我國航空工業接連突破 航空鋁材自主化進程加速
專欄:行業資訊
發布日期:2015-12-28
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作者:佚名
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近日,我國ARJ21新支線飛機從上海飛往成都,正式交付給成都航空公司,這是繼11月2日C919大型客機總裝下線后,我國航空工業又一重大突破 ——ARJ21新支線飛機是中國首次按照國際民航規章自行研制、具有自主知識產權的中短程新型渦扇支線飛機業內人士表示,得益于技術的進步以及國家政策的 支持,我國民用飛機制造市場廣闊,而鋁作為航空器材制造最重要的金屬材料之一將發揮舉足輕重..........

        近日,我國ARJ21新支線飛機從上海飛往成都,正式交付給成都航空公司,這是繼11月2日C919大型客機總裝下線后,我國航空工業又一重大突破 ——ARJ21新支線飛機是中國首次按照國際民航規章自行研制、具有自主知識產權的中短程新型渦扇支線飛機業內人士表示,得益于技術的進步以及國家政策的 支持,我國民用飛機制造市場廣闊,而鋁作為航空器材制造最重要的金屬材料之一將發揮舉足輕重的作用,相關鋁企也將明顯受益。
  ARJ21新支線飛機包括基本型、貨運型和公務機型 等系列型號,座級78~90座,航程2225~3700公里,主要用于滿足從中心城市向周邊中小城市輻射型航線的使用要求。據悉,ARJ21交付后,根據 行業規定,新款的飛機必須通過運行合格審定,進行100小時的驗證,對補充文件進行審查,證明符合民航局的標準后才能投用,預計交付3個月后將投放市場。
  ARJ21飛機是我國民機產業第一個投入營運的具有完全自主知識產權的飛機,初步探索了一條“自主研制、國際合作、國際標準”的民機技術路線。 ARJ21按照“主制造商——供應商”國際通用的研制管理模式,組建了國外系統供應商的管理體系。系統研制由中方提出系統設計要求和技術指標,中方與國外供應商進行聯合定義,國外供應商進行研發,中方進行監控、評審、審批和適航審定,中方最后完成飛機級系統集成和綜合。
  中國商飛公司董事長金壯龍表示,通過ARJ21-700飛機研制,我國走完了噴氣支線客機設計、制造、試驗、試飛全過程,掌握了失速、最小離地速度、顫振、自然結冰、起落架擺振等一大批關鍵試飛技術和新技術、新材料、新工藝,建立了民機產業體系,為C919國產大型客機項目順利推進開辟了道路,創造了有利條件。
  C919是中國擁有自主知識產權的中短程商用干線飛機,標準航程型設計航程為4075公里,增大航程型設計航程為5555公里,可滿足航空公司對不同航線的運營需求。C919客機的發展目標是為民用航空市場提供安全、舒適、節能、環保、具有競爭力的中短程單通道商用運輸機。在市場定位上,以國內為切入點,同時兼顧國外市場,提供多等級、多種航程的產品
  目前,C919大型客機國內外用戶數量為21家,總訂單數達到了517架。C919首架機計劃于2016年首飛。根據預測,C919成功進入市場 后,總銷量有望達到2000架次左右,中國無大型民用客機的時代也將成為歷史。業內人士表示,ARJ21和C919的成功自研,不僅成為民機產業發展的歷 史性轉折,還將為與航空業密切相關的鋁加工業帶來巨大市場。
  鋁合金憑借密度小、強度適中、易加工成形、耐腐蝕性強,資源豐富、可回收性強等獨特的優勢,成為航空器制造的主要關鍵性結構材料。 高強鋁合金具有密度低、強度高、熱加工性能好等優點,其制成的板材、擠壓型材、轂件等在航空航天構件上有廣泛的應用前景。比如高強鋁合金厚板作為主要承力 構件,使用比例占飛機上總鋁材用量的30%~35%。目前,應用在航空民機的鋁合金材料主要有:鋁合金鑄件、鋁合金鍛件、大斷面鋁合金擠壓型材、鋁合金厚 板等。
  據悉,ARJ21飛機的選材以鋁合金為主,鋁制零部件的質量占飛機凈質量的75%,ARJ21飛機用的鋁合金大體上與波音B777飛機的相同,選用 綜合性能優秀的第四代高強耐損傷鋁合金制造主體結構件;而C919的前機身、中機身、中后機身、機頭與機翼的結構件則幾乎全是用鋁材制造的,C919的鋁 制工作總質量占飛機總凈質量的65%。
  航空運輸和通用航空服務需求的不斷增長為飛機制造業發展創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;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。
  國際航空運輸協會(IATA)調查報告中表示,再過20年中國將在飛機乘客數量方面超過美國成為全球最大的航空市場:2034年全球飛機乘客總數將 增長一倍,達到74億人,在年均增速為5.2%的情況下,2034年中國將有11.9億乘客,超過2014年7.58億人;美國市場的飛機乘客數量將以平 均3.1%的速度增長,這能讓乘客數量在2034年達到11.6億人。與此同時,該協會預測,2029年中國就會成為世界第一名。
  根據空客預測,未來20年,中國新增飛機總數為5363架,其中包括單通道飛機3567架、雙通道飛機1477架、超大型飛機319架。
  中國鋁加工業經過多年的發展,已成為國際公認的鋁材生產大國,目前,無論是鋁合金熔煉設備、軋制設備、還是鋁合金擠壓設備以及精整設備,現代化的一 流鋁加工設備之數量對全球各國而言是最多的,但由于基礎研究以及高端技術的薄弱,航空航天工業所用的高端鋁材方面還是短板。我國自1956年有了現代化的 鋁加工業以來,所需航空鋁合金厚板一直處于凈進口狀態。
  在我國擁有自主知識產權的支線客機ARJ21-700與C919大型客機的用材中,鋁合金零件的質量占到飛機總質量的65%~75%。根據計劃, 到 2018年,ARJ21支線客機、C919大飛機所用30%以上的鋁合金材料將采用國產鋁材,然而中國商飛上海飛機設計研究院副總工章駿日前在出席 “2015新材料國際發展趨勢高層論壇”時表示,目前中國的大飛機C919上國產材料使用的比例只有5%~6%。中國大飛機對鋁合金材料的需求增加了中國 鋁加工企業航空民機鋁合金研發和規模化生產的緊迫感。
  日前,國家工信部原材料工業司、裝備工業司聯合在上海組織召開第一次“民機鋁材上下游合作機制”工作會議。工業和信息化部原材料司司長周長益表示, 為推動民機鋁材跨行業協同創新,工業和信息化部將牽頭成立“民機鋁材上下游合作機制”,并聚焦航空鋁材研發、生產和應用關鍵環節,推進航空鋁材完全自主供 應,建立自主創新的材料體系和裝備技術體系,充分發揮合作機制作用,加大對重點牌號研制和平臺建設支持,完善民機鋁材應用引導政策和標準體系,鼓勵國企民 企互為促進和軍民融合。
  全球第二大、亞洲最大的工業鋁擠壓產品研發制造商中國忠旺作為“民機鋁材上下游合作機制”的成員之一參加了此次會議。據悉,作為民營鋁企的領跑者, 中國忠旺早已開始了在航空航天用鋁領域的探索和實踐:2013年針對航空航天領域對鋁型材的規格、特性及嚴格的質量要求,忠旺啟動了“7075航空擠壓棒 材”的研發項目;2015年,忠旺民機用7075合金薄壁型材結構件開發成功,滿足了民用飛機設計制造的需求,為公司進入飛機制造領域打下基礎;2015 年,忠旺還與沈陽航空航天大學、中航沈飛民用飛機有限責任公司三方聯合創建了遼寧航空航天鋁合金研發聯合實驗室等。忠旺集團現已可生產適用于飛機部件用的 高強度鋁合金板材、棒材、管材以及不同斷面的鋁擠壓產品。
  此外,忠旺的天津鋁壓延材項目至今已籌備了五年之久,該項目第一期年設計產能為180萬噸,包括兩條生產線,目前第一條生產線的廠房建設及設備安裝 已基本完成,現正進行最后階段的設備調試。第一條生產線主要生產鋁合金中厚板,包括航空航天、船舶、商用車及軌道車輛等領域使用的交通運輸板材及化工容器 用板材等,投產后有望扭轉國內高端鋁板產品依賴進口的局面。
  “民機鋁材自主化的發展要求勢必將大力推動國內高端鋁材的進一步發展。”業內人士表示,“由于對技術的要求非常高,一些具備規模和實力基礎的鋁企將 率先受益,這些企業往往已經擁有世界上頂尖的現代化鋁加工技術裝備,也在加強研發力度,積極引入行業人才,加上國家政策的推動落實,國產航空鋁材有望早日 實現"彎道超車"。

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