【简介:】本篇文章给大家谈谈《航空制造发展方向薄,轻,精》对应的知识点,希望对各位有所帮助。本文目录一览:
1、新中国的航空事业是怎么发展的?
2、飞机制造的起源,发展和现状
3、
本篇文章给大家谈谈《航空制造发展方向薄,轻,精》对应的知识点,希望对各位有所帮助。
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新中国的航空事业是怎么发展的?
1949年新中国建立之初,别说是飞机制造业,基本上所有的重型装备制造业都处于“一穷二白”的状态,但是,很快,随着“一五”、“二五”计划的实施,新中国终于逐步实现了自己制造飞机的梦想。在跨入21世纪以后,中国经济有了突飞猛进的增长,技术能力也有了空前提高,中国成为航空大国、航空强国的步伐越来越快。
初教-5教练机,是我国第一种自行制造的初级教练机,原型为苏联雅克-18教练机。雅克-18是由前苏联雅克福列夫设计局于1946年设计生产的双座初级教练机。1951年,中共中央批准国有航空工业争取在3~5年内,从修理起步,逐步过渡到仿制苏联教练机和歼击机。
1951年4月23日,国家航空局决定在南昌建立飞机制造厂。5月13日第一批建设者到达南昌,在国民党政府与意大利1934年合建的“国民党第二飞机制造厂和航空研究院”的旧址上开始了工作。当时只有一条1500米的碎石跑道,1座厂房,7座旧机棚,30多台旧机床。经过第一代建设者的奋斗,建厂仅仅148天就开始修理从朝鲜战场上转下来的飞机。当年年底,南昌飞机制造厂已修理雅克-18型飞机38架。
1954年4月1日国家航空工业局批准南昌飞机制造厂提前成批生产雅克-18。1954年7月,南昌厂仿制成功首架雅克-18教练机,命名为初教-5。1954年7月3日下午5时15分,初教-5首飞成功。与之配套的株洲航空发动机制造厂也正式成立。尽管现在看来初教-5老得掉牙,但它却是我国批量制造飞机和航空发动机的开端,有着不同寻常的意义。初教-5飞机在当年就生产了10架,次年交付部队60架,到1958年共生产了379架。
该机机身由合金钢管焊接成骨架,呈构架式机身骨架。机身前段及发动机整流罩为铝合金蒙皮。机身后半段由布质蒙皮覆盖。机翼由梯形外翼和矩形中翼组成。中翼为全金属结构,由两根大梁、八根翼肋等组成,中翼中装有两个容量75升的油箱。中翼与机身框架连接。外翼与尾翼的前缘、梁、翼肋等用铝合金制作;布质蒙皮。发动机选用工作可靠、使用方便的M-11FP5缸气冷式活塞发动机。后三点式起落架,主轮半埋状收入中翼,尾轮固定不可收。纵列式密封座舱具有良好的视野。机上装有无线电收报机和机内通话设备。
中国1990年用于通用航空的飞机总共才约400架,主要机种是运5型飞机。而现在,中国已经成为世界上的航空大国之一,拥有强大的航空运输机群。随着我国大飞机项目的实现,在不久的将来,中国制造的大型客机一定会翱翔在全球五洲四海的蓝天之上。
新中国早期的机种,以苏制飞机为主,小型机以运5、中型支线客机以伊尔12和伊尔14为主,20世纪中后期,则以安26等为主。在这一时期,我国借鉴进口飞机,在进口飞机基础上,根据我国航空飞行的特点,研制出了运7、运8、运10、运11以及运12等一些客机,为我国发展具有独立知识产权的新型飞机奠定了坚实的基础。
我国通过与外国飞机制造厂商的合作,生产制造了很多波音系列、空客系列飞机的部件,如我国参与了MD-82、波音、空客飞机等许多客机合作生产项目,这些产品以优良的品质保障了飞机的安全飞行,为中国的航空制造业赢得了荣誉。
在中国航空史上,大家最熟悉的莫过于“两个翅膀”的小型多用途飞机运—5了,这种以苏制安-2型飞机为原型生产制造的小型飞机,可以担任短途客机、运输机、农业飞机、伞兵空降训练机和医疗救护机等,以其优良的安全性、对机场场地的适应性和良好的飞行操纵性能受到了普遍的赞赏。
苏制伊尔-12和伊尔-14曾经是我国国内航线的主力机种。现在,这些当年的“空中雄鹰”基本上都静静地待在航空博物馆等里面,接待游客的参观。
在20世纪60~70年代,我国民航的大型主力机种之一是苏制的四发动机的伊尔-18型客机,周恩来总理等中国领导人,就是乘坐这种飞机出国访问的。现在,伊尔-18型客机也早已退出了航空历史舞台,成为人们回顾航空发展史的标本。在北京昌平的航空博物馆里,就保存着伊尔-18型客机,经常吸引一些曾经在电影上面看见过它空中英姿的人的目光。
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。
通用航空的发展前景
中国通用航空器的数量保持上升趋势
中国通用航空器的数量自2014年以来始终保持上升的趋势,机队规模稳步扩大。截至2020年8月,中国内地在运营的通用航空器数量达2930架,相比于2019年底增长154架,相比与2014年的1505架几乎翻了一倍。机队规模的增速在2017年达到顶峰,并在之后的年份逐步回落。
涡桨和活塞固定翼飞机占比份额达50%
机队构成方面,涡桨和活塞固定翼飞机占到了2930架总数的50%。其中活塞固定翼飞机主要应用于飞行培训,而涡桨固定翼飞机凭借更强的性能而广泛应用于农林作业、通勤运输、航拍航摄等领域。
直升机占到了机队总数的37%,主要应用于海上石油服务、空中巡查、农林植保、空中游览、电力巡线等领域。代表着高端出行的公务机则占到了机队总数的11%,尽管数量上占比不大,但由于飞机平均单价较高,从机队价值上来看同样不容忽视。
通用航空企业数量增速明显放缓
中国的通用航空企业数量的增长态势与机队增长基本保持一致。截至2020年8月,中国现有实际运营中的通航企业443家,受到新冠疫情的影响,相比2019年底增长仅17家。2018年为历年中增速最快的一年,相比上一年增加100家,增幅达37%。
但在随后的2019年和2020年,增速明显放缓,侧面反映出现有市场需求接近饱和,市场竞争加剧,制约通用航空业发展的关键问题仍然存在。
生产自主研发机型的厂商数量占比过半
中国尽管拥有这巨大的通用飞机市场潜力,但是在通用飞机制造方面起步晚、底子薄,在过去长期以来始终在努力追赶国外先进水平。截至2020年6月,中国国内已有32家通用航空器飞机制造商取得了中国生产许可证(PC)。其中生产自主研发机型的厂商数量占到了56%,直接引进或者收购的厂商占到了44%。
尽管从数量上来看自主研发的机型较多,但除了中航工业的“运”系列以及个别机型外,国内自主研发的机型大多为超轻型运动飞机,不适用于传统的通航作业,国内航空运动的市场也没有完全打开,因此市场占有率也很低。
通用航空飞行作业小时总体呈增长趋势 执照培训占比过半
通用航空飞行作业小时方面,2019年相比上年增长14%,首次突破一百万小时大关。而2020年由于新冠疫情的关系,第一季度通用航空作业受到了很大的影响,但随着第二季度疫情得到基本控制,通航飞行作业基本恢复正常,并在三季度实现了对上年同期水平的反超。预计2020年全年飞行小时数较2019年会稍有回落,但仍将高于2018年的水平。
2019年,各通用航空飞行作业类型中,执照培训依旧占到了55%半数以上,其次依次为工业、农业、消费、交通运输和应急等。在当前工业和农业领域无人机有着逐步取代传统固定翼和直升机的趋势,但在通航消费(空中游览、跳伞飞行和个人娱乐飞行)、交通运输(包机和短途运输)和应急领域,仍然有着巨大的市场潜力。
停止运营的通用航空企业数量急剧上升
从中国民航局发布的《通用和小型运输运行概况》报告中提供相关统计数据来看,2019年和2020年的暂停或终止运营的通用航空企业数量均远超之前的年份,而2020年前8个月停止运营的通用航空企业数量已超过2019年全年的数量。
2019年和2020年停止运营的通用航空企业主要为91部运营企业,其中又以直升机运营企业占大多数。主要原因是市场需求仍然未得到完全释放,市场竞争加剧,从而导致淘汰率的加大,而2020年年初爆发的新冠疫情也给企业带来了运营和资金层面的双重挑战。
同时,公务机业务的发展由于国内国际金融政治风险加剧而表现出疲软的态势,也导致了一部分以运营公务机为主的135部企业停止运营。
细分市场竞争格局分析
——涡桨和活塞飞机市场:德事隆航空稳居第一
涡桨和活塞固定翼机队占整个通用航空器机队的50%,2020年机队总数达1472架,从数量上来看是构成通用航空器机队的最主要力量。
从涡桨和活塞飞机制造商的市场份额来看,德事隆航空稳居第一,市场份额达30%,旗下机型种类众多,其中赛斯纳172和赛斯纳208分别为市场上占有率最高的活塞和涡桨的机型。赛斯纳172也是世界上最成功的轻型通用飞机之一,广泛应用于飞行培训等领域。赛斯纳飞机与中航通飞于2013年合资成立的石家庄中航赛斯纳负责赛斯纳208的总装和国内客户交付,并提供原厂维修服务。
钻石以23%的市场占有率位居第二,单发活塞机型DA40和多发活塞机型DA42是其最受欢迎的机型。中航工业作为中国最大的航空工业集团,以18%的市场份额位居第三。其自主研发生产的单发活塞机型运5和双发涡桨机型运12同样拥有可观的市场占有率。
——直升机市场:罗宾逊占据榜首
直升机机队占整个通用航空器机队的37%,2020年机队总数达1070架。从直升机制造商市场份额来看,罗宾逊凭借R44和R22这两款“爆款”机型而占据榜首,占比达30%。总部位于法国的空客、美国的贝尔和意大利的莱昂纳多分别凭借23%、16%和10%的市场份额占据第二至四名。
——公务机市场:湾流霸占榜首
中国内地的公务机机队从数量上仅占整个通用航空器机队的11%,2020年机队总数达326架。从公务机制造商市场份额来看,有着公务机中的“苹果”之称的湾流依然霸占榜首,市场份额达36%。
总部位于加拿大的庞巴迪、美国的德事隆航空、法国的达索和巴西的巴航工业分别凭借28%、13%、10%和5%的市场份额占据第二至四名。本田作为公务机行业的新进入者推出的HondaJet也凭借其超低的运营成本在中国崭露头角。
—— 更多数据请参考前瞻产业研究院《中国通用航空业市场前瞻与投资战略规划分析报告》
空运设施设备发展现状
行业内主要企业:航发动力(600893)、中航西飞(000768)、中航沈飞(600760)、中直股份(600038)、洪都航空(600316)、中航重机(600765)、日发精机(002520)
本文核心数据:航空空装备行业企业数量、航空装备行业人才供给
目前处于产业整合垄断期
经历百年发展的世界航空产业可大体分为三个阶段:
第一阶段为产业初创期,对应从20世纪初到第二次世界大战前的40年。在科学技术和市场力量的双重推动下,初始并不被人看好的航空器迅速成为商业潜力彰显的交通工具,并成为大显神威的重要军事装备;随着技术的进步,喷气时代的开创,孕育了航空产业规模化壮大的新时代。
第二阶段为产业大发展时期,从20世纪40年代到1991年苏联解体。这是航空产业辉煌发展的半个世纪,伴随着第二次工业革命的大部分进程。二战开启产业大发展之路,战争结束后的产能利用和军事技术的溢出效应,带来了民用航空的大发展;持久的冷战再次刺激军事航空的发展,促成了产业规模的再提升。
第三阶段为产业的整合垄断期,从1992年至今,已大约30年。这个阶段并未结束,仍在持续。苏联阵营解体,冷战结束,这一重大政治军事变革给世界航空产业发展带来深刻影响。军事对抗的改变使军用航空更加重视体系化、有效性和成本可承受性,而民用航空则继续在社会经济生活需求的引领下加快绿色、经济、定制与个性化发展;航空产业在继续扩张发展。
寡头垄断市场格局明显
全球航空装备行业经过近百年的发展,目前已经形成较为稳固的市场格局,现阶段,国际民机市场波音公司与空客公司几乎各占据半壁江山,呈现明显的巨头垄断模式;发动机市场主要由美国GE航空、普惠公司(PW),英国罗罗(RR),法国赛峰(SAFRAN)四大发动机公司及他们的联合公司构成。这些知名的世界级公司和他们的多级供应商共同构成了巨大的国际航空产业链。
整体市场:全球市场规模接近万亿美元
根据IBIS与Staista的数据,2018-2021年,全球航空装备市场规模呈下降态势,主要原因是2020年疫情后受全球民航需求下降,民用航空装备市场出现了下滑。2021年,全球商用航空装备市场规模约为7000亿美元,军用航空装备市场规模约为2560亿美元。
人工智能、清洁能源是未来主要发展方向
随着外部环境和航空装备行业发展情况的变化,前瞻认为未来全球航空装备行业发展将主要围绕着机器人、人工智能和清洁能源三大方向推进。
预计2027年市场规模接近1.2万亿美元
根据Fortune Bussiness
Insights的预测,未来五年全球军用航空装备增速将保持在3%左右,商用航空装备市场规模增速将达到3.7%,到2027年,全球航空装备市场规模将达到11769亿美元。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国航空装备行业深度调研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)。
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》。
关于《航空制造发展方向薄,轻,精》的介绍到此就结束了。