□ 鄭建華

上海電氣集團(tuán)股份有限公司 上海 200233

1 民用航空產(chǎn)業(yè)定義

民用航空產(chǎn)業(yè)指在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中從事民用航空產(chǎn)品研制生產(chǎn)，并提供民用航空服務(wù)的相關(guān)行業(yè)的集合。民用航空產(chǎn)品主要包括商用航空器、通用航空器、機(jī)載設(shè)備、地面設(shè)備、空中交通管理設(shè)備等。其中，商用航空器主要包括干線客機(jī)、支線客機(jī)、民用運(yùn)輸機(jī)等，通用航空器主要包括公務(wù)機(jī)、直升機(jī)、飛艇等各種低空飛行器，機(jī)載設(shè)備主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)、航電系統(tǒng)、機(jī)電系統(tǒng)等，地面設(shè)備主要包括機(jī)場(chǎng)設(shè)備、輔助設(shè)備等。

2 民用航空產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)

民用航空產(chǎn)業(yè)主要有四大特點(diǎn)。

2.1 高資產(chǎn)投入和高風(fēng)險(xiǎn)并存

民用航空產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)費(fèi)用巨大，無論是整機(jī)制造，還是航空發(fā)動(dòng)機(jī)、航空電子等部件研制，都需要巨額資本的長(zhǎng)期投入。從民用航空產(chǎn)業(yè)鏈來看，一種機(jī)型從設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、原型機(jī)研制、制造工裝、試飛取證到啟動(dòng)生產(chǎn)，預(yù)計(jì)至少需要20億美元的投入，并且需要300架以上的銷量才能達(dá)到盈虧平衡。民用航空產(chǎn)品的研制周期和生命周期又較其它工業(yè)產(chǎn)品長(zhǎng)，大型客機(jī)研制周期一般都在5～10年，波音公司產(chǎn)品的平均研制周期為5年，空客公司產(chǎn)品的平均研制周期為6.5年。飛機(jī)產(chǎn)品交付市場(chǎng)后，其生命周期一般為20年，從賣出第一架飛機(jī)到收回投資又至少需要5～10年的時(shí)間。在如此長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，市場(chǎng)需求極易受到世界經(jīng)濟(jì)形勢(shì)和政治形勢(shì)的影響，巨額的資金投入使航空企業(yè)的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)陡增。

2.2 高附加值與高關(guān)聯(lián)度共存

民用航空產(chǎn)業(yè)是典型的知識(shí)、技術(shù)、資本、人才密集型高附加值產(chǎn)業(yè)。據(jù)有關(guān)專家測(cè)算，若以船舶單位質(zhì)量創(chuàng)造的價(jià)值為1計(jì)算，則小汽車為9，彩電為50，計(jì)算機(jī)為300，噴氣飛機(jī)為800，航空發(fā)動(dòng)機(jī)為1 400。

民用航空產(chǎn)業(yè)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)其它產(chǎn)業(yè)，尤其是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)高度關(guān)聯(lián)。航空產(chǎn)品的研制與生產(chǎn)涉及航空學(xué)、機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、信息學(xué)、材料學(xué)、力學(xué)、物理學(xué)等眾多基礎(chǔ)學(xué)科，覆蓋制造、物流、管理、金融、服務(wù)、培訓(xùn)等多個(gè)領(lǐng)域?？梢?，發(fā)展民用航空產(chǎn)業(yè)，技術(shù)擴(kuò)散作用明顯，可以有力牽引相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科研究發(fā)展。通過產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化升級(jí)，不僅能提升航空工業(yè)的整體水平，而且可以通過技術(shù)外溢帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提升。民用航空產(chǎn)業(yè)對(duì)機(jī)械、電子、材料、冶金、儀表、石化等上游產(chǎn)業(yè)，新能源、新材料、計(jì)算機(jī)等新興產(chǎn)業(yè)，基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)保、金融、培訓(xùn)、服務(wù)等下游產(chǎn)業(yè)都具有強(qiáng)大的拉動(dòng)作用。

2.3 知識(shí)和技術(shù)密集型極為典型

民用航空產(chǎn)業(yè)涵蓋先進(jìn)制造技術(shù)、噴氣推進(jìn)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)集成技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、仿真技術(shù)等高新技術(shù)，涉及千余種專有技術(shù)和制造工藝，是典型的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。民用航空產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)和制造工藝高度復(fù)雜，實(shí)踐性、過程性非常強(qiáng)。研制技術(shù)的高度復(fù)雜性顯示出實(shí)踐驗(yàn)證積累與過程記錄重復(fù)再現(xiàn)的極端重要性，具有明顯的平臺(tái)積累效應(yīng)。

技術(shù)創(chuàng)新是民用航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動(dòng)力與企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制勝法寶。波音公司依靠波音707和波音747兩個(gè)產(chǎn)品打破了原有的行業(yè)壟斷，并奠定了自身的行業(yè)霸主地位?？湛凸緫{借技術(shù)創(chuàng)新，在與波音公司進(jìn)行一機(jī)一型的產(chǎn)品比拼中脫穎而出，尤其是在空客A320研制中首次采用電傳操縱技術(shù)及其在各型號(hào)飛機(jī)之間的通用性設(shè)計(jì)，奠定了空客公司在世界干線客機(jī)市場(chǎng)上與波音公司并駕齊驅(qū)的市場(chǎng)地位。航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要有扎實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)隊(duì)伍，建立合理的人才梯隊(duì)，不僅包括大批掌握研發(fā)制造技術(shù)的專業(yè)人才，而且包括產(chǎn)業(yè)管理和市場(chǎng)開拓方面的經(jīng)營(yíng)管理人才。

2.4 國(guó)際合作和專業(yè)化進(jìn)程加快

民用航空產(chǎn)業(yè)國(guó)際合作和專業(yè)化生產(chǎn)的趨勢(shì)越來越明顯。民用航空產(chǎn)品通過在全球范圍內(nèi)配置生產(chǎn)資源，可以有效利用不同國(guó)家和企業(yè)的成本優(yōu)勢(shì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有效分散研制和生產(chǎn)過程中存在的巨大財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到提高競(jìng)爭(zhēng)力的目的。巴西航空工業(yè)公司廣泛選用世界各國(guó)的優(yōu)質(zhì)部件，其50%的飛機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)來自世界其它國(guó)家。空客系列產(chǎn)品的研制與生產(chǎn)從一開始就是歐洲主要國(guó)家之間，以及與美國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)、航空電子等研發(fā)公司國(guó)際合作的產(chǎn)物。波音公司將飛機(jī)分包業(yè)務(wù)擴(kuò)展到全球，在全球擁有3 000多家供應(yīng)商，波音787飛機(jī)近90%的部件和零件生產(chǎn)任務(wù)由供應(yīng)商承擔(dān)。

隨著國(guó)際合作的廣泛開展，飛機(jī)制造商與更多有實(shí)力的系統(tǒng)供應(yīng)商結(jié)成風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)伙伴關(guān)系，將更多的子系統(tǒng)集成和研制風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)供應(yīng)商，自身則充當(dāng)金字塔尖的系統(tǒng)集成角色。發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)載設(shè)備等主系統(tǒng)領(lǐng)域具有較強(qiáng)實(shí)力的研制企業(yè)，通過并購重組、業(yè)務(wù)整合，逐漸成為領(lǐng)域內(nèi)重要的系統(tǒng)集成企業(yè)?？梢?，民用航空產(chǎn)業(yè)形成了整機(jī)制造企業(yè)寡頭壟斷、主系統(tǒng)供應(yīng)商相對(duì)集中的發(fā)展特點(diǎn)。

3 民用航空產(chǎn)業(yè)鏈基本構(gòu)成

民用航空產(chǎn)業(yè)鏈指民用航空器在生產(chǎn)研制過程中，包含從最初的自然資源到最終飛機(jī)產(chǎn)品到達(dá)用戶手中各個(gè)環(huán)節(jié)的整個(gè)鏈條，其基本構(gòu)成如圖1所示。民用航空產(chǎn)業(yè)鏈橫向包括飛機(jī)設(shè)計(jì)研發(fā)、飛機(jī)制造、適航審定、飛機(jī)營(yíng)銷、航空運(yùn)營(yíng)服務(wù)、航空維修等環(huán)節(jié)，縱向包括航空公司、機(jī)場(chǎng)、空中管理、航空金融公司、咨詢公司等具體營(yíng)運(yùn)部門。

▲圖1 民用航空產(chǎn)業(yè)鏈基本構(gòu)成

3.1 飛機(jī)設(shè)計(jì)研發(fā)

飛機(jī)設(shè)計(jì)研發(fā)指根據(jù)用戶提出的相關(guān)性能需求，確定項(xiàng)目計(jì)劃，提出概念設(shè)計(jì)，完成總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)，通過分析、計(jì)算、仿真完成飛機(jī)空氣動(dòng)力布局、子系統(tǒng)方案、參數(shù)選擇等一系列設(shè)計(jì)工作，使飛機(jī)性能最大限度地滿足用戶的需求。

3.2 飛機(jī)制造

飛機(jī)制造指根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行原材料供應(yīng)、零部件生產(chǎn)、子系統(tǒng)裝配、系統(tǒng)總裝集成等一系列生產(chǎn)制造過程。子系統(tǒng)裝配、系統(tǒng)總裝集成使飛機(jī)產(chǎn)品最終成型，是飛機(jī)制造的核心環(huán)節(jié)，也是整個(gè)民用航空產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3.3 適航審定

適航審定指適航審定部門對(duì)已成型出爐的飛機(jī)產(chǎn)品根據(jù)適航條例進(jìn)行各項(xiàng)性能指標(biāo)檢驗(yàn)，這一過程需要相關(guān)方面提供有資質(zhì)的試飛員，開放空域，并提供機(jī)場(chǎng)設(shè)施等。通常意義上的適航，一般認(rèn)為是飛機(jī)生產(chǎn)出品后，由適航審定部門按照適航標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行審定；而廣義上的適航包括對(duì)飛機(jī)研發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)、服務(wù)、維修等各環(huán)節(jié)的產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)水平，以及相關(guān)企業(yè)、機(jī)構(gòu)或個(gè)人從業(yè)資質(zhì)的適航符合性進(jìn)行審查，囊括整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的所有環(huán)節(jié)。

3.4 飛機(jī)營(yíng)銷

飛機(jī)營(yíng)銷指制造商將飛機(jī)產(chǎn)品全力推向市場(chǎng)，是實(shí)現(xiàn)飛機(jī)產(chǎn)品自身價(jià)值的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。飛機(jī)營(yíng)銷在飛機(jī)交付之前就已經(jīng)開始。隨著飛機(jī)產(chǎn)品日臻成熟，性能差異日益減小，國(guó)際航空市場(chǎng)在很大程度上是比拼營(yíng)銷服務(wù)。

3.5 航空運(yùn)營(yíng)服務(wù)

航空運(yùn)營(yíng)服務(wù)指飛機(jī)交付給航空公司后，由航空公司負(fù)責(zé)本飛機(jī)航班的日常運(yùn)營(yíng)和旅客服務(wù)，機(jī)場(chǎng)提供地面保障設(shè)施和人員，空管部門負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各航空公司航班的日常調(diào)度和空域管理。這一環(huán)節(jié)直接面向消費(fèi)者，是產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值的最終體現(xiàn)，同時(shí)是關(guān)系到飛機(jī)產(chǎn)品能否在市場(chǎng)上站穩(wěn)腳跟的重要環(huán)節(jié)。

3.6 航空維修

航空維修指專業(yè)航空維修公司對(duì)飛機(jī)及其系統(tǒng)部件進(jìn)行日常維護(hù)和修理，是產(chǎn)業(yè)鏈的終端，也是價(jià)值鏈延伸的重要環(huán)節(jié)。

4 歐美民用航空產(chǎn)業(yè)鏈特點(diǎn)

4.1 美國(guó)

美國(guó)主要的航空企業(yè)基本分布在三個(gè)環(huán)節(jié)：研發(fā)設(shè)計(jì)、飛機(jī)制造、專業(yè)服務(wù)，并具有多層次的研發(fā)體系。在研發(fā)和工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，除了波音等大型綜合性飛機(jī)制造企業(yè)外，還存在很多獨(dú)立的工程設(shè)計(jì)和研發(fā)企業(yè)。美國(guó)具有較為完整的飛機(jī)制造產(chǎn)業(yè)體系，發(fā)動(dòng)機(jī)、材料、電子設(shè)備、信息與通信、部件制造、總裝等環(huán)節(jié)引領(lǐng)全球航空制造業(yè)。

在美國(guó)民用航空產(chǎn)業(yè)鏈中，專業(yè)服務(wù)業(yè)成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展強(qiáng)大的支撐。美國(guó)航空產(chǎn)業(yè)中有大量咨詢公司，還有一些專有性較強(qiáng)的服務(wù)企業(yè)，如航空維修、航空租賃、飛機(jī)管理與服務(wù)等。此外，美國(guó)航空產(chǎn)業(yè)鏈中有多個(gè)著名企業(yè)，在設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域中居于領(lǐng)先地位，依靠這種領(lǐng)先地位逐步擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)鏈布局，形成多元化經(jīng)營(yíng)模式［1］。

美國(guó)民用航空產(chǎn)業(yè)鏈主要企業(yè)分布情況如圖2所示。

▲圖2 美國(guó)民用航空產(chǎn)業(yè)鏈主要企業(yè)分布

4.2 歐洲

歐洲民用航空產(chǎn)業(yè)鏈分布主要有三個(gè)特點(diǎn)。

（1）歐洲大型航空企業(yè)分布集中。歐洲大型航空企業(yè)主要分布在法國(guó)、英國(guó)、意大利。

（2）帶動(dòng)大量中小型企業(yè)。在歐洲民用航空產(chǎn)業(yè)鏈中，芬蘭、瑞士、挪威、希臘等國(guó)有大量中小型企業(yè)為航空企業(yè)做配套服務(wù)。

（3）形成長(zhǎng)尾型產(chǎn)業(yè)鏈?？傮w上看，歐洲地區(qū)形成了以英、法、意為核心，以幾家大型企業(yè)為龍頭，以大量中小企業(yè)為銜接的長(zhǎng)尾型產(chǎn)業(yè)鏈。

歐洲民用航空產(chǎn)業(yè)鏈主要企業(yè)見表1。

5 我國(guó)大型客機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈模式

我國(guó)大型客機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈采用主制造商-供應(yīng)商的運(yùn)作模式，這是目前全球大型客機(jī)制造企業(yè)普遍采用的一種運(yùn)作模式［2］。

我國(guó)大型客機(jī)的主制造商在海內(nèi)外優(yōu)選系統(tǒng)設(shè)備和機(jī)體結(jié)構(gòu)等方面的優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商，重點(diǎn)加強(qiáng)飛機(jī)設(shè)計(jì)集成、總裝制造、市場(chǎng)營(yíng)銷、客戶服務(wù)和適航取證等方面的能力建設(shè)。由于我國(guó)大型客機(jī)發(fā)展起步較晚，基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，因此在一些子系統(tǒng)和重要部件的設(shè)計(jì)研制方面，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比依然差距明顯。在動(dòng)力、電子設(shè)備和材料等領(lǐng)域，我國(guó)大部分企業(yè)還未得到美國(guó)聯(lián)邦航空管理局或歐洲航空安全局的適航認(rèn)證?？梢?，在我國(guó)航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展初期，通過全球優(yōu)選供應(yīng)商的方式可以使我國(guó)大型客機(jī)在較短時(shí)間內(nèi)趕上國(guó)際先進(jìn)水平。同時(shí)，我國(guó)也可以借此掌握大型客機(jī)先進(jìn)技術(shù)的前沿動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)，不斷縮小差距。通過不斷積累，我國(guó)有望逐漸培育一批擁有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的子系統(tǒng)和設(shè)備制造企業(yè)，參與大型客機(jī)市場(chǎng)的全球競(jìng)爭(zhēng)［3］。

表1 歐洲民用航空產(chǎn)業(yè)鏈主要企業(yè)分布

6 民用航空部件

民用飛機(jī)主要由機(jī)體、機(jī)載設(shè)備、航空發(fā)動(dòng)機(jī)組成，價(jià)值組成占比大約為機(jī)體35%、機(jī)載設(shè)備30%、航空發(fā)動(dòng)機(jī)25%，標(biāo)準(zhǔn)桿、飛機(jī)內(nèi)飾等其它部分占10%。其中，機(jī)載設(shè)備還可以分為航電系統(tǒng)和機(jī)電系統(tǒng)，其價(jià)值占比大約為 6∶4。

6.1 機(jī)體

機(jī)體指構(gòu)成飛機(jī)外部形狀，用于承受飛機(jī)載荷，以及控制飛機(jī)飛行姿態(tài)的部分。機(jī)體主要包括機(jī)頭、機(jī)身、機(jī)翼、尾翼等。

機(jī)頭位于整個(gè)飛機(jī)的最前部，包括飛機(jī)駕駛艙、雷達(dá)艙、前部座艙等。其中，雷達(dá)罩安裝于機(jī)頭，用于保護(hù)雷達(dá)天線，保持飛機(jī)整體空氣動(dòng)力學(xué)外形，減小阻力。

機(jī)身用于裝載人員、機(jī)載設(shè)備、燃油、貨物等，連接機(jī)翼、尾翼和起落架，平衡飛機(jī)的各部分載荷。

機(jī)翼主要用于產(chǎn)生升力，并使飛機(jī)具有橫側(cè)平衡、穩(wěn)定性和操作性，包括前緣襟翼、后緣襟翼、副翼等。前緣襟翼是安裝在基本機(jī)翼前緣的一段或幾段狹小的小翼，通過增大翼型彎度來增大升力。后緣襟翼是安裝在機(jī)翼后緣靠近機(jī)身處的輔助翼面，用于增大機(jī)翼升力，改善飛機(jī)的起降性能。副翼是安裝在機(jī)翼翼梢后緣外側(cè)的一小塊可動(dòng)翼面，是飛機(jī)的主操作舵面，用于控制飛機(jī)繞機(jī)身縱軸滾轉(zhuǎn)。尾翼用于保持飛機(jī)的縱向和航向平衡，使飛機(jī)具有縱向與航向的穩(wěn)定性和操縱性，包括水平尾翼和豎直尾翼。水平尾翼安裝在機(jī)身尾部?jī)蓚?cè)，用于調(diào)整飛機(jī)的俯仰角度，控制飛機(jī)的飛行姿態(tài)，保持飛機(jī)在飛行中的穩(wěn)定性。豎直尾翼安裝在機(jī)身后部，用于控制飛機(jī)航向運(yùn)動(dòng)，保持飛機(jī)航向的平衡性和穩(wěn)定性。

6.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)是一種高度復(fù)雜和精密的熱力機(jī)械，為航空器提供飛行所需的動(dòng)力。作為飛機(jī)的心臟，航空發(fā)動(dòng)機(jī)直接影響飛機(jī)的性能、可靠性及經(jīng)濟(jì)性，是一個(gè)國(guó)家科技、工業(yè)和國(guó)防實(shí)力的重要體現(xiàn)。大型飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)主要包括渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)。這兩種發(fā)動(dòng)機(jī)都具有壓氣機(jī)、燃燒室和燃?xì)鉁u輪。渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)主要用于速度低于800 km/h的飛機(jī)，渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)主要用于速度更快的飛機(jī)。

6.3 機(jī)載設(shè)備

機(jī)載設(shè)備指在飛機(jī)飛行中接收各種信息和指令，進(jìn)行傳遞、處理、顯示、反饋和控制的設(shè)備，用于保證飛行安全，并完成飛行任務(wù)。一般而言，機(jī)載設(shè)備分為航電系統(tǒng)和機(jī)電系統(tǒng)。

航電系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的信息管理和控制，包括顯示控制系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)、導(dǎo)航監(jiān)視系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、飛行管理系統(tǒng)、客艙娛樂系統(tǒng)等。顯示控制系統(tǒng)是飛機(jī)主要的人際交互接口，負(fù)責(zé)進(jìn)行信息交互和管理。飛行控制系統(tǒng)用于控制飛機(jī)的飛行姿態(tài)和航跡，保障飛機(jī)的可操縱性。導(dǎo)航監(jiān)視系統(tǒng)用于引導(dǎo)飛機(jī)沿既定航線飛行，提供周邊態(tài)勢(shì)感知并預(yù)測(cè)飛行參數(shù)，保證飛機(jī)在各種條件下安全穩(wěn)定飛行。通信系統(tǒng)用于飛機(jī)與飛機(jī)、飛機(jī)與地面之間的外部語音通信和數(shù)據(jù)鏈通信，以及機(jī)組成員間的內(nèi)部通話和乘客廣播。飛行管理系統(tǒng)用于生成飛行計(jì)劃，確保飛行計(jì)劃的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)飛行計(jì)劃的自動(dòng)管理和控制?？团搳蕵废到y(tǒng)為旅客提供視頻、音頻、游戲等娛樂服務(wù)。

機(jī)電系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)飛機(jī)機(jī)械電力保障功能，包括輔助動(dòng)力系統(tǒng)、環(huán)控系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、機(jī)輪剎車系統(tǒng)等。輔助動(dòng)力系統(tǒng)獨(dú)立于主發(fā)動(dòng)機(jī)，為飛機(jī)提供輔助和應(yīng)急功率。環(huán)控系統(tǒng)用于控制飛機(jī)內(nèi)空氣壓力、溫度、濕度、流量等大氣參數(shù)，保障飛機(jī)內(nèi)人員和設(shè)備擁有適宜的休息和工作環(huán)境。液壓系統(tǒng)用于飛機(jī)操縱面和部件的供壓、傳動(dòng)與控制，可以操縱舵面、起落架、機(jī)輪剎車，收放襟翼、減速板，調(diào)節(jié)進(jìn)氣道等。電源系統(tǒng)為飛機(jī)提供電力能源，包括發(fā)電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、二次電源控制系統(tǒng)。照明系統(tǒng)用于飛機(jī)內(nèi)外照明和應(yīng)急照明。機(jī)輪剎車系統(tǒng)是飛機(jī)滑行的輪動(dòng)控制系統(tǒng)，包括起落架、機(jī)輪、剎車燈。

7 民用航空加工裝備與工藝

7.1 機(jī)身加工裝備

飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)中的典型零件有梁、筋、肋板、框、壁板、接頭、滑軌等，以扁平件、細(xì)長(zhǎng)件、多腔件和超薄壁隔框結(jié)構(gòu)件為主。毛坯為板材、鍛件和鋁合金擠壓型材，應(yīng)用復(fù)合材料是今后飛機(jī)機(jī)身的發(fā)展方向。

飛機(jī)機(jī)身典型零件加工過程中，所需的主要裝備包括：

（1）三坐標(biāo)加工中心，如大型龍門立式加工中心；

（2）五軸聯(lián)動(dòng)加工中心，如大型龍門立式加工中心，應(yīng)配備A/B擺角銑頭或A/C擺角銑頭；

（3）大型龍門式雙主軸五坐標(biāo)加工中心，工作臺(tái)尺寸可以達(dá)到5 m×20 m以上，用于加工梁類零件；

（4）大功率高速加工中心，功率高于40 kW，主軸轉(zhuǎn)速20 000 r/min以上，帶兩坐標(biāo)擺角銑頭，用于加工鋁合金件。

由于整體鋁合金件切削加工去除量大，為便于排屑，最好需要工作臺(tái)可以翻轉(zhuǎn)90°的臥式加工中心，但目前國(guó)內(nèi)尚無這種臥式加工中心。

飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)件品種多，形狀各異，且工藝剛性差，需用大量夾具。為降低成本，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，需要各種柔性夾具。

鈑金成形件主要涉及蒙皮、型材、導(dǎo)管等曲面成形，要求成形精準(zhǔn)。為保證制造精度，需要大規(guī)格蒙皮拉伸機(jī)、蒙皮滾彎成形機(jī)、三軸滾校平機(jī)、型材拉彎?rùn)C(jī)、導(dǎo)管成形機(jī)等。

飛機(jī)部件裝配時(shí)還需要自動(dòng)鉆鉚設(shè)備。

為減輕飛機(jī)質(zhì)量，復(fù)合材料的應(yīng)用越來越多，制作復(fù)合材料構(gòu)件需要鋪帶機(jī)等設(shè)備。

7.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)加工裝備

航空發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)匣材料是一種難加工、耐高溫、高強(qiáng)度鈦合金材料，機(jī)匣又是薄壁、弱剛性結(jié)構(gòu)，型面復(fù)雜，精度要求高，加工難度大。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片材料為耐高溫的鈦合金材料，大型寬弦空心風(fēng)扇葉片采用寬弦、空心、帶阻尼凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，選用質(zhì)量較輕的鈦合金或樹脂基材料。葉片有很多冷卻用小孔，目前主要采用激光打孔或機(jī)電脈沖打孔。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零件加工所需的主要裝備包括：①配備A/B擺角銑頭或A/C擺角銑頭的五軸聯(lián)動(dòng)加工中心；② 五坐標(biāo)葉片銑床；③ 整體葉盤高效加工中心；④工作臺(tái)尺寸3 000～5 000 mm的數(shù)控龍門鏜銑床；⑤ 精密數(shù)控立式車削中心；⑥ 數(shù)控立式車床；⑦精密數(shù)控車床；⑧ 車銑復(fù)合加工中心；⑨ 隼尺導(dǎo)圓專用加工中心；⑩ 激光熔覆加工機(jī)床；? 電火花成形加工機(jī)床；? 數(shù)控臥式車床；? 數(shù)控立式磨床；? 數(shù)控緩進(jìn)給磨床；? 端面弧尺磨床；? 高速轉(zhuǎn)子葉尖磨床；? 700 t電動(dòng)螺旋壓力機(jī)；? 板類件無模多點(diǎn)成形壓力機(jī)；? 定向或單晶熔鑄爐；? 用于葉片制孔的電流束流設(shè)備、小孔加工單元及真空熱處理爐。

7.3 復(fù)合材料加工工藝

復(fù)合材料的技術(shù)不斷成熟，使材料性能最優(yōu)和成本最低成為可能，從而大大推動(dòng)復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用。大型飛機(jī)制造商在飛機(jī)設(shè)計(jì)制造時(shí)，正逐步減小傳統(tǒng)金屬加工的比例，優(yōu)先發(fā)展復(fù)合材料制造。根據(jù)用途、批量、市場(chǎng)等的不同要求，航空用復(fù)合材料產(chǎn)品的成形工藝采用手工鋪層、半自動(dòng)成形、全自動(dòng)成形及液體成形等技術(shù)［4-5］。

7.3.1 手工鋪層

目前，手工鋪層仍是被廣泛使用的傳統(tǒng)成形方法。手工鋪層方法的優(yōu)點(diǎn)是可使蒙皮厚度有大的變化，進(jìn)行局部加強(qiáng)，嵌入接頭用的金屬加強(qiáng)片，形成加強(qiáng)筋和蜂窩夾芯區(qū)等。手工鋪層的缺點(diǎn)是要求鋪層人員有很高的技藝和豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，且費(fèi)工費(fèi)時(shí)，效率低，成本高，難以適應(yīng)大批量生產(chǎn)和大型復(fù)雜復(fù)合材料制件的生產(chǎn)要求。

7.3.2 自動(dòng)鋪帶

自動(dòng)鋪帶技術(shù)采用有隔離襯紙的單向預(yù)浸帶，裁剪、定位、鋪疊、輥壓均采用數(shù)控技術(shù)自動(dòng)完成，由自動(dòng)鋪帶機(jī)實(shí)現(xiàn)。隨著自動(dòng)鋪帶設(shè)備、編程、計(jì)算機(jī)軟件、鋪帶技術(shù)及材料的進(jìn)一步發(fā)展，自動(dòng)鋪帶的效率越來越高，性能越來越可靠，操作性也越來越友好。與手工鋪層相比，先進(jìn)鋪帶技術(shù)可降低30%～50%制造成本，可成形超大尺寸和形狀復(fù)雜的復(fù)合材料制件，而且質(zhì)量穩(wěn)定，縮短鋪層及裝配時(shí)間，并使切削加工及原材料耗費(fèi)減少。

7.3.3 自動(dòng)絲束鋪放

自動(dòng)絲束鋪放技術(shù)結(jié)合了自動(dòng)鋪帶和纖維纏繞技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，將纏繞技術(shù)所用的不同預(yù)浸紗束獨(dú)立輸送和鋪帶技術(shù)所用的壓實(shí)、切割、重送功能結(jié)合在一起，由鋪束頭將數(shù)根預(yù)浸紗束在壓輥下集束成為一條寬度可變的預(yù)浸帶，然后鋪放在芯模表面。鋪放過程中加熱軟化預(yù)浸紗束，并壓實(shí)定形。與自動(dòng)鋪帶相比，自動(dòng)絲束鋪放技術(shù)可以成形更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件，材料消耗率更低，特別適用于復(fù)雜構(gòu)件的制造。

7.3.4 熱壓罐固化成形

熱壓罐固化成形是航空復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件傳統(tǒng)的制造工藝，具有產(chǎn)品重復(fù)性好、纖維體積含量高、孔隙率低或無孔隙、力學(xué)性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。熱壓罐固化成形的缺點(diǎn)主要有能耗高、運(yùn)行成本高等。目前，熱壓罐成形都采用先進(jìn)的加熱溫控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，能夠有效保證罐內(nèi)工作區(qū)域溫度分布均勻，并保證復(fù)合材料制件的內(nèi)部質(zhì)量和批次穩(wěn)定性。

7.3.5 液體成形

復(fù)合材料液體成形已是十分普及的工藝，以樹脂轉(zhuǎn)移成形為主體，包括各種派生的樹脂轉(zhuǎn)移成形技術(shù)，有25～30種。樹脂轉(zhuǎn)移成形的優(yōu)點(diǎn)是成品損傷容限高，可成形精度高、孔隙率小的復(fù)雜構(gòu)件及大型整體件。隨著新型增強(qiáng)材料結(jié)構(gòu)的不斷創(chuàng)新，編織技術(shù)、預(yù)成形體技術(shù)與樹脂轉(zhuǎn)移成形技術(shù)相結(jié)合，形成了新的工藝發(fā)展和應(yīng)用方向。

7.3.6 隔膜成形

隔膜成形原是一種為熱塑性復(fù)合材料開發(fā)的成形工藝，后被發(fā)現(xiàn)用于熱固性復(fù)合材料有廣泛的用途。隔膜成形具有成形過程中纖維不易滑動(dòng)、不易產(chǎn)生褶皺的特殊功效，非常適用于加工大型飛機(jī)機(jī)翼前梁的C形截面。在近年推出的空客A400M等大型飛機(jī)前梁C形截面加工中，已廣泛采用了這種工藝。

7.3.7 復(fù)合材料制件加工、裝配及無損檢測(cè)

復(fù)合材料制件屬于脆性各向異性材料，采用常規(guī)加工方法不能滿足復(fù)合材料加工質(zhì)量的要求。復(fù)合材料生產(chǎn)需配備大型自動(dòng)化高壓水切割機(jī)、超聲切割設(shè)備和數(shù)控自動(dòng)化鉆孔系統(tǒng)等專用設(shè)備，以滿足復(fù)合材料制件經(jīng)加工后無分層磨損且符合裝配尺寸精度的要求。

柔性裝配、自動(dòng)鉆鉚等先進(jìn)技術(shù)集成應(yīng)用于復(fù)合材料大型部件的自動(dòng)裝配中，可減少裝配工裝的種類和數(shù)量，提高裝配效率和裝配準(zhǔn)確度，并提高快速響應(yīng)能力，縮短飛機(jī)裝配周期，增強(qiáng)飛機(jī)快速研制能力。

復(fù)合材料制件無損檢測(cè)需要配置大型超聲掃描設(shè)備和X光無損檢測(cè)設(shè)備，此外，激光剪切攝影及激光超聲檢測(cè)也是主要的發(fā)展方向。

7.3.8 復(fù)合材料制件數(shù)字化設(shè)計(jì)制造一體化

復(fù)合材料制件數(shù)字化設(shè)計(jì)制造一體化以復(fù)合材料設(shè)計(jì)、制造平臺(tái)和復(fù)合材料數(shù)字化制造設(shè)備為軟硬件基礎(chǔ)，通過對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行全面描述和數(shù)據(jù)傳遞，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與制造之間的無縫集成。

復(fù)合材料制件數(shù)字化設(shè)計(jì)制造使實(shí)施并行工程成為可能，在早期設(shè)計(jì)階段解決制造問題，大大減少車間修改和重復(fù)工作。設(shè)計(jì)和制造數(shù)據(jù)無縫集成，縮短了制造時(shí)間，減小了人工編程的誤差，提高了制件質(zhì)量。

綜上所述，隨著復(fù)合材料在飛機(jī)上用量的遞增，復(fù)合材料制造業(yè)迅速成為飛機(jī)制造業(yè)的主要組成部分，復(fù)合材料制造工藝和專用設(shè)備是民用航空生產(chǎn)領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)之一。

8 民用航空市場(chǎng)預(yù)測(cè)

8.1 全球

中國(guó)商飛公司發(fā)布的 《2017～2036年民用飛機(jī)市場(chǎng)預(yù)測(cè)年報(bào)》稱，預(yù)計(jì)未來20年，基于全球經(jīng)濟(jì)保持2.8%的年增長(zhǎng)速度，全球旅客周轉(zhuǎn)量將以平均每年4.4%的速度遞增，各座級(jí)噴氣客機(jī)的交付量將達(dá)到43 013架，價(jià)值約5.78萬億美元，用于替代退役客機(jī)和支持機(jī)隊(duì)的發(fā)展。

波音公司發(fā)布的 《2012～2031年民用航空市場(chǎng)展望》稱，預(yù)計(jì)未來20年，全球機(jī)隊(duì)規(guī)模將實(shí)現(xiàn)翻番，市場(chǎng)將需要3.4萬架新飛機(jī)，價(jià)值4.47萬億美元。其中，干線飛機(jī)約3.2萬架，支線飛機(jī)（不含渦輪螺旋槳支線飛機(jī)）為2 020架。中國(guó)、印度和其它新興市場(chǎng)的強(qiáng)勁增長(zhǎng)是未來20年飛機(jī)交付量上升的主要原因。

空客公司發(fā)布的 《2011～2030年全球市場(chǎng)展望》稱，未來20年全球?qū)⑿略龀^2.78萬架飛機(jī)才能滿足市場(chǎng)需求，其中100座以上的客機(jī)需求增加超過2.69萬架，對(duì)貨機(jī)的需求也將增加900架以上。屆時(shí)，全球客機(jī)總數(shù)將達(dá)到3.15萬架，數(shù)量是目前1.5萬架的兩倍。

8.2 國(guó)內(nèi)

中國(guó)商飛公司發(fā)布的 《2017～2036年民用飛機(jī)市場(chǎng)預(yù)測(cè)年報(bào)》稱，未來20年，我國(guó)將繼續(xù)保持相對(duì)高速的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度，穩(wěn)步的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)將給航空運(yùn)輸業(yè)帶來發(fā)展。未來20年，預(yù)計(jì)我國(guó)航空機(jī)隊(duì)年均增長(zhǎng)率為5.2%，旅客周轉(zhuǎn)量年均增長(zhǎng)率為6.1%，將接收8 575架客機(jī)，價(jià)值約1.21萬億美元。

到2035年，我國(guó)民用航空機(jī)隊(duì)規(guī)模將達(dá)8 684架，其中單通道噴氣客機(jī)5 539架、雙通道噴氣客機(jī)2 048架、噴氣支線客機(jī)1 097架。未來，我國(guó)將成為全球民用航空產(chǎn)業(yè)的主要市場(chǎng)。