我國航空工業(yè)接連突破 航空鋁材自主化進程加速
2015年12月25日 17:5 5068次瀏覽 來源: 中國有色網(wǎng) 分類: 鋁加工
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(yè)又一重大突破 ——ARJ21新支線飛機是中國首次按照國際民航規(guī)章自行研制、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的中短程新型渦扇支線飛機業(yè)內(nèi)人士表示,得益于技術(shù)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(fā)揮舉足輕重的作用,相關(guān)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(wù)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(jù)悉,ARJ21交付后,根據(jù) 行業(yè)規(guī)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(chǎn)業(yè)第一個投入營運的具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)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(shù)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(tǒng)供應商的管理體系。系統(tǒng)研制由中方提出系統(tǒng)設(shè)計要求和技術(shù)指標,中方與國外供應商進行聯(lián)合定義,國外供應商進行研發(fā),中方進行監(jiān)控、評審、審批和適航審定,中方最后完成飛機級系統(tǒng)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(shè)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(jié)冰、起落架擺振等一大批關(guān)鍵試飛技術(shù)和新技術(shù)、新材料、新工藝,建立了民機產(chǎn)業(yè)體系,為C919國產(chǎn)大型客機項目順利推進開辟了道路,創(chuàng)造了有利條件。
C919是中國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的中短程商用干線飛機,標準航程型設(shè)計航程為4075公里,增大航程型設(shè)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(fā)展目標是為民用航空市場提供安全、舒適、節(jié)能、環(huán)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(nèi)為切入點,同時兼顧國外市場,提供多等級、多種航程的產(chǎn)品。
目前,C919大型客機國內(nèi)外用戶數(shù)量為21家,總訂單數(shù)達到了517架。C919首架機計劃于2016年首飛。根據(jù)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(yè)內(nèi)人士表示,ARJ21和C919的成功自研,不僅成為民機產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷 史性轉(zhuǎn)折,還將為與航空業(yè)密切相關(guān)的鋁加工業(yè)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(yōu)勢,成為航空器制造的主要關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)材料。 高強鋁合金具有密度低、強度高、熱加工性能好等優(yōu)點,其制成的板材、擠壓型材、轂件等在航空航天構(gòu)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(gòu)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(jù)悉,ARJ21飛機的選材以鋁合金為主,鋁制零部件的質(zhì)量占飛機凈質(zhì)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(yōu)秀的第四代高強耐損傷鋁合金制造主體結(jié)構(gòu)件;而C919的前機身、中機身、中后機身、機頭與機翼的結(jié)構(gòu)件則幾乎全是用鋁材制造的,C919的鋁 制工作總質(zhì)量占飛機總凈質(zhì)量的65%。
航空運輸和通用航空服務(wù)需求的不斷增長為飛機制造業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的市場空間。預計未來10 年,全球?qū)⑿枰删€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(nèi)通用飛機、直升機和無人機市場巨大。
國際航空運輸協(xié)會(IATA)調(diào)查報告中表示,再過20年中國將在飛機乘客數(shù)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(shù)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(shù)量將以平 均3.1%的速度增長,這能讓乘客數(shù)量在2034年達到11.6億人。與此同時,該協(xié)會預測,2029年中國就會成為世界第一名。
根據(jù)空客預測,未來20年,中國新增飛機總數(shù)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(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展,已成為國際公認的鋁材生產(chǎn)大國,目前,無論是鋁合金熔煉設(shè)備、軋制設(shè)備、還是鋁合金擠壓設(shè)備以及精整設(shè)備,現(xiàn)代化的一 流鋁加工設(shè)備之數(shù)量對全球各國而言是最多的,但由于基礎(chǔ)研究以及高端技術(shù)的薄弱,航空航天工業(yè)所用的高端鋁材方面還是短板。我國自1956年有了現(xiàn)代化的 鋁加工業(yè)以來,所需航空鋁合金厚板一直處于凈進口狀態(tài)。
在我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的支線客機ARJ21-700與C919大型客機的用材中,鋁合金零部件的質(zhì)量占到飛機總質(zhì)量的65%~75%。根據(jù)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(chǎn)鋁材,然而中國商飛上海飛機設(shè)計研究院副總工章駿日前在出席 “2015新材料國際發(fā)展趨勢高層論壇”時表示,目前中國的大飛機C919上國產(chǎn)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(yè)航空民機鋁合金研發(fā)和規(guī)?;a(chǎn)的緊迫感。
日前,國家工信部原材料工業(yè)司、裝備工業(yè)司聯(lián)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(yè)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(yè)協(xié)同創(chuàng)新,工業(yè)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(fā)、生產(chǎn)和應用關(guān)鍵環(huán)節(jié),推進航空鋁材完全自主供 應,建立自主創(chuàng)新的材料體系和裝備技術(shù)體系,充分發(fā)揮合作機制作用,加大對重點牌號研制和平臺建設(shè)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(yè)鋁擠壓產(chǎn)品研發(fā)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(jù)悉,作為民營鋁企的領(lǐng)跑者, 中國忠旺早已開始了在航空航天用鋁領(lǐng)域的探索和實踐:2013年針對航空航天領(lǐng)域?qū)︿X型材的規(guī)格、特性及嚴格的質(zhì)量要求,忠旺啟動了“7075航空擠壓棒 材”的研發(fā)項目;2015年,忠旺民機用7075合金薄壁型材結(jié)構(gòu)件開發(fā)成功,滿足了民用飛機設(shè)計制造的需求,為公司進入飛機制造領(lǐng)域打下基礎(chǔ);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(lián)合創(chuàng)建了遼寧航空航天鋁合金研發(fā)聯(lián)合實驗室等。忠旺集團現(xiàn)已可生產(chǎn)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(chǎn)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(shè)計產(chǎn)能為180萬噸,包括兩條生產(chǎn)線,目前第一條生產(chǎn)線的廠房建設(shè)及設(shè)備安裝 已基本完成,現(xiàn)正進行最后階段的設(shè)備調(diào)試。第一條生產(chǎn)線主要生產(chǎn)鋁合金中厚板,包括航空航天、船舶、商用車及軌道車輛等領(lǐng)域使用的交通運輸板材及化工容器 用板材等,投產(chǎn)后有望扭轉(zhuǎn)國內(nèi)高端鋁板產(chǎn)品依賴進口的局面。
“民機鋁材自主化的發(fā)展要求勢必將大力推動國內(nèi)高端鋁材的進一步發(fā)展。”業(yè)內(nèi)人士表示,“由于對技術(shù)的要求非常高,一些具備規(guī)模和實力基礎(chǔ)的鋁企將 率先受益,這些企業(yè)往往已經(jīng)擁有世界上頂尖的現(xiàn)代化鋁加工技術(shù)裝備,也在加強研發(fā)力度,積極引入行業(yè)人才,加上國家政策的推動落實,國產(chǎn)航空鋁材有望早日 實現(xiàn)"彎道超車"。
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