)、中航西飛(000768)、中航沈飛(600760)、中直股份(600038)、洪都航空(600316)、中航重機(jī)(600765)、日發(fā)精機(jī)(002520)
本文核心數(shù)據(jù):航空空裝備行業(yè)企業(yè)數(shù)量、航空裝備行業(yè)人才供給
目前處于產(chǎn)業(yè)整合壟斷期
經(jīng)歷百年發(fā)展的世界航空產(chǎn)業(yè)可大體分為三個階段:
第一階段為產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)期,對應(yīng)從20世紀(jì)初到第二次世界大戰(zhàn)前的40年。在科學(xué)技術(shù)和市場力量的雙重推動下,初始并不被人看好的航空器迅速成為商業(yè)潛力彰顯的交通工具,并成為大顯神威的重要軍事裝備;隨著技術(shù)的進(jìn)步,噴氣時代的開創(chuàng),孕育了航空產(chǎn)業(yè)規(guī)?;瘔汛蟮男聲r代。
第二階段為產(chǎn)業(yè)大發(fā)展時期,從20世紀(jì)40年代到1991年蘇聯(lián)解體。這是航空產(chǎn)業(yè)輝煌發(fā)展的半個世紀(jì),伴隨著第二次工業(yè)革命的大部分進(jìn)程。二戰(zhàn)開啟產(chǎn)業(yè)大發(fā)展之路,戰(zhàn)爭結(jié)束后的產(chǎn)能利用和軍事技術(shù)的溢出效應(yīng),帶來了民用航空的大發(fā)展;持久的冷戰(zhàn)再次刺激軍事航空的發(fā)展,促成了產(chǎn)業(yè)規(guī)模的再提升。
第三階段為產(chǎn)業(yè)的整合壟斷期,從1992年至今,已大約30年。這個階段并未結(jié)束,仍在持續(xù)。蘇聯(lián)陣營解體,冷戰(zhàn)結(jié)束,這一重大政治軍事變革給世界航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來深刻影響。軍事對抗的改變使軍用航空更加重視體系化、有效性和成本可承受性,而民用航空則繼續(xù)在社會經(jīng)濟(jì)生活需求的引領(lǐng)下加快綠色、經(jīng)濟(jì)、定制與個性化發(fā)展;航空產(chǎn)業(yè)在繼續(xù)擴(kuò)張發(fā)展。
寡頭壟斷市場格局明顯
全球航空裝備行業(yè)經(jīng)過近百年的發(fā)展,目前已經(jīng)形成較為穩(wěn)固的市場格局,現(xiàn)階段,國際民機(jī)市場波音公司與空客公司幾乎各占據(jù)半壁江山,呈現(xiàn)明顯的巨頭壟斷模式;發(fā)動機(jī)市場主要由美國GE航空、普惠公司(PW),英國羅羅(RR),法國賽峰(SAFRAN)四大發(fā)動機(jī)公司及他們的聯(lián)合公司構(gòu)成。這些知名的世界級公司和他們的多級供應(yīng)商共同構(gòu)成了巨大的國際航空產(chǎn)業(yè)鏈。
整體市場:全球市場規(guī)模接近萬億美元
根據(jù)IBIS與Staista的數(shù)據(jù),2018-2021年,全球航空裝備市場規(guī)模呈下降態(tài)勢,主要原因是2020年疫情后受全球民航需求下降,民用航空裝備市場出現(xiàn)了下滑。2021年,全球商用航空裝備市場規(guī)模約為7000億美元,軍用航空裝備市場規(guī)模約為2560億美元。
人工智能、清潔能源是未來主要發(fā)展方向
隨著外部環(huán)境和航空裝備行業(yè)發(fā)展情況的變化,前瞻認(rèn)為未來全球航空裝備行業(yè)發(fā)展將主要圍繞著機(jī)器人、人工智能和清潔能源三大方向推進(jìn)。
預(yù)計2027年市場規(guī)模接近1.2萬億美元
根據(jù)Fortune Bussiness
Insights的預(yù)測,未來五年全球軍用航空裝備增速將保持在3%左右,商用航空裝備市場規(guī)模增速將達(dá)到3.7%,到2027年,全球航空裝備市場規(guī)模將達(dá)到11769億美元。
以上數(shù)據(jù)參考前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國航空裝備行業(yè)深度調(diào)研與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》
飛機(jī)制造行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢如何?
綜觀飛機(jī)制造業(yè)近百年的歷史,尤其是近幾十年來的發(fā)展史,飛機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展由民用運(yùn)輸和軍事用途強(qiáng)烈需求所牽引,并受到世界經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的推動,形成了今天飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的局面。?
冷戰(zhàn)時代的軍備競賽,刺激了軍事工業(yè),尤其是飛機(jī)制造業(yè)的發(fā)展。為了研制高性能新型戰(zhàn)機(jī)、大型軍用運(yùn)輸機(jī)、特種軍用飛機(jī)和武裝直升機(jī),各國政府和軍方不斷推出新的研究計劃,投入巨額資金,開發(fā)先進(jìn)制造技術(shù)及其專用設(shè)備,基本建立了飛機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。?
隨著世界經(jīng)濟(jì)較長時期的衰退,各國航空公司利潤急劇下降,直接影響到飛機(jī)制造商。因此,他們?yōu)榱松?,降低飛機(jī)全壽命周期內(nèi)的成本就成為了新一代民機(jī)研制的一個重要指標(biāo)和先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展方向。?
冷戰(zhàn)結(jié)束后,各國大量削減國防經(jīng)費(fèi),軍方難以承受高性能武器裝備的高昂采購費(fèi)用,如F-22戰(zhàn)斗機(jī)每架1.6億美元。如此高昂的采購費(fèi),限制了該飛機(jī)的生產(chǎn)數(shù)量,因此美國軍方提出研制買得起的飛機(jī)——JSF聯(lián)合攻擊機(jī)(每架約3億美元)作為相應(yīng)的補(bǔ)充。軍機(jī)的研制生產(chǎn)也提出了高性能和全壽命周期低成本的雙重目標(biāo)。?
計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,精益生產(chǎn)等許多新理念的誕生,使得飛機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)處于不斷變革之中,傳統(tǒng)技術(shù)不斷精化,新材料、新結(jié)構(gòu)加工、成形技術(shù)不斷創(chuàng)新,集成的整體結(jié)構(gòu)和數(shù)字化制造技術(shù)構(gòu)筑了新一代飛機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)的主體框架。為了進(jìn)一步了解國外飛機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的這一趨勢,本文介紹幾種主要制造技術(shù)(本站節(jié)選其中的《先進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)》)。
西方工業(yè)發(fā)達(dá)國家飛機(jī)制造業(yè)應(yīng)用數(shù)控技術(shù)始于60年代。近50年的數(shù)控技術(shù)發(fā)展中,發(fā)達(dá)國家飛機(jī)制造業(yè)中數(shù)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用水平主要體現(xiàn)在以下幾個方面:基本實現(xiàn)機(jī)加數(shù)控化、廣泛采用CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)和DNC技術(shù),達(dá)到數(shù)控加工高效率,建立了柔性生產(chǎn)線和發(fā)展了高速切削加工技術(shù)。?
1 基本實現(xiàn)了機(jī)加數(shù)控化
發(fā)達(dá)國家數(shù)控機(jī)床占機(jī)床總數(shù)的30%~40%,而航空制造業(yè)更高,達(dá)到50%~80%。波音、麥道等飛機(jī)制造公司都配置了數(shù)量可觀的各種不同類型的先進(jìn)數(shù)控設(shè)備,特別是大型、多坐標(biāo)數(shù)控銑和加工中心,同時與之相關(guān)的配套設(shè)備齊全,數(shù)控化率高,基本實現(xiàn)了機(jī)加數(shù)控化。?
波音公司在Auburn民機(jī)制造分部建立了鋁、鈦、鋼結(jié)構(gòu)件機(jī)加車間和機(jī)翼蒙皮與梁結(jié)構(gòu)件機(jī)加車間,機(jī)加設(shè)備362臺,配置NC機(jī)床約180臺,數(shù)控化率達(dá)50%。?
在90年代中后期,這些公司仍在進(jìn)一步加強(qiáng)對機(jī)加設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造和更新,特別是多坐標(biāo)高速數(shù)控銑床和加工中心。如波音公司在Wichita軍機(jī)制造分部就新配有法國Forest Line公司43m×3m×2m高架3龍門5坐標(biāo)Minumac 30TH 數(shù)控銑床,加工“空中客車”飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的英國航宇(BAe)、原德國漢堡DASA公司、負(fù)責(zé)貝爾直升機(jī)結(jié)構(gòu)件制造的Remele公司等都配有數(shù)量不等的法國Forest Line公司的高速5坐標(biāo)龍門銑床。其中Remele公司多達(dá)6臺,主軸功率40kW,轉(zhuǎn)速40000r/min,可加工零件壁厚薄到0.76mm。同時還配有Fischer機(jī)床頭,主軸功率75kW,轉(zhuǎn)速5000r/min,可加工尺寸很大的機(jī)翼壁板,切削效率很高。貝爾直升機(jī)公司還添置了美國費(fèi)城Marwin公司用于加工飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的Automax IV雙主軸5坐標(biāo)高速加工中心,規(guī)格為20m×8m×9m,主軸轉(zhuǎn)速24000r/min,進(jìn)給速度?20m/min?。?
2 數(shù)控加工效率高
發(fā)達(dá)國家飛機(jī)制造公司數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平高。表現(xiàn)在:不僅數(shù)控設(shè)備利用率高(一般達(dá)80%),主軸利用率高(95%),且加工效率極高,加工周期短,勞動生產(chǎn)率是我國的20~40倍。大型機(jī)翼整體加工件加工效率約50kg/h。麥道公司制造C-17軍用運(yùn)輸機(jī)起落架艙隔框,加工效率約30kg/h。?
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3 廣泛應(yīng)用先進(jìn)的CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)
廣泛應(yīng)用CAD/CAPP/CAM/CAE自動化設(shè)計制造應(yīng)用軟件以及DFX等并行工程,并有足夠的工藝知識數(shù)據(jù)庫、切削參數(shù)數(shù)據(jù)庫、各種規(guī)范化的技術(shù)資料作為使能工具。因而設(shè)計與工藝手段先進(jìn),工藝精良,NC加工程序優(yōu)質(zhì),縮短了工藝準(zhǔn)備周期,提高了設(shè)備利用率和生產(chǎn)效率,大大縮短了零件生產(chǎn)周期。?
4 DNC技術(shù)廣泛應(yīng)用
發(fā)達(dá)國家飛機(jī)制造公司大多數(shù)在70年代末80年代就已經(jīng)廣泛地應(yīng)用了分布式數(shù)字控制技術(shù)(Distributed NC,DNC)。波音公司在Wichita 軍機(jī)分部建立的一個DNC系統(tǒng),大約連接有分布在若干不同車間中的130多臺數(shù)控設(shè)備, 包括加工中心、大型銑床、數(shù)控測量機(jī)。麥道、MBB和extron工廠等都建立了DNC系統(tǒng)。美國大約有2萬多家小型飛機(jī)零部件轉(zhuǎn)包制造商,60%~80%都使用了DNC系統(tǒng)。采用DNC技術(shù)具有明顯的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)效益,通常可提高生產(chǎn)率15%~20%。?
5 高速切削技術(shù)的應(yīng)用
高速加工(High Speed Machining,HSM)被認(rèn)為是21世紀(jì)機(jī)加工藝中最重要的手段。高速切削與常規(guī)切削相比具有明顯優(yōu)點:加工時間減少約60%~80%,進(jìn)給速度提高5~10 倍,材料去除率提高3~5倍,刀具耐用度提高70%,切削力減少約30%,表面粗糙度Ramax可達(dá)8~10μm,工件溫升低,熱變形、熱膨脹減小,適宜加工細(xì)長、復(fù)雜薄壁零件等。
飛機(jī)大型復(fù)雜整體結(jié)構(gòu)件采用高速數(shù)控加工技術(shù)是近幾年飛機(jī)機(jī)加技術(shù)發(fā)展的一種趨勢。因此,20世紀(jì)90年代中后期,飛機(jī)制造商添置了許多先進(jìn)的多坐標(biāo)高速數(shù)控銑和加工中心用于鋁、鈦、鋼等材料的各種整體結(jié)構(gòu)件加工。波音Bertsche Engineering公司的高速加工中心,用于航空航天鋁合金、復(fù)合材料零件的加工。
對鋁合金高速加工,切削速度可達(dá)2000~5000m/min,主軸轉(zhuǎn)速達(dá)10000~40000r/min,加工進(jìn)給速度為2~20m/min ,材料去除率30~40kg/h。?
高速切削加工技術(shù)對機(jī)床、刀具、控制系統(tǒng)、編程等都提出了更高的要求。發(fā)達(dá)國家對高速加工的配套技術(shù)研究和應(yīng)用作為一個系統(tǒng)工程看待,解決得較好,并在不斷完善。?
6 應(yīng)用高自動化水平的制造系統(tǒng)
發(fā)達(dá)國家飛機(jī)制造公司非常重視應(yīng)用高自動化水平的制造系統(tǒng),提高新飛機(jī)研制生產(chǎn)能力,加強(qiáng)企業(yè)競爭力。70年代末80年代先后建立了柔性制造系統(tǒng)(FMS)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件柔性加工,在新機(jī)研制中發(fā)揮了重要作用。90年代中后期,由于高速切削機(jī)床技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步,飛機(jī)整體加工件的增多,開始較廣泛應(yīng)用柔性加工單元或以柔性加工單元組成柔性生產(chǎn)線來加工飛機(jī)整體結(jié)構(gòu)件(在汽車制造業(yè)領(lǐng)域也同樣得到應(yīng)用)。如波音Wichita軍機(jī)分部用高速加工單元組成的柔性加工生產(chǎn)線來加工飛機(jī)整體隔框零件。達(dá)索飛機(jī)公司在“陣風(fēng)”號飛機(jī)制造中也建立了一條柔性加工生產(chǎn)線,由4臺5坐標(biāo)切削中心構(gòu)成,配有自動化工件裝卸小車,容量達(dá)1000的機(jī)械手控制的工具庫,只需配備一個操作者。
西方發(fā)達(dá)國家不僅重視發(fā)展數(shù)控主體技術(shù),并注重協(xié)調(diào)發(fā)展與數(shù)控技術(shù)配套的各單元自動化技術(shù),包括數(shù)控車間信息管理系統(tǒng),從而使得數(shù)控技術(shù)得以快速發(fā)展并達(dá)到了很高的應(yīng)用水平,有力地推動了飛機(jī)制造業(yè)發(fā)展和進(jìn)步。目前,發(fā)達(dá)國家飛機(jī)制造商不僅實現(xiàn)了高效數(shù)控加工,而且實現(xiàn)了數(shù)字化設(shè)計(D-D)和數(shù)字化制造(D-M)。
民用飛機(jī)制造,發(fā)展,現(xiàn)狀?
中國民航運(yùn)輸市場發(fā)展向好
從民航貨郵、旅客周轉(zhuǎn)量來看,2015-2019年民航貨郵、旅客吞吐量逐年增長,
2020年新冠疫情對民航運(yùn)輸市場影響較大,全年中國民航完成旅客周轉(zhuǎn)量6311.28億人公里,同比下降46.1%;完成貨郵周轉(zhuǎn)量240.20億噸公里,同比下降8.7%。
2021年1-4月呈現(xiàn)恢復(fù)性增長,民航貨郵、旅客吞吐量分別同比增長41.0%、43.2%。整體來看,隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷增長,帶動我國民航運(yùn)輸市場發(fā)展持續(xù)向好。
民航運(yùn)輸機(jī)隊超過3900架
從上世紀(jì)80年代開始,全球及中國航空行業(yè)景氣度持續(xù)上升,航空客運(yùn)量持續(xù)走高,對民航飛機(jī)的需求量保持持續(xù)增長。截至2020年底,中國民航全行業(yè)運(yùn)輸飛機(jī)期末在冊架數(shù)3903架,比2019年底增加85架。其中客機(jī)共有3717架,占比95.2%;貨機(jī)共有186架,占比4.8%。
未來20年新機(jī)交付總量將超過9000架
從民航飛機(jī)市場前景來看,根據(jù)《中國商飛公司市場預(yù)測年報(2020-2039)》,到2039年客、貨機(jī)新機(jī)交付總量將超過9000架,屆時我國貨機(jī)機(jī)隊規(guī)模將達(dá)到659架,客機(jī)機(jī)隊規(guī)模將達(dá)到9641架,機(jī)隊總規(guī)模將超過10300架(考慮到報廢的情況);分類型占比結(jié)構(gòu)來看,民航貨運(yùn)市場發(fā)展將帶動貨機(jī)數(shù)量占比提升至6%。
注:內(nèi)環(huán)2020年,外環(huán)2039年預(yù)測值。
——更多數(shù)據(jù)參考前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國民用航空運(yùn)輸行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》。
關(guān)于《航空制造發(fā)展方向薄,輕,精》的介紹到此就結(jié)束了。