知識大講堂 - 國產(chǎn)化率達 60%,國產(chǎn)大飛機C919 產(chǎn)業(yè)鏈揭秘
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以下文章來源于電子工程世界
5月28日中午,隨著東航MU9191順利降落北京首都機場,穿過象征民航最高禮儀的“水門”,國產(chǎn)大飛機C919也順利完成了商業(yè)載客首航。
因技術復雜和尖端,大飛機制造被譽為“工業(yè)皇冠上的明珠”。經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(OECD)將大飛機制造業(yè)列于知識經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)的首位。此次商用航行的成功,證明了C919在商業(yè)載客飛行上的穩(wěn)定性與可靠性,也證明了國產(chǎn)大型噴氣式民用飛機相關技術領域的成熟性。
從產(chǎn)業(yè)鏈角度來看,C919產(chǎn)業(yè)鏈復雜、附加值高,涉及從設計研發(fā)、生產(chǎn)制造到運營維修的復雜流程。
C919 大飛機國產(chǎn)化率達 60%
根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的測算,民航飛機成本構成主要由機體、發(fā)動機、機電系統(tǒng)、航電系統(tǒng)和其它等部分構成,各部分價值占比約為 36%、22%、13%、17%和 12%。按照 C919 每年銷售額 80 億美元估算,上述五個系統(tǒng)價值量約為 28.8、17.6、10.4、13.6、9.6 億美元。
機載系統(tǒng)方面主要被分為航電系統(tǒng)和機電系統(tǒng),是飛機飛行控制的核心,由于較高的安全要求,客機機載系統(tǒng)種類、數(shù)量和復雜度都很高。主要是以合資公司的形式為 C919 供貨,中航工業(yè)下屬企業(yè)與國外公司成立了多家合資公司,共同提供機電、航電設備,但多數(shù)資產(chǎn)尚未注入上市公司。
發(fā)動機方面,C919 目前采購的是美國GE和法國賽風集團合資的CFM 公司的LEAP-1C 型發(fā)動機,而規(guī)劃中的國產(chǎn)航發(fā)“CJ-1000A”仍在研制階段。有消息顯示,航發(fā)動力則參與了國產(chǎn) CJ-1000 發(fā)動機的研制工作。
C919 的國產(chǎn)化比率達到 60%左右。這個“數(shù)字”主要是根據(jù)大飛機的十大核心系統(tǒng)(結構系統(tǒng) 36%、發(fā)動機系統(tǒng) 22%、航電系統(tǒng) 17%、機電系統(tǒng) 13%等,其余 12%為起落架、液壓、燃油及環(huán)控系統(tǒng))成本構成, 結合“主供模式”中各企業(yè)提供的產(chǎn)品比例計算。
具體來看,國產(chǎn)客用飛機的機體部分,包括機頭、機身、機翼、艙門、雷達罩等部分,是由我們國內(nèi)供應商自主完成,這些國內(nèi)供應商包括中航工業(yè)成飛、西飛、洪都航空、沈飛、昌飛、哈飛以及中航工業(yè)系統(tǒng)內(nèi)的科研院所。
大飛機背后的產(chǎn)業(yè)鏈
中信建投指出,C919客機機體部分以國內(nèi)供應商為主,主要由洪都航空、中航飛機、中航沈飛三家上市公司包攬機身業(yè)務。按價值量占比35%計算,假設每架C919價格5000萬美元,機體制造價值量1750萬美元,其中三家上市公司約占1000萬美元。按照商飛最新的預測,2020-2039年,窄體客機全球需求量為2萬架,中國需求量為4620架,年均231架。若按照商飛每年150架的設計產(chǎn)能計算,預計會為整機廠上市公司帶來每年26.25億美元(約180億人民幣)的增量。
大飛機制造主要分為原材料及零部件、機體制造和機載系統(tǒng)三大環(huán)節(jié),原材料及零部件環(huán)節(jié)包括金屬材料、復合材料的制造以及標準件、機加件等零部件加工,機體制造環(huán)節(jié)包括機身和客艙制造,機載系統(tǒng)包括動力系統(tǒng)、機電液壓系統(tǒng)和航電系統(tǒng),各環(huán)節(jié)細分如下圖所示:
原材料環(huán)節(jié)國產(chǎn)化推進迅速,國內(nèi)供應商占比近半。原材料主要包括鋁合金、復合材料、鈦合金、高強度鋼等。鋁合金國內(nèi)供應商主要為中國鋁業(yè)、南山鋁業(yè);鈦合金產(chǎn)品主要供應商有寶鈦股份、西部超導、西部材料;高強度鋼供應商以寶鋼股份、撫順特鋼為代表;復合材料供應商主要為中航高科、中復神鷹、光威復材、恒神股份、楚江新材。
零部件環(huán)節(jié)國內(nèi)參與企業(yè)眾多,形成了體系內(nèi)企業(yè)為主、民營企業(yè)有效補充的市場格局。零部件主要包括標準件、電子元器件、鍛鑄件、機加件等。零部件加工是飛機機體制造、機載設備生產(chǎn)的基礎,具有技術壁壘高、資質壁壘高、資金壁壘高的特點。目前 C919 零部件國內(nèi)供應商以航空航天、軍工系統(tǒng)所屬企業(yè)為主,包括中航光電、航天電器、中航重機等;民營企業(yè)有效補充,包括三角防務、通達股份、愛樂達、邁信林等。
機體制造環(huán)節(jié)由國內(nèi)航空主機廠領銜,國產(chǎn)化率最高。機體制造主要包括機頭、前機身、中機身(含中央翼)、中后機身、后機身、外翼、垂尾、平尾、活動面等部段。機體制造是C919國產(chǎn)化率最高的環(huán)節(jié),主要由航空主機廠領銜的國內(nèi)供應商承制。C919 機體供應商主要包括航空工業(yè)西飛、沈飛、洪都、哈飛、昌飛、濟南特種結構研究所(637 所)、航天長鷹、浙江西子等。
機載系統(tǒng)國產(chǎn)化提升空間最大,國內(nèi)企業(yè)正在通過合資等方式追趕。機載系統(tǒng)主要包括動力系統(tǒng)、航電系統(tǒng)、機電液壓系統(tǒng)等。機載系統(tǒng)是外資企業(yè)在C919中占比最高的環(huán)節(jié),同時也是中外合資企業(yè)最多的環(huán)節(jié)。國內(nèi)企業(yè)正在通過合資模式、項目合作和自主研發(fā)等方式快速追趕,提高機載系統(tǒng)的國產(chǎn)化比例。目前C919飛機采用的是CFM國際公司的 LEAP-1C發(fā)動機,中國航發(fā)商發(fā)正在研制 CJ1000A 發(fā)動機,有望推動商用航空發(fā)動機國產(chǎn)化;航電系統(tǒng)中安全關鍵系統(tǒng)由羅克韋爾柯林斯(Rockwell Collins)、霍尼韋爾(Honeywell)等國外企業(yè)提供,并成立合資公司,國內(nèi)上市公司中航電子子公司上海航空電器有限公司參與了航電系統(tǒng)的板塊開發(fā)工作;機電液壓系統(tǒng)供應商為國外企業(yè)、合資企業(yè)、國內(nèi)企業(yè)均有參與,其中上市公司中航機電子公司航空工業(yè)慶安、陜西航空電氣分別參與了高升力系統(tǒng)、電源系統(tǒng)配套工作。
國產(chǎn)大飛機產(chǎn)業(yè)鏈 資料來源:行行查
電子元器件方面,C919 的電子系統(tǒng)復雜、規(guī)模龐大,對電子元器件的需求量高。
根據(jù)此前公開信息顯示,去年5月,由航空工業(yè)計算所翔騰微電子公司自主研制的HKM9000圖形處理器(GPU)通過了國產(chǎn)民用大飛機C919的座艙顯控系統(tǒng)聯(lián)試驗證,正式轉入適航認證階段。
該芯片使用自主架構,在應用適配過程中,可從算法設計、邏輯實現(xiàn)、匯編指令與編譯器、底層軟件驅動和中間件等方面,進行多層級的優(yōu)化適配,尤其在漢字顯示、儀表盤顯示、紋理貼圖等特殊應用場景實現(xiàn)了優(yōu)化,實測結果較商業(yè)級芯片性能普遍提升20%,在儀表盤等場景中性能提升可達2-3倍。
在C919商業(yè)首航完成后,長虹控股官方微信號發(fā)布文章,“認領”了C919上搭載的主/APU蓄電池組。
根據(jù)長虹官方介紹,此次的主/APU蓄電池組,是國內(nèi)首款取得CTSOA證書的產(chǎn)品,有著出色的耐低溫性能,能夠在零下40℃的環(huán)境下正常工作。
同時,它有著最大800A以上的瞬時放電電流,滿足了大飛機的發(fā)動機應急啟動需求,綜合性能指標達到國際先進水平。
據(jù)悉,蓄電池組是起動發(fā)動機及機載設備供電的應急電源,保障飛機的安全起飛、飛行與降落,因此對可靠性要求極高,且研發(fā)成本高昂。
此前,波音787就曾出現(xiàn)因搭載的GS湯淺電池出現(xiàn)故障,而被迫停飛的問題。
業(yè)界人士認為,C919 項目通過提升國產(chǎn)化率,更好地滿足民航商業(yè)化運營的需求。
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