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全球航空制造业现状及趋势

作者: 发布时间: 2022-09-17 13:39:18

简介:】本篇文章给大家谈谈《全球航空制造业现状及趋势》对应的知识点,希望对各位有所帮助。本文目录一览:
1、航空制造业陷入低谷,该如何跨过生死大关?


2、飞机制造的起源,发展和现

本篇文章给大家谈谈《全球航空制造业现状及趋势》对应的知识点,希望对各位有所帮助。

本文目录一览:

航空制造业陷入低谷,该如何跨过生死大关?

美欧争雄,波音空客垄断国际民航制造

航空工业是典型的高端制造行业,技术知识密集、附加值高,是 制造业核心竞争力的体现。 经过长期的产业发展、国家博弈和市场竞争,国际民航飞机市场逐渐形成了美国波音、欧 洲空客的双寡头格局。当前仅有加拿大庞巴迪和巴西航空工业在支线客机领域占据一席之 地,且前者已归入空客旗下,后者与波音达成了并购意向。自 1997 年波音公司并购麦道 公司以来,波音公司与空客公司在商用飞机领域的市场竞争更加白热化,二者市场份额交 替领先。由于波音 737MAX 的严重失误,空客公司 2019 年交付量再次反超波音。

波音公司——百年传奇,美国航空制造龙头

波音公司成立于 1916 年 7 月 15 日,距今已超过百年。公司研制的 B-17 轰炸机和 B-29 轰炸机为第二次世界大战反法西斯同盟胜利立下赫赫战功。20 世纪 50 年代,波音 707 的 批产交付开启了航空运输的喷气式时代。60 年代后期至 70 年代初,波音 737 和波音 747 的成功, 将波音公司推上了世界航空制造霸主的宝座。20世纪90年代的美股并购浪潮中, 波音公司分别在 1996 年并购罗克韦尔国际和在 1997 年并购麦克唐纳·道格拉斯公司, 进一步巩固了自身在航空制造领域的地位,成为当时世界上最大的民用和军用飞机制造企 业。其后,波音公司对自身防务业务也进行了整合,以维持自身的防务产业领域的优势地 位。此外,波音公司积极寻求并购巴西航空工业,以应对空客公司联手庞巴迪带来的挑战。

二战期间建立殊勋,战后开启喷气式客机时代

20 世纪三十年代中期,波音公司开始研制大型轰炸机,二战期间拳头产品为 B-17(绰号 “空中堡垒”)和 B-29 轰炸机(绰号“超级空中堡垒”)。根据美国空军统计,B-17 总生 产量超过12000架,投弹总量超过了64万吨,占整个二战美国飞机投掷炸弹总量的40%; B-29 总生产量近 4000 架,参加了东京大轰炸和空投原子弹行动。这两种经典轰炸机,为 盟国空军对法西斯国家的战略轰炸做出突出贡献。

二十世纪五十年代,时任波音公司总裁兼 CEO 的威廉·艾伦深信乘客和航空公司都会被 喷气式飞机的速度和便利所吸引,因而将波音未来的业绩押在了波音 707 上。1957 年, 经美国空军同意,在 KC-135 空中加油机的基础上研制成功的波音 707 成为波音公司首架 喷气式民用客机,并于同年 12 月首次试飞,1958 年开始交付使用。波音 707 是世界上首 款在商业上取得成功的喷气民航客机,共获得上千架订单,让波音成为 20 世纪最主要的 喷气式客机制造商。美国《财富》杂志后来将艾伦的这次冒险称为史上最伟大的商业决策 之一。

波音 737 与波音 747 的成功,使波音公司成为世界航空制造霸主

凭借着波音 707 的成功,波音公司领导全球民航机生产接近半个世纪,先后发展了波音 717、波音 727、波音 737、波音 747、波音 757、波音 767、波音 777、波音 787 等一 系列型号,确立了全球商用飞机龙头制造商的地位。尤其是 60 年代末至 70 年代初研发成 功的波音 737 和波音 747,将波音公司推向了世界航空制造霸主的宝座。

波音737系列飞机是美国波音公司生产的一种中短程双发喷气式客机, 1964年开始研发, 1967 年 12 月开始交付,五十多年来长久不衰。根据国际航空运输协会统计,截止 2019 年 10 月底,波音 737 系列累计总订单量达到 15136 架,仅次于空客 A320 系列,位居民 航商用飞机总销量历史第二;累计总交付量超过 10500 架,高于空客 A320 系列,仍位居 民航商用飞机交付历史第一。以总订单量和总交付量为标尺,波音 737 是世界民航历史上 最成功的窄体民航客机系列之一。

波音 747 系列飞机是美国波音公司生产的一种大型商用宽体客/货运输机,也是世界上第 一款宽体民用飞机。波音公司在1960年代中与洛克希德竞标CX-HLS失败,但继而在1966 年与泛美航空公司签订订单,在 CX-HLS 项目技术成果基础上开始了波音 747 的研发。 波音747首型机于 1969年2月首飞, 1969年 12月获得美国联邦航空局型号合格证, 1970 年正式交付。波音747从提出概念到飞机下线仅用了 29个月,不到一年即完成FAA验证, 创造了当时的民航飞机研制进度的奇迹。而且自 1970 年投入服务,到 2007 年空客 A380 投入服务之前,波音 747 保持全世界载客量最高飞机的纪录长达 37 年。根据波音公司数 据,截止 2019 年底,波音 747 累计生产量超过 1500 架,为波音公司创造了可观的收入。

波音 737 和波音 747 的成功,使波音公司在 1970 年代超越麦道公司和洛克希德公司,成 为美国最大的商用航空制造企业。根据国际航空运输协会统计,到 1970 年代初,以波音 为首的美国飞机制造公司几乎占领了全球航空制造市场的 90%,波音公司也登上了世界航 空制造霸主的宝座。

并购麦道和罗克韦尔国际,造就世界军民用飞机制造龙头

1980 年代开始,厚积薄发的空中客车公司异军突起。从 1981 年到 1995 年,凭借着后发 优势和优秀的营销策略,空中客车公司的民航制造市场份额从 14%上升到 30%,大幅挤 压了美国航空制造的市场份额。进入 1990 年代之后,欧洲和美国在航空制造领域的竞争 日趋激烈。而此时美国麦道公司由于 DC-10/MD-11 客机项目、ATF 战斗机项目、JSF 联 合攻击机项目的接连失利,在军用和民用飞机领域同时遭遇挫折,面临经营困境。

面对空中客车公司的威胁,1996 年 12 月,波音公司宣布寻求并购长期对手麦道公司,美 国政府也出于整合自身航空制造资产从而提升产业竞争力的考虑给予支持。1997年8月, 波音公司与麦道公司完成合并,新波音公司正式营运。按照 1996 年两家公司数据,波音 公司和麦道公司合并完成时,新波音公司的员工总数超过 20 万人,年营收达到 480 亿美 元,成为当时世界上最大的民用和军用飞机制造企业(但军用飞机制造业务后被洛马公司 反超)。 这起合并事件,使世界商用航空制造业由原来波音、麦道和空客三家垄断的局面, 变为波音和空客两家之间的超级竞争。同时,并购麦道公司,为波音带来了 F-15 战斗机、 F-18 舰载战斗机、 C-17 战略运输机等产品业务,至今仍是波音公司防务业务的拳头产品。

除并购麦道公司外,在 1990 年代的美股并购浪潮中,波音公司斩获颇丰。1996 年,波音 公司并购罗克韦尔国际的航空航天和防务分部(前身为北美航空公司,代表产品为 B-1B 战略轰炸机、航天飞机、洛克达因火箭发动机等) 。2000 年,波音公司并购休斯电子公司 空间与通信分部(代表产品为全球定位系统 GPS)。这些并购,进一步巩固了波音公司在 航空航天防务领域的产业地位。

飞机制造的起源,发展和现状

综观飞机制造业近百年的历史,尤其是近几十年来的发展史,飞机制造技术的发展由民用运输和军事用途强烈需求所牵引,并受到世界经济和科学技术发展的推动,形成了今天飞速发展和广泛应用的局面。

冷战时代的军备竞赛,刺激了军事工业,尤其是飞机制造业的发展。为了研制高性能新型战机、大型军用运输机、特种军用飞机和武装直升机,各国政府和军方不断推出新的研究计划,投入巨额资金,开发先进制造技术及其专用设备,基本建立了飞机先进制造技术发展的基础。

随着世界经济较长时期的衰退,各国航空公司利润急剧下降,直接影响到飞机制造商。因此,他们为了生存,降低飞机全寿命周期内的成本就成为了新一代民机研制的一个重要指标和先进制造技术的发展方向。

冷战结束后,各国大量削减国防经费,军方难以承受高性能武器装备的高昂采购费用,如F-22战斗机每架1.6亿美元。如此高昂的采购费,限制了该飞机的生产数量,因此美国军方提出研制买得起的飞机——JSF联合攻击机(每架约3亿美元)作为相应的补充。军机的研制生产也提出了高性能和全寿命周期低成本的双重目标。

数控加工效率高

发达国家飞机制造公司数控技术应用水平高。表现在:不仅数控设备利用率高(一般达80%),主轴利用率高(95%),且加工效率极高,加工周期短,劳动生产率是我国的20~40倍。大型机翼整体加工件加工效率约50kg/h。麦道公司制造C-17军用运输机起落架舱隔框,加工效率约30kg/h。

民用飞机制造,发展,现状?

中国民航运输市场发展向好

从民航货邮、旅客周转量来看,2015-2019年民航货邮、旅客吞吐量逐年增长,

2020年新冠疫情对民航运输市场影响较大,全年中国民航完成旅客周转量6311.28亿人公里,同比下降46.1%;完成货邮周转量240.20亿吨公里,同比下降8.7%。

2021年1-4月呈现恢复性增长,民航货邮、旅客吞吐量分别同比增长41.0%、43.2%。整体来看,随着国民经济的不断增长,带动我国民航运输市场发展持续向好。

民航运输机队超过3900架

从上世纪80年代开始,全球及中国航空行业景气度持续上升,航空客运量持续走高,对民航飞机的需求量保持持续增长。截至2020年底,中国民航全行业运输飞机期末在册架数3903架,比2019年底增加85架。其中客机共有3717架,占比95.2%;货机共有186架,占比4.8%。

未来20年新机交付总量将超过9000架

从民航飞机市场前景来看,根据《中国商飞公司市场预测年报(2020-2039)》,到2039年客、货机新机交付总量将超过9000架,届时我国货机机队规模将达到659架,客机机队规模将达到9641架,机队总规模将超过10300架(考虑到报废的情况);分类型占比结构来看,民航货运市场发展将带动货机数量占比提升至6%。

注:内环2020年,外环2039年预测值。

——更多数据参考前瞻产业研究院发布的《中国民用航空运输行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

飞机制造行业的现状和发展趋势如何?

综观飞机制造业近百年的历史,尤其是近几十年来的发展史,飞机制造技术的发展由民用运输和军事用途强烈需求所牵引,并受到世界经济和科学技术发展的推动,形成了今天飞速发展和广泛应用的局面。�

冷战时代的军备竞赛,刺激了军事工业,尤其是飞机制造业的发展。为了研制高性能新型战机、大型军用运输机、特种军用飞机和武装直升机,各国政府和军方不断推出新的研究计划,投入巨额资金,开发先进制造技术及其专用设备,基本建立了飞机先进制造技术发展的基础。�

随着世界经济较长时期的衰退,各国航空公司利润急剧下降,直接影响到飞机制造商。因此,他们为了生存,降低飞机全寿命周期内的成本就成为了新一代民机研制的一个重要指标和先进制造技术的发展方向。�

冷战结束后,各国大量削减国防经费,军方难以承受高性能武器装备的高昂采购费用,如F-22战斗机每架1.6亿美元。如此高昂的采购费,限制了该飞机的生产数量,因此美国军方提出研制买得起的飞机——JSF联合攻击机(每架约3亿美元)作为相应的补充。军机的研制生产也提出了高性能和全寿命周期低成本的双重目标。�

计算机技术的不断发展,精益生产等许多新理念的诞生,使得飞机先进制造技术处于不断变革之中,传统技术不断精化,新材料、新结构加工、成形技术不断创新,集成的整体结构和数字化制造技术构筑了新一代飞机先进制造技术的主体框架。为了进一步了解国外飞机先进制造技术发展的这一趋势,本文介绍几种主要制造技术(本站节选其中的《先进数控加工技术》)。

西方工业发达国家飞机制造业应用数控技术始于60年代。近50年的数控技术发展中,发达国家飞机制造业中数控技术发展现状和应用水平主要体现在以下几个方面:基本实现机加数控化、广泛采用CAD/CAPP/CAM系统和DNC技术,达到数控加工高效率,建立了柔性生产线和发展了高速切削加工技术。�

1 基本实现了机加数控化

发达国家数控机床占机床总数的30%~40%,而航空制造业更高,达到50%~80%。波音、麦道等飞机制造公司都配置了数量可观的各种不同类型的先进数控设备,特别是大型、多坐标数控铣和加工中心,同时与之相关的配套设备齐全,数控化率高,基本实现了机加数控化。�

波音公司在Auburn民机制造分部建立了铝、钛、钢结构件机加车间和机翼蒙皮与梁结构件机加车间,机加设备362台,配置NC机床约180台,数控化率达50%。�

在90年代中后期,这些公司仍在进一步加强对机加设备进行技术改造和更新,特别是多坐标高速数控铣床和加工中心。如波音公司在Wichita军机制造分部就新配有法国Forest Line公司43m×3m×2m高架3龙门5坐标Minumac 30TH 数控铣床,加工“空中客车”飞机结构件的英国航宇(BAe)、原德国汉堡DASA公司、负责贝尔直升机结构件制造的Remele公司等都配有数量不等的法国Forest Line公司的高速5坐标龙门铣床。其中Remele公司多达6台,主轴功率40kW,转速40000r/min,可加工零件壁厚薄到0.76mm。同时还配有Fischer机床头,主轴功率75kW,转速5000r/min,可加工尺寸很大的机翼壁板,切削效率很高。贝尔直升机公司还添置了美国费城Marwin公司用于加工飞机结构件的Automax IV双主轴5坐标高速加工中心,规格为20m×8m×9m,主轴转速24000r/min,进给速度�20m/min�。�

2 数控加工效率高

发达国家飞机制造公司数控技术应用水平高。表现在:不仅数控设备利用率高(一般达80%),主轴利用率高(95%),且加工效率极高,加工周期短,劳动生产率是我国的20~40倍。大型机翼整体加工件加工效率约50kg/h。麦道公司制造C-17军用运输机起落架舱隔框,加工效率约30kg/h。�

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3 广泛应用先进的CAD/CAPP/CAM系统

广泛应用CAD/CAPP/CAM/CAE自动化设计制造应用软件以及DFX等并行工程,并有足够的工艺知识数据库、切削参数数据库、各种规范化的技术资料作为使能工具。因而设计与工艺手段先进,工艺精良,NC加工程序优质,缩短了工艺准备周期,提高了设备利用率和生产效率,大大缩短了零件生产周期。�

4 DNC技术广泛应用

发达国家飞机制造公司大多数在70年代末80年代就已经广泛地应用了分布式数字控制技术(Distributed NC,DNC)。波音公司在Wichita 军机分部建立的一个DNC系统,大约连接有分布在若干不同车间中的130多台数控设备, 包括加工中心、大型铣床、数控测量机。麦道、MBB和extron工厂等都建立了DNC系统。美国大约有2万多家小型飞机零部件转包制造商,60%~80%都使用了DNC系统。采用DNC技术具有明显的经济和技术效益,通常可提高生产率15%~20%。�

5 高速切削技术的应用

高速加工(High Speed Machining,HSM)被认为是21世纪机加工艺中最重要的手段。高速切削与常规切削相比具有明显优点:加工时间减少约60%~80%,进给速度提高5~10 倍,材料去除率提高3~5倍,刀具耐用度提高70%,切削力减少约30%,表面粗糙度Ramax可达8~10μm,工件温升低,热变形、热膨胀减小,适宜加工细长、复杂薄壁零件等。

飞机大型复杂整体结构件采用高速数控加工技术是近几年飞机机加技术发展的一种趋势。因此,20世纪90年代中后期,飞机制造商添置了许多先进的多坐标高速数控铣和加工中心用于铝、钛、钢等材料的各种整体结构件加工。波音Bertsche Engineering公司的高速加工中心,用于航空航天铝合金、复合材料零件的加工。

对铝合金高速加工,切削速度可达2000~5000m/min,主轴转速达10000~40000r/min,加工进给速度为2~20m/min ,材料去除率30~40kg/h。�

高速切削加工技术对机床、刀具、控制系统、编程等都提出了更高的要求。发达国家对高速加工的配套技术研究和应用作为一个系统工程看待,解决得较好,并在不断完善。�

6 应用高自动化水平的制造系统

发达国家飞机制造公司非常重视应用高自动化水平的制造系统,提高新飞机研制生产能力,加强企业竞争力。70年代末80年代先后建立了柔性制造系统(FMS)用于飞机结构件柔性加工,在新机研制中发挥了重要作用。90年代中后期,由于高速切削机床技术的发展和进步,飞机整体加工件的增多,开始较广泛应用柔性加工单元或以柔性加工单元组成柔性生产线来加工飞机整体结构件(在汽车制造业领域也同样得到应用)。如波音Wichita军机分部用高速加工单元组成的柔性加工生产线来加工飞机整体隔框零件。达索飞机公司在“阵风”号飞机制造中也建立了一条柔性加工生产线,由4台5坐标切削中心构成,配有自动化工件装卸小车,容量达1000的机械手控制的工具库,只需配备一个操作者。

西方发达国家不仅重视发展数控主体技术,并注重协调发展与数控技术配套的各单元自动化技术,包括数控车间信息管理系统,从而使得数控技术得以快速发展并达到了很高的应用水平,有力地推动了飞机制造业发展和进步。目前,发达国家飞机制造商不仅实现了高效数控加工,而且实现了数字化设计(D-D)和数字化制造(D-M)。

关于《全球航空制造业现状及趋势》的介绍到此就结束了。

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