大飞机项目将带动复合材料业飞速发展

  当前,国际航空制造业竞争的焦点已经集中在材料方面,特别是复合材料在民用大飞机上的应用,体现了一个的技术水平、工业水平乃至综合国力。航天材料专家表示,我国加快先进复合材料应用于大飞机的基础研发任务艰巨而紧迫。飞机性能的改善有2/3依靠材料,材料的先进性决定了飞机的性能。
  目前大型飞机突出强调安全性、经济性、舒适性和环保性,这些性能上的高要求决定了对复合材料需求的迫切性和必然性。因此,复合材料技术跃升为大飞机三大关键技术之一。
  复合材料是一种由高强度、高刚度增强材料构成的新型材料,具有高强度、高刚性,良好的抗疲劳性、抗腐蚀性等一系列优点。在飞机上采用复合材料,意味着可以明显减轻飞机的结构重量、提高飞机的性能。
  当前国际大型飞机制造技术中心点是复合材料。国际上两大飞机制造巨头―――空客和波音在市场上竞争激烈,其技术对决的主要关键点就是先进复合材料的应用。波音787大量采用了复合材料,复合材料占到全机结构质量的50%,由于大幅减轻了机重,提高了20%的燃油效率。从外表看,B787飞机除机翼、尾翼前缘、发动机挂架外,几乎看不到金属。该机为上个采用复合材料机翼和机身的大型客机。波音787大量应用复合材料,成为飞机发展史上的一个重要里程碑。
  飞机结构的复合材料化已成必然趋势,国际复合材料发展速度也是我们始料不及的。我国飞机复合材料经过30多年发展,取得了长足进步,但与国际先进水平相比,在应用水平与规模、材料基础与配套、制造工艺与设备、设计方法与理念等方面,都存在相当大的差距,特别是应用落后尤为突出,难以适应我国实现大飞机计划的需要。只有加强复合材料的关键技术研发、材料标准的制定和人才培养,整合国内力量,加强国际合作,使复合材料在大飞机上的应用获得突破性进展,才能生产出具有国际竞争力的大型飞机。
  波音高调增资扩建天津波音
  进入市场比竞争对手早很多年,并且占据大部分市场的波音公司,多年来与的合作步伐缓慢。2008年,面对自己大飞机项目的启动,波音终于开始发力快跑。2008年11月4日,波音公司宣布,继2008年7月增持波海股份并获得控股权之后,公司将位于天津的波海复合材料部件有限公司更名为波音天津复合材料有限公司。波音天津于2002年开始运营,其客户包括波音、赫氏、费希尔先进复合材料公司、上海航空工业集团公司、西安航空工业集团公司、古德里奇、韩国宇航工业公司,以及沃特飞机工业公司。
  天津波音公司的前身是1999年成立的天津波海航空复合材料有限公司,主要为波音各系列飞机生产内饰零部件和复合材料结构。2008年7月份波音取得控股权之前,天津波海的股权结构为波音持股40%,赫氏(Hexcel)公司持股40%,中航一集团(现合并入中航工业集团)持股20%。2008年7月21日,波音收购了赫氏手中的股权。据悉,波音此次斥资2100万美元对公司进行扩建后,天津波音的股权结构再次变更为波音持股88%,中航工业集团持股缩减至12%。
  天津波音的扩建施工将于2010年年初结束,新设施迟于2013年全面投入运营。到2013年,天津波音的产能将提高60%。天津波音负责人表示,要把天津波音打造成波音的一级供应商。
  扩建后的天津波音仍然生产与目前产品相似的结构面板。这些结构面板除了供应海外客户外,很大一部分产品将用于支持国内的波音零部件转包商,这些转包商主要是中航工业集团下属的企业。以哈飞集团为例,该公司是波音新型梦想飞机787的翼身整流罩上下部面板的唯一供应商,其原材料就取自天津波音,在哈飞完成组装工作。
  空客与哈飞联袂建零部件制造中心
  在复合材料领域,波音和空客都在争夺在华工业合作的机会。虽然波音早在1999年就组建了天津波海公司,但是空客大有后来居上之势。
  就在2008年7月波音宣布控股天津波海的前几天,空中客车公司与哈飞集团签署了建立合资公司的框架合同,将在哈尔滨建立复合材料飞机零部件制造中心。该中心计划于2009年年初建立,哈飞集团将拥有80%股权,空中客车公司拥有20%股权。
  哈尔滨制造中心将为空中客车A320提供系列飞机生产零部件,同时参与空中客车A350XWB宽体飞机工作包的产业化和批量生产,以及5%的设计工作。
  哈尔滨复材制造中心的组建,意味着将次参与顶级飞机的研发工作,对航空工业具有划时代的意义。框架合同的签署也将航空工业与空客的关系又拉近了几分。
  哈飞凭借在复合材料研发方面的优势,被商用飞机公司确定为国产“大飞机”五大主制造商之一,与西飞、沈飞、成飞、陕飞等国内航空重点企业并肩参与生产“大飞机”。
  作为目前国内大的航空复合材料研制、生产基地,哈飞已具备了自主研发主承力件和国际合作研制大型结构件的能力,开发了复合材料尾翼、全复合材料尾撑管等一批国内的复合材料产品,并将复合材料广泛应用于空客A320结构件、波音787整流罩等。目前,哈飞拥有总面积近7万平方米的复合材料生产厂房,各类设备100余台套;成立了复合材料结构设计室,建立了完整配套的复合材料研发、制造、检测、实验技术体系;建立了复合材料知识数据库,掌握了国际先进、配套齐全的复合材料标准规范。
  据哈飞有关技术人员介绍,目前我国正在研制的国产大飞机机体结构的30%~40%将采用复合材料,而复合材料产业是哈飞的突出优势,为其成为大飞机主制造商奠定了基础。
  飞机制造业是巨大的系统工程,是基础科学和制造业企业通力合作的结果,哈飞拥有除军机的军械加装和试飞以外较完整的业务链,几十年生产军用、民用直升机,轻型及支线固定翼飞机研制,参与国际航空的转包产品生产,都为公司参与到大飞机项目中做好了一定的技术储备。除生产和销售直9系列、HC120、EC120机身、运12等产品外,另外3个长期投资单位涉及的方向则是民用支线飞机,以及中型民航客机的研制生产,其中安博威公司主要生产销售50座级涡扇ERJ145支线飞机,该机型采用当代先进的涡轮风扇发动机和集成化航空电子设备,其安全性、舒适性和各项性能指标不亚于大型干线飞机,目前该系列飞机销售量已超过700架,2006年所签大单生产任务排到2010年。哈飞在原有的制造直升机和中型飞机(ERJ145支线飞机)所取得的技术储备和经验,使其在参与大飞机项目时更具优势。
  复合材料技术是大飞机关键的所在
  复合材料技术是大飞机的关键,飞机装配技术是我国的薄弱环节,复合材料构件成型技术在制造大飞机中更是重中之重。作为大型战略性高技术装备,大飞机的研制兼有政治、经济、国防、技术四重意义。在政治意义上,大飞机能够反映一个民族、一个的实力,在鼓舞民族精神、提高民族自信方面,其价值不逊于“两弹一星”和太空飞船。大飞机具有巨大的市场盈利空间。到2020年,我国大约需要新增干线客机1600架,总价值为1500亿美元~1800亿美元;而到2050年,我国大约还需要更新和新增干线客机3000多架,加上各类支线客机和民用运输机,总价值在3500亿美元~4000亿美元之间。这仅仅是国内市场份额的统计数据,如果参与国际竞争,大飞机的市场空间将更加广阔。从国防上看,若大飞机研制成功,将使实现大型军用飞机的国产化,进一步增强国防实力。从技术上看,大飞机处于产业链的顶端,堪称拉动工业技术链条的“总龙头”,其研制必将有力地拉动的技术进步和产业升级,强化民族工业的力量,提升在国际产业分工中的地位。