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軍工航天新聞

《中國制造2025》規(guī)劃系列解讀之推動航空裝備發(fā)展

星之球科技 來源:金屬加工在線2015-06-02 我要評論(0 )   

航空裝備包括飛機、航空發(fā)動機及航空設備與系統(tǒng)。飛機是為國民經濟、社會發(fā)展和人民交通出行服務的空中運載工具,主要包括干線飛

        航空裝備包括飛機、航空發(fā)動機及航空設備與系統(tǒng)。飛機是為國民經濟、社會發(fā)展和人民交通出行服務的空中運載工具,主要包括干線飛機、支線飛機、通用飛機、直升機、無人機以及特種飛行器等。飛機被稱為“工業(yè)之花”和技術發(fā)展的火車頭,產業(yè)鏈長,覆蓋面廣,在保持國家經濟活力、提高公眾生活質量和國家安全水平、帶動相關行業(yè)發(fā)展等方面起著至關重要的作用。航空發(fā)動機被譽為工業(yè)皇冠上的明珠,是以航空燃氣渦輪發(fā)動機為基礎的產業(yè)集群,包括渦扇/渦噴發(fā)動機、渦軸/渦槳發(fā)動機及傳動系統(tǒng)、活塞發(fā)動機,對國民經濟和科技發(fā)展有著巨大帶動作用,集中體現(xiàn)國家綜合國力、工業(yè)基礎和科技水平,是國家安全和大國地位的重要戰(zhàn)略保障。航空機載系統(tǒng)與設備涉及航空電子、飛行控制和航空機電三個領域,是確保飛機安全,增強飛機性能和效能,提高飛機舒適性、可靠性、維修性的重要支柱和手段。

  一、航空裝備發(fā)展環(huán)境
  (一)市場需求
  航空運輸和通用航空服務需求的不斷增長為航空裝備制造業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的市場空間。預計未來10年,全球將需要干線飛機1.2萬架、支線飛機0.27萬架、通用飛機1.83萬架、直升機1.2萬架,總價值約2萬億美元;我國將需要干線飛機和支線飛機1940架,價值1.8萬億元;同時,隨著我國空域管理改革和低空空域開放的推進,國內通用飛機、直升機和無人機市場巨大。未來10年全球渦噴/渦扇發(fā)動機需求量將超7.36萬臺,產值超4160億美元;渦軸發(fā)動機需求量超3.4萬臺,總產值超190億美元;渦槳發(fā)動機需求量超1.6萬臺,總市值超150億美元;活塞發(fā)動機需求量將超3.3萬臺,總市值約30億美元。
  我國在國民經濟快速發(fā)展和綜合實力不斷提高的經濟形勢下,對航空運輸和通用航空服務的需求也在快速增長,航空工業(yè)發(fā)展的市場空間十分廣闊。
  (二)政策環(huán)境
  近年來,隨著政府的高度重視和國內強大的市場需求,航空工業(yè)面臨著前所未有的發(fā)展機遇和良好環(huán)境。2005年以來,我國相繼發(fā)布了《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》、《國家“十二五”科學和技術發(fā)展規(guī)劃》、《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《民用航空工業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2013-2020年)》等規(guī)劃,為我國航空產業(yè)發(fā)展指明方向,將推動我國航空工業(yè)實現(xiàn)快速發(fā)展。
  抓緊實施大型飛機重大專項是國家加快我國航空裝備發(fā)展的重大舉措。舉全國之力、聚全國之智發(fā)展大型飛機,對我國航空工業(yè)的整體發(fā)展起到了極大地帶動作用。為解決航空裝備發(fā)展的動力瓶頸問題,國家將大力提升航空發(fā)動機自主創(chuàng)新能力,促進我國航空裝備取得重大進步。
  (三)競爭環(huán)境
  全球競爭是航空工業(yè)的重要特點,中國航空工業(yè)必須與世界航空強國同臺競技。目前,世界航空工業(yè)經過百余年的發(fā)展,在市場上已形成了高度壟斷。
  美國是當今世界上航空工業(yè)最為發(fā)達的國家,擁有完備的工業(yè)和科研體系,在技術上全面處于世界領先地位。有實力的大企業(yè)主要集中在美國,在世界航空航天100強企業(yè)中,美國占44家,在前10強中,美國占7家,其2012年的銷售收入為2179億美元,出口額為955億美元,絕對領先于其他國家。
  歐洲的航空產品國際市場競爭力強,大型客機、軍機、直升機、發(fā)動機均占有國際市場的相當大份額;2012年銷售收入約1600億美元,其中出口占60%;在世界航空航天100強企業(yè)中,歐洲占據了35家,僅次于美國。俄羅斯是世界上極少數(shù)能夠研制各類航空產品的國家之一,其軍機國際市場競爭力較好,但民機產品比較遜色,近二十年來發(fā)展緩慢,現(xiàn)正在醞釀新的崛起。
  加拿大是噴氣公務機和支線客機全球最大的生產國之一,巴西的支線客機也占有世界市場的半壁江山,日本式世界主要民用客機和發(fā)動機生產商的重要合作伙伴,烏克蘭具有大型運輸機、航空發(fā)動機的設計和生產能力。這些國家在局部技術、某些產品領域也具有一定特色和優(yōu)勢。
  航空發(fā)達國家利用其技術優(yōu)勢和壟斷地位,通過技術禁運和適航壁壘,阻礙我國航空工業(yè)的發(fā)展和進步。
  (四)技術及經濟基礎
  經過幾十年的努力,我國已建立起較為完整的航空技術體系、產品譜系和產業(yè)體系,特別是近年來我國成功地研制了以殲15、殲20、運20、武直10等為代表的軍用飛機,在民機方面“新舟”系列已交付百架,ARJ21等支線客機即將投入航線,大型干線客機C919的研制取得重要階段性成果,小型無人機和通航飛機正處于快速發(fā)展之中,這都表明我國航空制造業(yè)已步入發(fā)展的快車道。
  我國經過三十多年的改革開放和經濟社會的快速發(fā)展,為發(fā)展航空裝備提供了強大的經濟基礎。我國工業(yè)轉型升級,創(chuàng)新能力和國際競爭力顯著增強為加快航空工業(yè)發(fā)展提供了良好的科技和工業(yè)基礎。
 
  二、十二五發(fā)展成就及存在的問題
  (一)十二五發(fā)展成就
  十二五期間,我國成功研制了一批型號,推動了航空產業(yè)的發(fā)展。C919大型客機訂單數(shù)量不斷增加,達到450架,首架機前機身、后機身、垂尾和艙門等大部件均已交付,研制工作進展良好。ARJ21-700新一代渦扇支線客機成功取得適航認證,即將進入運營階段。先進中型多用途直升機AC352總裝下線試飛,綜合性能良好。大型滅火/救援飛機進入工程制造階段,中機身、機頭等大部件在中國民航局批準放行證書/適航批準標簽的基礎上順利下架,首架機即將進行最后總裝。新舟600渦槳支線客機及新舟600F貨機均取得適航認證。飛機、電源變換器、離心式增壓泵、飛機主液壓泵、氣壓高度表、空速表、升降速度表、甚高頻通信電臺、YDK-2C型S模式應答機等等一大批機載設備成功取證,成為貨架產品。
  與此同時,國產飛機市場反應開始逐漸轉好。運12系列飛機憑借優(yōu)秀的性價比成功簽訂出口大單,歷史性地進入了美國和俄羅斯市場。新舟60系列飛機已經累計飛行約30萬個起落和30萬個飛行小時,為國產民機設計、服務、運營積累了大量寶貴經驗,在此基礎上發(fā)展的新舟600客機訂單情況良好。新舟700飛機也正在積極研制,預計十三五期間取得適航證,進入市場。
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  雖然我國航空工業(yè)取得了長足進步,但總體而言,民用航空工業(yè)在我國還屬繼續(xù)培育的幼稚產業(yè),與國際先進水平相比,仍存在較大差距。主要表現(xiàn)在:
  一是產業(yè)規(guī)模小,規(guī)模效應尚未充分體現(xiàn),產業(yè)自主發(fā)展能力不強,市場機制有待完善。
  二是我國航空產品種類偏少,技術水平不高,市場競爭力不強。
  三是我國民用航空科技雖然與自身相比取得了長足進步,但是與航空發(fā)達國家相比,差距仍然明顯。
  四是航空發(fā)動機、機載系統(tǒng)和設備、原材料和元器件等瓶頸問題制約嚴重。
  五是適航能力明顯不足。
 
  三、未來發(fā)展重點
 ?。ㄒ唬╋w機產業(yè)
  1、干線飛機。重點發(fā)展150座級、單通道干線飛機。適時發(fā)展座級范圍250-350座,航程9000-15000公里寬體飛機,該機采用先進氣動力設計、高涵道比大推力渦扇發(fā)動機、多電技術、高度綜合集成航電系統(tǒng)。
  2、支線客機。進行ARJ21、M60/M600改進升級,提高可靠性、安全性。同時加快研制座級50-60座,最大燃油航程2450公里。最大起飛重量21.8噸,經濟巡航速度430公里/小時。該機可在高溫、高原狀態(tài)下起飛,適應不同航路、跑道的特性,可進行多用途改裝的先進渦槳支線飛機。
  3、通用飛機。重點發(fā)展大中型噴氣公務機和大型救援/滅火水陸兩棲飛機。大中型噴氣公務機最大起飛重量25.4噸。大型救援/滅火水陸兩棲飛機該產品是為了滿足我國森林滅火、水上應急救援任務的需要研制的大型水陸兩棲飛機,采用單船身、懸臂上單翼布局形式;選裝4臺WJ6發(fā)動機,采用前三點可收放式起落架。該機最大起飛重量49噸,最大載水量12噸,最大平飛速度560公里/小時,起降抗浪高度2米。
  4、直升機。重點發(fā)展重型直升機和先進輕型雙發(fā)直升機。重型直升機內載重10-15噸;先進輕型雙發(fā)直升機最大起飛重量約3噸,內載1100公斤,最大外吊掛1360公斤,載客8名;采用單旋翼帶尾槳的常規(guī)布局,滑橇式起落。同時對現(xiàn)有4-13噸民用直升機根據市場要求進行改進改型。
  (二)航空發(fā)動機產業(yè)
  1、大涵道比渦扇發(fā)動機。重點發(fā)展14000kgf推力級CJ1000A渦扇發(fā)動機,滿足國產150座干線客機C919對動力的需要。巡航耗油率大不于0.52kg/(kgf?h),發(fā)動機排放應比國際民航組織CAEP 6規(guī)定的排放水平低50%以上,安全性、可靠性和維修性不低于國外同級別飛機的最先進動力裝置的水平。
  2、中等涵道比中小型渦扇發(fā)動機。重點發(fā)展1000kgf推力級小型中等涵道比渦扇發(fā)動機,滿足國內外7-8座輕型公務機對動力的需求。地面起飛耗油率不高于0.5 kg/(kgf?h),巡航推力300kgf,巡航耗油率不高于0.73 kg/(kgf?h)。
  3、中等功率渦軸發(fā)動機及傳動系統(tǒng)。全力推進中等功率級渦軸發(fā)動機國際合作,加快取得適航證。積極發(fā)展1000kW新一代渦軸發(fā)動機,起飛耗油率不高于0.285kg/kW.h。
  4、大功率渦槳發(fā)動機。重點發(fā)展5000kW級渦槳發(fā)動機,主要用于未來70-90座級民用支線客機及20-80噸級中小型運輸機。起飛功率約為5000kW,起飛耗油率不高于0.246kg/kW.h。
  5、航空活塞發(fā)動機。重點發(fā)展200kW級航空活塞發(fā)動機,用于小鷹500、塞斯納182、鉆石40等4座輕型通用飛機以及無人機。
 
  (三)航空機載設備與系統(tǒng)產業(yè)
  1、航電系統(tǒng)。發(fā)展綜合模塊化航空電子系統(tǒng),具有多路雙向和多路離散量/模擬量接口功能。綜合導航系統(tǒng)含大氣數(shù)據慣性參考單元、衛(wèi)星導航、無線電導航功能。座艙顯控系統(tǒng)具備飛行、導航、發(fā)動機參數(shù)和飛機狀態(tài)信息的顯示以及人機交互功能,并提供機組告警功能。機載維護系統(tǒng)具備狀態(tài)監(jiān)測、故障檢測與隔離以及趨勢分析等功能。通信系統(tǒng)具備甚高頻通信、高頻通信、選擇呼叫、衛(wèi)星通信、數(shù)據鏈通信、維護內話、音頻綜合、無線電調諧、應急定位發(fā)射等功能。
  2、飛控系統(tǒng)。主飛行控制系統(tǒng)具備主動控制功能,掌握主動側桿技術。研制分布式獨立驅動、自適應高升力系統(tǒng),自動飛行控制系統(tǒng),具有飛行指引、自動駕駛、自動推力等功能。
  3、機電系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)實現(xiàn)基于35MPa的高壓系統(tǒng)設計;實現(xiàn)分布式電液作動器(EHA)與機電作動器(EMA)在國產民用飛機的應用。電力系統(tǒng)實現(xiàn)115V、寬變頻交流電源系統(tǒng),分布式自動配電,單通道功率等級大于120kVA;遠期實現(xiàn)單通道功率等級大于250kVA。環(huán)控系統(tǒng)實現(xiàn)三輪升壓式高壓除水制冷系統(tǒng)裝備國產運輸機,掌握四輪升壓式環(huán)控系統(tǒng)技術;2025年前,研制出電動環(huán)控系統(tǒng)。輔助動力系統(tǒng)具備起動/發(fā)電一體化功能,2025年實現(xiàn)多電型組合動力裝置裝機應用??团撛O備掌握水/廢水系統(tǒng)壓力供水、真空沖洗技術;2025年實現(xiàn)水/廢水系統(tǒng)在民機上裝機應用。
  4、航空材料和元器件。突破高強高韌鋁合金、高性能鈦合金、超高強度鋼和高性能樹脂基復合材料關鍵技術。顯示組件適用于機載條件下的高可靠性、大容量顯示以及OLED;開展數(shù)字像源等新技術、新原理機載顯示組件的研發(fā)與應用工作。研制出高精度諧振式光子晶體光纖陀螺,實現(xiàn)20kW大功率無刷電機和20kW開關磁阻電機工程化應用。提高航空專用傳感器油液、氣體、溫度、壓力等航空傳感器的的監(jiān)測精度和長期可靠性;研發(fā)基于新型敏感材料、新型封裝材料、新型導電材料等新材料的傳感器。
 
  四、政策措施
  我國航空工業(yè)目前正處于轉型升級發(fā)展的關鍵時期,為了保持航空產業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展,需要加大對航空產業(yè)的扶持力度,加大航空研發(fā)和基礎設施的投資力度,科學規(guī)劃航空科研與試驗重大基礎設施建設,實施若干對航空裝備制造業(yè)實現(xiàn)創(chuàng)新驅動發(fā)展有重要推動作用的重大專項及重大工程,同時加快出臺以下扶持政策:
 ?。ㄒ唬┘涌熘贫ㄕ衽d航空制造業(yè)的法律法規(guī)和政策措施
  保證航空制造業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展,加快航空產業(yè)發(fā)展促進條例制定,建立法律和制度保障。按照社會主義市場經濟下航空產業(yè)發(fā)展規(guī)律,完善產業(yè)發(fā)展金融保障機制,建立和完善融資體系、擔保基金和風險規(guī)避機制等。
 ?。ǘ┘訌娺m航技術能力和適航體系建設
  加強適航技術研究、提高適航設計、驗證和審定能力,全面提升適航水平。加強與美歐等發(fā)達國家民用航空管理當局的合作,拓展雙邊適航協(xié)定。
 ?。ㄈ┘涌斓涂湛沼蚋母铮龠M通用航空產業(yè)發(fā)展
  通用航空產業(yè)涉及面廣,管理難度大,民航、軍隊、石油、地礦、郵電、農業(yè)、林業(yè)、旅游、交通、體育等多部門需要建立相關工作機制,協(xié)同推進。特別是要進一步加快低空空域改革,促進通用航空產業(yè)發(fā)展。
 ?。ㄋ模┩七M重點民用航空產品產業(yè)化
  民用航空企業(yè)研發(fā)和創(chuàng)新。在符合WTO規(guī)則和國際慣例的基礎上,鼓勵購買國產飛機。實施國產航空器的政府采購政策,落實中央財政、地方財政對國產民用航空產品的政府采購。結合國家“一帶一路”戰(zhàn)略,支持航空制造企業(yè)“走出去”。

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