大飞机产业链专题研究:C919开启商运迎来大单.docx

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1、大飞机产业链专题研究:C919开启商运迎来大单1 .国产大飞机C919御风而起,成功开启商业运营1.1. 国之重器大飞机“大飞机”一般指最大起飞重量超过100吨的运输类飞机,包括军用大型运输机和民用大型运输机,也包括一次航程达到3000公里的军用飞机或乘坐达到IoO座以上的民用客机。不同地域区分标准有所出入,中国把150座以上的客机称为大客机,而国际航运体系习惯上把300座位以上的客机称作“大型客机”。大飞机是国之重器,是国家科技能力、工业水平和综合实力的集中体现。飞机研制和发展具有“高风险、高投入、长周期”的特征,行业门槛极高,目前世界上只有少数国家的几个大型企业可以进入。大飞机是高端装备制

2、造业的代表,发展大飞机对于提高自主创新能力、增强国家核心竞争力,对于转变经济发展方式、推动供给侧结构性改革、建设制造强国具有巨大作用。民用航空产业具有产值高、产业链条长、辐射面宽、联带效应强的特点,发展大飞机带动作用巨大。一方面,可以带动新材料、现代制造、先进动力、电子信息、自动控制、计算机等领域的集群性突破,另一方面可以带动基础科学,如流体力学、固体力学、计算数学、热物理、化学、信息科学、环境科学等诸多基础学科的发展;同时,还可以创新航空工业的体制机制,整合利用全球资源,开展国际合作,提高国内航空工业的制造能力和管理水平。1.2. 商用大飞机产业发展历程1.2.1. 全球商用大飞机市场已形成

3、双寡头垄断格局全球范围来看,大型民机制造业经历了多次技术革新和产业整合,竞争格局向双寡头垄断逐渐演化,并逐渐趋于稳定。自二战结束以来,在全球范围内,波音、空客、麦道、巴航、英国宇航和图波列夫等飞机制造商曾经展开多方面的竞争,主要经历三个阶段:产业形成和初步发展阶段(1950s-1970s):德哈维兰公司的“彗星号”和波音公司的B707的研制成功,标志着大型民用喷气式客机首次登上历史舞台,随后道格拉斯、康维尔、萨德等公司也启动了相应开发项目。此时大多数公司产品种类多,序列化不明显,难以实现盈利。市场层面来看,规模经济性和市场结构的寡占特征已有所显现。全面竞争阶段(1970s-1990s):随着“

4、空中客车工业联合体”在1970年成立,大型民机制造业进入了全面竞争阶段,此时市场容量大幅扩张,制造技术趋于稳定,产品系列化成为主要趋势,主制造商加上多层供应商合作的生产体系成为主流。在竞争方面,多数的前期制造商进行了兼并重组,大量中小制造商直接退出市场,空客崛起挑战波音的地位,形成了“一超多强”的竞争格局。双寡头垄断竞争阶段(1990s至今):自1992年美国和欧洲共同体达成民用飞机贸易协定以来,大型民机制造业就进入了美国和欧盟的全面竞争时代,尤其是在1997年波音兼并麦道之后,全球干线飞机市场的双寡头垄断格局正式形成,两家公司的产品线涵盖从100-150座的窄体干线客机到300座以上宽体干线

5、客机,双方在市场份额、订单量和交付量等方面形成了较为均衡的状态,市场格局逐渐趋于稳定。破局者出现,中国商飞C919开启商业运营,初步形成“A+B+C”三足鼎立格局。中国商飞C919于2007年立项至今历经十六载,终于2023年5月28日实现商业首航,正式开启商业运营。C919开启商业首航标志着C919的研发、制造、取证、投运全面贯通,中国民航商业运营国产大飞机正式起步。2023年9月28日,作为C919国产大型客机的全球首发用户,中国东航再次与中国商飞在沪签署购机协议。东航在2021年订购首批5架的基础上再增订100架C919,商飞收获C919迄今为止的最大单笔订单,目前C919订单数量已破千

6、架。我们认为民航客机制造业双寡头垄断格局将被打破,向“A+B+C”三足鼎立格局发展。1.2.2. 中国商用大飞机几十载奋斗不渝,一举成名天下知我国的民用大飞机制造业经历了漫长曲折的发展历程。我国航空工业民用大飞机产业历经50余年,经历了从无到有、从小到大的发展过程,主要分为以下三个阶段:自主研制阶段(运10研制计划):1970年8月,708工程运10飞机项目上马。经过十年的艰辛探索,运10飞机于1980年首飞。遗憾的是,运10飞机项目于1985年终止。运10飞机一共飞行了164个飞行小时,120个起落,先后飞抵多个国内主要城市,七次进藏运输物资,在当时中国的经济条件和技术水平下创造出了一个奇迹

7、。嵌入+依赖阶段(与国外厂家合作):1985年开始,我国与麦道公司合作生产麦道飞机,1996年开始,与空客公司合作研制AElOo,但都无果而终。此时,我国处于市场经济深化和完善时期,政策偏重外资引进。突破阶段(重启大飞机研制计划):2006年,大飞机被列入国家中长期科学和技术发展规划纲要(20062020年)。2007年2月,国务院常务会议批准大型飞机重大专项立项。2008年,中国商飞公司成立,标志着中国大型客机研制项目正式启动,也表明中国商用飞机产业站在了一个新的历史起点,步入一个新的发展阶段。我国大飞机C919从立项到商业首航历经16载奋斗终获成功。2006年2月9日,大型飞机被列为国家1

8、6个重大科技专项之一;2007年2月26日,国务院批准大型飞机研制重大科技专项正式立项;2008年5月11日,中国商飞公司成立,并于第二年正式发布首个单通道常规布局150座级大型客机机型代号mCOMAC919m,简称“C919”;2015年11月2日,C919大型客机首架机在浦东基地正式总装下线,标志着C919大型客机项目工程发展阶段研制取得了阶段性成果;2017年5月5日,C919大型客机在上海圆满首飞,标志着项目研制取得重大里程碑进展;2022年9月29日,C919大型客机获中国民用航空局颁发的型号合格证;2022年11月29日,中国民航局向中国商飞公司颁发C919大型客机生产许可证;20

9、22年12月9日,全球首架C919大型客机交付中国东方航空;2023年5月28日,C919商业首航成功,正式投入商业运营。1.2.3. 中国商飞成立,中国民机制造进入加速发展阶段中国商飞是实施国家大型飞机重大专项中大型客机项目的主体,也是统筹干线飞机和支线飞机发展、实现我国民用飞机产业化的主要载体。商飞主要从事民用飞机及相关产品的科研、生产、试验试飞,从事民用飞机销售及服务、租赁和运营等相关业务。中国商飞于2008年5月11日成立,总部设在上海,由国务院国有资产监督管理委员会、上海国盛(集团)有限公司、中国航空工业集团有限公司、中国铝业集团有限公司、中国宝武钢铁集团有限公司、中国中化股份有限公

10、司共同出资组建。2018年底新增股东单位中国建材集团有限公司、中国电子科技集团有限公司、中国国新控股有限责任公司。公司党委书记、董事长贺东风,党委副书记、总经理周新民。图3:2020年12月31日中国商用飞机股权结构逑中国商飞公司通过支线飞机型号研制、窄体干线飞机产业发展、宽体飞机拓展形成全系列产品三部曲,构建完整的研发体系和产品谱系,探索独具特色的商用飞机发展路径。ARJ21新支线飞机:ARJ21是我国自行研制的具有自主知识产权的新型涡扇支线飞机,包括基本型、货运型和公务机型等系列型号,载客78-90座,航程2225-3700公里,主要用于满足从中心城市向周边中小城市辐射型航线的使用要求。A

11、RJ21的研制助力国内民机适航设计和验证技术体系建立。通过ARJ21新支线飞机的研制,国内首次系统完整地建立了民机适航设计和验证技术体系,解决了系统间互联安全性评估技术难题,攻克了双发动机失效、轮胎爆破、鸟撞、发动机转子爆破等特殊风险验证的技术难关,突破了结冰、污染跑道、大侧风、高温高寒等极端复杂气象条件下的分析和试验验证技术,掌握了包括高平尾飞机失速、最小离地速度、起落架摆振、飞控故障模拟和功能可靠性等多项验证试飞关键技术。通过ARJ21的研制我国首次走完了喷气支线客机设计、制造、试验、试飞、交付、批产等阶段全过程,积累了重大创新工程的项目管理经验,初步探索了一条自主研制、国际合作、国际标准

12、”的国产商用飞机技术路线,初步建立了新时期我国商用飞机产业体系、技术创新体系和项目管理体系。截至2021年6月,ARJ21新支线飞机已累计交付客户53架,先后开通航线190条,通航城市90个,安全运送旅客超过270万人次。根据上海市科委发布的2022上海科技进步报告,截至2022年底,ARJ21支线客机共获25家客户690架订单,累计交付9家国内外客户、共100架机,累计安全运送旅客近600万人次,运营航线316条,通航城市118座。ARJ21的目录单价为2.51亿元。C919大型客机:C919大型客机围绕“更安全、更经济、更舒适、更环保”和“减重、减阻、减排”的设计理念设计。座级为158-1

13、68座,航程为4075-5555公里,首架机于2017年5月5日成功首飞。2023年5月28日,C919商业首航成功,正式投入商业运营。截至2022年底,C919累计获得国内外32家用户1035架订单,其中东方航空为全球首家用户,C919的目录单价为6.53亿元。C919的研制打通了国内商用飞机正向研制之路。C919大型客机在工程技术上走出一条拥有完全自主知识产权的商用飞机研制的正向设计之路。采用异地协同机制,基于模型的工程定义(MBD),实现了产品设计与制造高度并行和广域协同,实现了无纸数字化制造技术的应用;低阻流线型机头设计、承载式风挡设计、超临界机翼和先进的气动布局;第三代铝锂合金、高模

14、量炭纤维复合材料和钛合金等新材料的大规模应用;全电传飞控和综合模块化航电等系统集成;先进前沿技术推进系统的应用,促进窄体飞机新一轮发展。上述新技术的采用,进一步提升了C919大型客机的四性(安全性、经济性、舒适性和环保性),极大地促进了中国和全球航空工程技术的发展。C929远程宽体客机:C929作为一款远程宽体客机,计划提供250到350座席,航程将达到12000公里,处于初步设计阶段。宽体客机作为现代商用飞机发展的重要组成部分,在商用飞机产业未来发展的技术创新、体系创新及人才队伍建设中有着重要的推动作用。经过十余年的探索实践,中国商飞公司基本走过了喷气式客机产品研制的全过程,初步掌握了大飞机

15、研制规律、研制方法和研制技术,初步形成了从支线飞机到中短程宽体客机的产品谱系,初步奠定了公司长远发展所需的人才、技术、管理等能力基础,初步带动了相关基础科学、航空工业和相关产业发展,实现我国商用飞机从无到有的历史性跨越,开启我国民用飞机产业从弱到强的新征程。2 .冲破民航制造壁垒,进军广阔万亿市场2.1. 国之重器意义非凡飞机制造业是国家战略性高技术产业,是国民经济发展的重要引擎,对科学技术的发展具有极其重要的推动作用。发展大飞机,具有重大战略意义。作为国家战略性新兴产业之一,大型民用飞机产业具有举足轻重的产业地位,据中国商用飞机发展三部曲(吴光辉),其主要体现在:对国民经济增长有显著的带动效

16、应。据波音公司研究,民用机销售额每增长1%,对国民经济的增长拉动为0.714%。国际经验表明,一个航空项目10年后给当地带来的效益产出比为1:80,技术转移比为1:16,就业带动比为1:12o发展大飞机产业,不仅可以带来制造和运营使用的直接经济贡献,而且将有力地支撑国民经济各部门优化资源配置效率,促进国民经济发展。对推动技术创新和工业转型升级有重大的牵引作用。根据美国兰德智库研究,大飞机研制及其核心技术衍射到相关产业,可以达到1:15的带动效应。研制和发展大飞机,不仅能带动诸多基础学科的重大进展,还能带动新材料、现代制造、先进动力、电子信息、自动控制、计算机等多领域关键技术的群体突破,拉动众多

17、高技术产业发展。可见,大飞机产业通过显著的技术扩散和溢出,将推动整个工业技术创新,加快产业转型升级。对国家安全和国家综合实力提升具有重要作用。大飞机不仅具有难以替代的直接军事用途,可作为载体发展加油机、预警机等大型军用特种飞机,而且大飞机产业的长足发展,将促进国防工业提高质量和水平,大飞机产业发展已成为衡量一个国家科技水平、工业水平、综合国力和国际竞争力的重要标志之一。2.2. 顶层战略规划绘制大飞机发展蓝图近年来,政府政策持续支持和国内市场需求不断提升,航空工业面临着前所未有的发展机遇和良好环境。2005年以来,我国相继发布了国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)、国家“十

18、二五”科学和技术发展规划、“十二五”国家战略性新兴产业发展规划、民用航空工业中长期发展规划(2013-2020年)、中国制造2025、“十三五”国家战略性新兴产业发展规划、“十四五”现代综合交通运输体系发展规划、绿色航空制造业发展纲要(20232035年)等规划,为我国航空产业发展指明方向,将推动我国航空工业实现快速发展。2.3. 民用航空制造壁垒较高民用飞机制造是一个难度与挑战极高的寡头垄断行业,后进企业面临的进入壁垒极高。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。后进企业需要面临容量限制、产品差异化、政策与贸易、技术与资金等多维度的进

19、入壁垒挑战。2.3.1. 民用航空制造业进入壁垒技术与资金壁垒:民用大飞机制造技术难度高,是新材料、现代制造、先进动力、电子信息、自动控制、计算机等多领域关键技术的系统集成。一架大飞机通常涉及上千家相关工业部门和数百万零部件,技术难度非常高。在资金方面,民用大飞机的研制需要长期持续投入大量资金,2011年至2020年,波音研发(R&D)支出总额为334亿美元,空客10年的研发支出总额约为376亿美元。民用大飞机的高技术难度和巨额资金投入对后进入者带来了不小的挑战。容量限制壁垒:大飞机产业属于资金、技术和资源高度密集型产业,是现代高新技术的高度集成,具有高研发费用、高度的分工协作与学习效应、高风

20、险高收益及一体化、与国际合作密切等特征;同时也具有产业链长、辐射面宽、联带效应强等特点,具备显著的规模经济性和突出的范围经济性。在规模效应非常显著的产业中,往往存在市场容量限制性的壁垒。由于大飞机制造产业是技术和资金密集的产业,需要达到一定的产量才能保证企业的盈利能力。目前,随着航空运输渗透率的提升和新兴市场国家需求的增长,当前市场容量快速增加,但仍不足以保证新进入者在短期内实现盈利。根据中国商飞2020-2022年年报,公司仍未实现盈利,但中国商飞目前正处于订单饱满,产能爬坡,开拓市场的阶段。我们认为随着国内民航市场复苏,中国商飞有望在未来几年迎来显著的业务增长,产能或将快速提升跨越盈亏平衡

21、点,从而跨越容量限制壁垒。产品差异化壁垒:不同公司和系列的民航客机并非同质化的完全替代产品,存在一定的技术差异性使得产品差异化成为横亘在新进入者前面的一类壁垒。此类壁垒体现为两个方面:一是大飞机制造业是极为复杂的系统集成产业,涉及数千家供应商和数百万零部件,在位者由于积累了一定的专利、人才和生产经验,产品经过市场考验,在技术上成熟度更高,因此议价能力更高;二是不同制造商的飞机在飞行员培养、地勤维护、返厂维修等体系不同,为了避免额外的运营成本,飞机买方更偏好购买已有机队的生产厂商的产品,形成产品序列化的现象,导致新进入厂商的产品导入困难。对于新进入者来说,由于差异化壁垒的存在,如果不能做出技术领

22、先产品,就需要接受一个更低的价格以获得市场份额。通过对比竞品机型数据,可以发现我国大飞机在新材料应用、空气动力性和油耗方面具有一定优势。我们认为随着我国大飞机的技术水平和可靠性不断提升,产品优势强化,短板补足,未来有望逐渐打开市场。表3:C919与竞品机型物机型发动机机身结构飞行性能交付时间C919LeaplC(78寸)11:1涵道比复合材料比重高,承载式风挡设计阻力更小机长38.9米翼展35.8米最大起飞重量72吨航程4075公里2021年LeaplA(68寸)机长39.5米A320NEO9:1涵道比PW1100G(81采用稳定的结构设计,更可靠翼展35.9米最大起飞重量79吨2018年寸)

23、航程6900公里机长39.5米B737MAXLeaplB(69寸)9:1涵道比采用稳定的结构设计,更可靠翼展35.8米最大起飞重量82.2吨2017年航程6900公里智库政策与贸易壁垒:除了上述的市场性壁垒,当局政策与国际贸易壁垒也难以被忽视。各国适航部门基于飞机安全性和空域主权等理由,对外国飞行器进行适航性限制,主要体现为增加航空产品试航条款、增加适航取证难度和重复符合性验证要求。我国作为国际民航组织成员国,已经建立了符合国际民航公约及其附件要求的适航审定体系,中国民航局颁发的适航证,可被其他国际民航组织成员国认可。目前中国已与32个国家和地区签订了双边适航协议,为国产民机走向国际市场提供了

24、良好的双边环境。C919飞机在获得中国民航局的适航批准基础上,可以通过双边适航来获取进口国民航局的适航批准,飞往世界各地。2.4. 全球民航交付逐步回暖,市场需求持续提升2.4.1. 全球民航订单量交付量逐步回暖2022年全球民航客机交付数量持续增长。欧洲空客公司2022年向84家客户交付民航客机661架,同比增长8.18%,占全球民航市场接近50%的交付量,连续四年保持世界最大飞机制造商的地位;美国波音公司2022年交付480架,同比增长41.18%o中国商飞公司截止2022年已实现100架ARJ21支线客机的交付,并向中国东方航空公司交付了首架C919大型客机,第二架C919客机于2023

25、年7月16日交付。民航客机订单数量逐渐恢复,全球航空市场有望复苏。2022年欧洲空客公司获得1078架新增订单,其中空客A220飞机获得127架订单,空客A320neo系列飞机获得370架新订单;美国波音公司获得935架新增订单,其中包括697架737MAX系列飞机和139架787系列飞机订单。宽体机方面,欧洲空客公司获得63架新增订单,包括19架A330飞机以及44架A350飞机,其中24架为全新推出的A350F货机。美国波音公司获得238架新增订单,其中包括31架767飞机、68架777飞机以及139架787飞机。2.4.2. 全球民航客机市场预测预计2033年全球机民航飞机总数较2023

26、年增长32.57%。根据OliverWyman的GlobalFleetandMROMarketForecast2023-2033,预计2033年全球民航飞机总数为36305架,较2023年增长32.57%o处于运营状态的窄体客机、宽体客机和支线客机将分别增至23364架、6884架和3538架,相较2023年机队数量分别增长42.73%、24.66%和8.73%o据GlobalFleetandMROMarketForecast2023-2033预计,2023年全球处于运营状态的窄体客机、宽体客机、支线客机和涡桨飞机数量将分别达到16369、5522、3254、2240架,全球机队总量为2738

27、5架。窄体客机是民航市场主力,中国商飞或将发力。据GlobalFleetandMROMarketForecast2023-2033预计,2033年窄体客机市占率将提升至64%,较2020年的58%提升6个百分点。窄体飞机的最大市场为北美、中国和西欧,预计在2023年的近1200架总交付量中,将有600余架来自这些地区。根据OliverWyman的分析,窄体飞机的总产量预计将在2023年增加到平均每月93架,2027年增加到平均每月132架,2032年增加到平均每月149架。窄体客机市场的主要产品包括波音737系列,空客A320系列客机,和中国商飞生产的C919系列客机等。虽然俄罗斯有望推出新的

28、窄体客机型号,但基于国际政治因素影响,该型号的窄体飞机获得欧美等国准飞许可的几率较小。在737MAX系列飞机方面,80%以上停飞的737MAX飞机将在亚洲、北美和西欧地区重新投入运营,同时预计将有多达850架此类飞机交付或出库。目前,国内恢复运营的787MAX总数已经超过60架,占到已交付给中国航司总量的六成。在A320系列飞机方面,空客公司承诺,2027年公司的产能将达到每月生产75架A320飞机。然而,历史数据显示A320的最高生产率是在2019年达到每月53架,随后在2022年降至每月40架。要实现这一目标,空客公司需要供应商的大力支持,并解决目前供应链限制和劳动力短缺问题。2027年中

29、国商飞或将从波音和空客手中夺取3%的全球窄体飞机份额。在2019年波音737MAX停飞之前,窄体客机的市场格局基本上为波音空客五五分成。但展望未来,空客公司有望抢占更大的市场份额,在2023年至2032年期间,空客的市场份额将增至59%o同时,尽管大部分C919飞机目前仍在国内交付,但预计到2027年,中国商飞将从波音和空客手中夺取3%的全球窄体飞机份额。据GlobalFleetandMROMarketForecast2021-2031)预计,宽体客机市占率与未来十年增速将有所下降。作为规模第二大的机型,宽体客机在过去十年中一直保持着接近20%的机队份额。2010年至2019年,全球宽体客机的

30、复合年增长率为3.5%;2023年至2033年,宽体客机的复合年增长率仅为2.2%,预计到2033年宽体客机市占率为18.96%,较2023年下滑1.2个百分点。波音公司在宽体客机市场中约占63%的市场份额,预计未来将小幅下滑。目前最新型的宽体客机型号包括空客330neo、A350和波音787系列飞机。自2020年开始,波音787系列飞机由于制造缺陷等问题多次暂停交付。尽管787飞机的交付面临挑战,但随着777X投入使用,波音公司在宽体客机领域的主导地位或将保持但份额小幅下滑。预计到2033年,波音宽体飞机的市场份额将下降到58%o超大型客机过去几年频繁退役,现有机队平均机龄增加。超过20%的

31、747-400客机在2020年退役,同时有近50架A380客机在2020年退役。随着燃油价格上涨带来的运营成本提升,以及过去几年市场需求低迷,A380和747客机分别在2021年和2022年停止生产。伴随着超大型宽体客机生产量和需求量的逐步降低,预计在未来的十年内,超大型宽体飞机机队的平均机龄将从16年增加到22年。支线客机与涡桨飞机总量或将保持平稳,市占率有所下降:支线客机目前占全球机队的11.88%,需求较为平稳。据GlobalFleetandMROMarketForecast2023-2033到2033年,全球支线客机3538架,年均复合增长率0.84%;市占率为9.75%,下滑2.14

32、个百分点。涡桨飞机目前占全球机队的8.18%,需求较为平稳。预计到2033年,涡桨飞机2519架,年均复合增长率1.18%;市占率为6.94%,下滑1.24个百分点。虽然全球民机产业目前的重点在客座数相对更多的窄体客机上,但市场对于70座以下的支线客机仍有明确的需求,尤其是北美和西欧等占据支线客机机队份额较大的成熟市场。目前有近750架ERJ和CRJ-100/200飞机在役,平均机龄为18.4年,或带来一定市场替换空间。全球民航市场二十年总规模约6.4万亿美元。根据中国商飞公司市场预测年报2022-2041,按2021年飞机目录价格计算,2022-2041年间,在现役机队75.2%的替换需求和

33、航空市场新增需求的推动下,全球将交付约42428架喷气客机,价值接近6.4万亿美元。其中,约72%的客机为窄体客机,18%为宽体客机,10%为支线客机(未统计涡桨飞机);而根据飞机价值划分,窄体客机占比约为57%,宽体客机占比约为40%,支线客机(未统计涡桨飞机)仅约占3%o图15:20222041年全球各类型客机交付价值比例价值量占比2.4.3. 中国民航客机市场预测2022年中国目前拥有民航飞机4165架,窄体客机为主占比为77.4%o根据中国民航局发布的2022年民航行业发展统计公报,截至2022年底,中国民航全行业运输飞机期末在册架数4165架,其中窄体客机3225架占比为77.4%,

34、宽体客机472架占比为11.3%,支线客机245架占比为5.9%o根据GlobalFleetandMROMarketForecast2023-2033预计,2033年中国民航飞机总量将达到6321架,较2022年增长51.76%o其中窄体客机、宽体客机、支线客机将分别增至4839架、682架和618架,相较于2022年,增幅分别为50.05%44.49%和152.24%,其中,窄体客机需求量最大,达1614架。中国民航市场二十年总规模约1.47万亿美元。根据中国商飞公司市场预测年报2022-2041,按2021年飞机目录价格计算,2022-2041年间,中国将交付约9284架喷气客机,占全球总

35、交付量的22.0%;交付价值量将达1.47万亿美元,占全球总交付价值量的23.0%,中国的机队规模总数将达到100o7架,占全球机队总数的21.1%o2.4.4.全球及中国MRO市场预测据GlobalFleetandMROMarketForecast2023-2033)预计,预计2033年全球MRO市场总额为1253亿美元。其中机体、发动机、零部件和航线的MRO市场总额分别为216亿美元、634亿美元、228亿美元和175亿美元,相较2023年MRO市场规模分别增长11.92%、47.44%、23.24%和33.59%,总体增长33.44%,2023-2033十年GAGR为2.9%。据Glob

36、alFleetandMROMarketForecast2023-2033预计,预计2033年中国MRO市场总额为182亿美元。其中机体、发动机、零部件和航线的MRO市场总额分别为31亿美元、83亿美元、39亿美元和29亿美元,相较2023年MRO市场规模分别增长19.23%、167.74%、85.71%和81.25%,总体增长93.62%,2023-2033十年复合增长率为6.9%。3 .大飞机国产供应链迎来发展机遇3.1. 国产大飞机采用“主制造商供应商”模式,主制造商一供应商,模式是国际主流的民航客机制造模式。目前包括波音、空客在内的大型客机制造企业普遍采取的一种运作模式,即各大系统及部件

37、外包生产制造,主制造商通常负责产品整体设计、供应链构建、总装集成、改进优化等工作。由于民机制造非常复杂、产业链较长、技术分工精细,很难有一家公司能够全部独立完成大飞机的制造。航空产业链分支遍布全球各地。航空制造业全球价值链不同的价值增值环节根据世界不同地方的区位优势进行分布,从事相应的生产活动。主要包括研发、发动机制造、关键部件制造、一般部件制造、整机组装和销售服务多个环节。C919的研制采用了“主制造商+供应商”的模式与国际接轨。中国商飞选择这一模式可以有效融入世界大型客机产业链,提高产品研制生产效率。中国商飞可在海内外优选系统设备和机体结构等方面的优质供应商,重点加强飞机设计集成、总装制造

38、、市场营销、客户服务和适航取证等能力建设。据中国商飞官网介绍,其供应商主要分为MIJII类,遍布全国乃至全球。大飞机产业链上游的研发设计、发动机制造、关键零部件制造、新材料研制等环节囊括了大飞机产业链中最核心的技术,具有资本和技术双重密集的特点,占有较高的附加值;大飞机产业链中游的一般零部件制造、整机组装环节具有较明显的劳动密集型特点,附加值较低;大飞机产业链下游的营销、售后服务属于管理和信息密集型,并从属于上游的技术密集型环节,也具有较高的附加值。大飞机制造环节可分为机体、发动机、机载设备、其他(材料及标准件等)四个主要部分。前三个部分技术难度较高,价值占比也更高。一般而言,机体、发动机和机

39、载设备作为高技术模块,其价值占比分别可以达到25%以上;技术难度相对较小,价值占比在15%左右。虽然材料及标准件的总体技术和价值占比不高,电线电缆、电器通用器件等产品的市场竞争较大,但其中的新材料仍在大飞机产业中具有重要地位。例如,特种合金等特殊原材料的生产和供应仍处于寡头垄断状态,而一般原材料的生产和供应则竞争较强。图20:民机各部件价值占比机体发动机机载设备其他3.2. 关键零部件实现技术突破,整体国产化率有待提升3.2.1. 机体材料:有望较早实现全面国产替代先进材料的应用是航空技术发展和进步的最重要推动力之一。随着飞机材料要求越来越高,机身主结构材料向安全可靠、轻量化、强韧化、经济环保

40、方向发展,同时材料的更新换代也驱动了航空飞行器在飞行速度、可靠性、低成本、高效率和设计空间最大化等方面的转型升级,是航空业发展和进步的基础。民用飞机使用的材料主要为钢材,铝材,钛材和复合材料。据铝合金在航空航天器中的应用(2)(曹景竹等)文中统计,在部分民用干线飞机中,结构材料的重量占比约为:铝材70%-81%,钢铁10%-15.4%,钛材2%8%,复合材料2%11%左右。并且航空复合材料经过多年的发展,应用范围已经从非承力构件发展到次承力和主承力构件,可获得减轻飞机质量20%30%的显著效果。目前航空复合材料已进入成熟应用期,设计、制造和使用经验已日趋丰富,可大大提高飞机技术水平、可靠性、耐

41、久性和维护性等性能。随着技术的逐步成熟,航空复合材料原材料(高性能树脂及预浸料、蜂窝及芯材)、复合材料构件在飞机上的应用比例也不断增加。从结构用量来看,空客A350、波音B787等都大量使用了复合材料,波音B787复合材料的结构用量高达50%,空客A350飞机复合材料结构用量高达52%o未来我国C929飞机复合材料含量占比将超过50%o与此同时,复合材料在现代航空发动机上的应用量也日益增多。新一代商用发动机GE90上应用加强高韧性环氧树脂复合材料代替钛合金制成了风扇叶片;新一代LEAPXGEnx发动机风扇叶片和风扇机匣也使用了复合材料。C919客机大范围使用铝合金及第三代铝锂合金、钛合金、复合

42、材料,起到良好的减重效果,具有更好的节能减排优势。C919大型客机在中央翼、机翼、机身等主承力部段上使用了经ARJ21飞机成功验证的铝合金等成熟材料,在尾翼、后机身和襟缝翼上使用了复合材料,特别是在尾翼盒段和后机身前段上使用了国外先进的第三代中模高强碳纤维复合材料,在机身蒙皮和长桁结构中使用了第三代铝锂合金。铝合金材料:铝合金材料是航空材料中最为广泛使用的材料之一,其具有较好的力学性能和工艺特性,具有高强度、质量轻、韧性好等特点。经过长期的应用研发,铝合金材料发展出高强铝合金、耐热铝合金和耐腐铝合金系列,涵盖了飞机结构的绝大多数应用范围。高强度铝合金主要应用于飞机机体结构部件,包括机身/机翼蒙

43、皮、机身/机翼长桁、机翼/尾翼翼肋、机翼/尾翼翼梁、机身隔框、机身地板纵/横梁、龙骨梁、座椅滑轨等主结构,还包括众多连接件、支架等结构。耐热铝合金主要应用于飞机高温区域结构,例如发动机舱、空调系统结构等。耐腐铝合金主要应用于飞机厨房、卫生间及环控系统结构。按合金成分分类,航空用铝以2系和7系为主。当今世界各国大飞机结构用铝合金主要是高强度的2系(2024、2224、2324、2424、2524等)和超高强度的7系(7075、7475、7050、7150、7055、7085等),在民用客机铝材占比分别达约38%、45%o铝合金仍然是C919使用量最多的材料,国产大飞机C919机身总重量约42.1

44、吨,机体使用量最大的铝合金材料约占总重量的65%o按商飞产能规划150架/每年计算,每年商飞C919方向的成品铝合金需求吨数=42.1*65%*150=4104.75吨。新型铝锂合金材料正在成为当今航空件材料界的耀眼新星。铝锂合金是一种含锂元素的多元铝合金。铝锂合金不仅具有质量轻、模量高和强度高的优点,还具有优良的抗疲劳性能和良好的低温韧性,正在成为航空材料界的研究热点。我国大型客机C919飞机的机身蒙皮结构材料采用新型的铝锂合金材料。C919前机身大部段采用了第三代铝锂合金。铝锂合金在同等承载的条件下,比常规铝合金还要轻5%以上,因此C919实现了比波音737、空客A320等同座级机型减重5

45、%-10%的目标。在C919大型客机前机身段的研制过程中,洪都航空攻克了铝锂合金蒙皮喷丸强化、铝锂合金型材滚弯成形制造、蒙皮镜像铳切加工、铝锂合金型材热压下陷制造、铝锂合金蒙皮喷丸校形等关键技术。2014年5月,洪都航空首次采用第3代铝锂合金材料制造的C919大型客机前机身大部段顺利下线。该部段包括了前段客舱、前货舱和再循环风扇舱,包含1600多项零件,涉及到了近2000项工装,C919也成为了国内首次在机身上采用铝锂合金材料的民机。在C919机身上,以铝锂合金材料为代表的改性金属材料用量达到机体结构重量的7.66%o主要应用于前机身、中后机身、中机身上,如蒙皮、长桁、地板梁、座椅滑轨、边界梁

46、、客舱地板支撑立柱、货舱中央纵向支撑梁等零部件。国际上航空级铝材的主要厂商是美国铝业公司(Alcoa)、爱励铝业公司(AIeris)、凯撒铝业公司等。国内高端铝材领域的主要加工企业有中国铝业、南山铝业、明泰铝业、中国忠旺等。钛合金:钛合金具备密度低、比强度高、使用温度范围宽(最低使用温度269。最高使用温度600).耐腐蚀性好等特点。钛合金材料于1949年第一次出现在美国DC-7运输机的发动机舱和隔热板结构上。钛合金材料的密度约为钢材的60%,但是强度与钢材料接近,强度比和刚度比优于钢材,且抗腐蚀性好,与复合材料不易产生电化学腐蚀,综合性能优良。在飞机高载荷高温度区域,广泛采用钛合金材料结构。

47、国产大飞机C919广泛采用钛合金材料,机体使用的钛合金约占总重量42.1吨的9%o按商飞产能规划150架/每年计算,每年商飞C919方向的成品钛合金需求吨数=42.1*9%*150=568.35吨。目前国外知名钛合金厂商有美国ATIInc、俄罗斯VSMPO-AVISMA等。国内军工领域的钛合金厂商主要包括宝钛股份、西部材料、西部超导、金天钛业等。复合材料:复合材料是由两种或两种以上不同性能、形态的材料,通过复合工艺组合而成的新型材料。复合材料在继承原有材料的主要特征的基础上,也能够通过复合效应克服单一材料缺陷,提升整体性能。目前,民用飞机上使用的复合材料主要是碳纤维增强树脂基复合材料,它具有比

48、强度高、比模量高、抗疲劳性优良、耐腐蚀等优点。在相同的抗拉强度和拉伸模量下,碳纤维制品的重量要远远低于合金制品。这一优势可以转化为显著的减重效果,可帮助飞机实现15%30%的减重效益,从而增大载重量,延长航程,节约成本。复材在民用飞机的应用历经了几个阶段的发展,逐步从次承力结构,发展到机体主承力结构,机翼作为飞机结构中最为重要的结构部件之一。目前市面最新的空客A350和波音787飞机采用了全复合材料壁板,且目前民用飞机复材使用量呈逐渐提升之势。国产大飞机C919已部分使用高性能复合材料,机体使用的高性能复合材料约占总重量42.1吨的11.5%。按商飞产能规划150架/每年计算,每年商飞C919方向的高性能复合材料需求吨数=42.1*11.5%*150=726.23吨。我国碳纤维行业早期发展缓慢,目前已迎头赶上。根据中研网2023-2028年版碳纤维产业政府战略管理与区域发展战略研究咨询报告分析,我国的碳纤维行业起步于20世纪60年代,几乎和日美等国家同时起步,但由于相关知识储备不足、知识产权归属等问题,发展缓慢。同时,日本、美国等国家对碳纤维核心技术形成垄断,我国碳纤维生产技术和装备水平整体落后于国外,在较长的一段时间内发展止步不前,无法满足国家重大装备等高端领域的需求。2000年以来,国家加大对于碳纤维领域自主创新的支持力度,将碳纤维列为重点研

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