我国飞机结构件（零部件）产业链上下游（原材料、装配）行业发展分析

我国飞机结构件（零部件）产业链上下游（原材料、装配）行业发展分析

——以C919为例，其主要结构件分布如下：1、机头。长度为6.66米的机头部段，包括座舱盖、前起舱、壁板、机头地板等几大部件，零件数超过3200个。装配主要由成飞完成。2、前机身、中后机身。前机身是C919研制过程中交付的首个大部段，全长6.358米，高4.166米，宽3.96米。它包括前段客舱、前货舱和再循环风扇舱，包含零件1600多项。该部段采用世界先进的第三代铝锂合金材料，这在国内民机应用上尚属首次。中后机身与前机身同为筒状结构。长9.5米，涉及零件4000余项。装配主要由洪都完成。3、中机身（中央翼、副翼、机翼）。中机身-中央翼部段位于机身中部，全长5.99米，宽3.96米，由中机身筒段、龙骨梁、中央翼、应急门组成，是全机结构载荷传递的中枢。该部段包含零件8200多个，大量选用第三代铝锂合金、2024HDT高损伤容限铝合金材料及超大型钛合金锻件。副翼部段位于机翼外侧后缘，是飞机的主要操纵面，复合材料用量达到了80%。中机身主要部件装配主要由上飞、西飞完成，机翼主要由西飞完成。4、后机身前段、垂尾。后机身前段包含近600项零件，广泛采用复合材料和钛合金材料，是大面积复合材料制造主体结构在国产民用飞机上的首次应用。垂直尾翼包括垂直安定面和方向舵，除重要的连接接头为钛合金零件外，绝大部分零部件均为复合材料结构。装配主要由沈飞完成。5、后机身后段。作为水平尾翼和辅助动力设备的安装区，其60％结构使用了复合材料。装配主要由上飞完成。从重量上来看，C919铝合金材料（包括铝锂合金）约占机体结构总重量的70%以上，钛合金用量约占7.3%，复合材料用量约占11.5%左右。1、铝合金。在选用铝材上，既选用了大量的传统铝合金，如7075-T62、7075-T73、7050-T7451、7050-T73511、7050-T77511、7050-T7351、7050-T7452、7150-T77511、7075-T6、7055-T7751、7055-T76511、7085-T7651、7085-T7452，2024-T42、2524-T3、2024-T3511、2054HDT-T351、2026-T3511等；还选用了一定数量的第三代铝锂合金：2198-T8、Al-Li-S4-T8、2096-T8511、2099-T83等，但是7系合金用得最多。C919飞机的机身蒙皮、长桁、地板梁、座椅滑轨、边界梁、客舱地板支撑立柱等部件都使用了第三代铝锂合金。C919大型客机前机身大部段首次采用第三代铝锂合金材料，作为前机身供应商的中航工业洪都为此专门建设了一个面积近20万平方米的大部件装配厂房，洪都在C919大型客机前机身段研制过程中，先后攻克铝锂合金蒙皮喷丸强化、铝锂合金型材滚弯成形制造、蒙皮镜像铣切加工、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。铝合金材料在C919客机中的应用部段主要零部件材料前机身蒙皮2198-T8，AL-LI合金长桁钣弯7075-T62，挤压材2196-T8511/2099-T83普通框2024-T42旅客观察窗框7075-T73锻件客舱地板梁与支柱2196-T8511/2099-T83货舱地板梁与支柱2196-T8511/2099-T83货舱门框7050-T7451铰链铝合金锻件中机身蒙皮2198-T8，AL-LI-S4-T8长桁7075-T62，2196-T8511/2099-T83普通框2024-T42前后梁加强框7085-T7452加强框7050-T7451旅客观察窗框7075-T73锻件龙骨梁缘条7450-T77511龙骨梁腹板7075-T6薄板地板梁、支柱，座椅滑轨2196-T8511/2099-T83气密地板2024-T3，包铝板材地板转折梁7075-T73511中后机身蒙皮2198-T8，AL-LI-S4-T8长桁钣弯7075-T62，挤压材2196-T8511/2099-T83普通框2024-T42旅客观察窗框7075-T73锻件货舱门框7075-T73511，2024-T42机头蒙皮AL-LI合金，2524-T3长桁7075-T62，2196-T8511/2099-T83普通框2024-T42前压力框：腹板2024-T3缘条7075-T73511加强件7150-T77511,2024-T3511天窗窗框铝合金或钛合金锻件前起落架舱：壁板7050-T7451加强件2024-T42舱门框：门框7075-T7351铰链铝合金锻件垫板2024-T42前起落架外筒7050-T7452上撑杆7050-T7452防扭臂、锁连杆7050-T7452主起落架外锁连杆7050-T7452侧撑杆7050-T7452机翼上蒙皮7050-T7751上长桁7050-T76511下蒙皮2024HDT-T351下长桁2026-T3511机翼前后梁7050-T7451机翼后梁内段7085-T7651主起支撑接头7085-T7452资料来源：公开资料整理传统铝合金（2系、7系）上游主要厂商除上述蒙皮铝合金生产商外，还包括辽宁忠旺、有研科技集团等。2、钛合金。在中央翼缘条、发动机吊挂、球面框缘条、襟缝翼滑轨、垂尾对接接头、舱门等部位应用了钛合金。宝钛集团是C919目前国内唯一钛材料供应商，其他厂商如西部材料、西部超导、鹏起科技以及百慕高科等亦具有很强的市场竞争力，未来大概率能进入供应体系。3、复合材料。C919大型客机在雷达罩、机翼前后缘、活动翼面、翼梢小翼、翼身整流罩、后机身、尾翼等主承力和次承力结构上使用了复合材料。1）碳纤维。尾翼主盒段和后机身前段使用了先进的T800级高强碳纤维复合材料，主承力结构、高温区、增压区使用复合材料在国内民用飞机研制中也属首次。C919上使用的T800材料采用增韧环氧树脂基体，增强纤维为T800碳纤维，拉伸强度和拉伸模量较T300提高50%左右，也是目前国际上民机主承力结构应用最为广泛的复合材料。目前主要以国外厂商产品为主，国内厂商中中复神鹰千吨级T800碳纤维生产线已投产，光威复材T800级产品正在验证阶段，未来上述两家国产厂商有可能成为C919碳纤维供应的主力厂商。2）玻璃纤维复合材料。C919大型客机的雷达罩使用了玻璃纤维复合材料。另外一些受力较小的部件，如襟翼也使用了玻璃纤维复合材料。因为玻璃纤维复合材料成本比碳纤维复合材料低，在受力较小的部件上应用，既可以达到设计要求，又可以降低制造成本。3）芳纶蜂窝材料。C919大型客机舱门和客货舱地板使用了芳纶蜂窝材料，这是一种采用酚醛树脂浸渍的芳纶纸制成的轻质高强非金属仿生芯材制品。它模仿蜜蜂的蜂巢设计，具有稳定、轻质的结构和很高的比强度，与泡沫芯材相比，它具有更高的剪切强度，与金属蜂窝相比，它更加耐腐蚀。同时，芳纶蜂窝材料还具有高韧性、良好的抗疲劳性能和防火性能，是一种比较理想的民机复合材料。特一（上海）新材料有限公司是国内首家供应商，此外泰和新材、苏州芳磊、力通复材亦有望成为该领域的供应商。——另ARJ21支线客机结构制造中，用得最多的是2xxx系的2524合金，在铝合金总量中约占60%；其次是7xxx系合金占35%左右。铝合金材料在ARJ21支线客机中的应用资料来源：公开资料整理——结构件国际转包业。受益波音空客的国际转包战略，国内飞机结构件相关制造已处于国际先进水准。以波音为例，中国是其产业链上极为重要的一环，中航工业目前为波音所有的民用飞机提供零部件，当前的年合作规模达到10亿美元。中航工业旗下哈飞、成飞、沈飞、昌飞以及中国商飞上飞公司均为波音的零部件供应商。波音飞机结构件转包业务及国内承包商资料来源：公司公告整理另一些民营企业如彼联科技、嘉业精密、金源五金、宏业精密、爱得利机电、卓航、盈珈迈、领时机械等均已涉足航空航天零部件（主要为大结构件上的零部件）领域，逐步成为波音、霍尼韦尔等巨头供应体系的一员，国内成飞、西飞、中航等部分零部件转包上述民营企业亦有参与。国内民航飞机结构件上下游产业链原材料代表厂商结构件厂商大部件装配总装下游——铝合金1、东北轻合金2、西南铝业（集团）3、山东南山铝业4、爱励铝业（镇江）5、广西南南6、辽宁忠旺7、有研科技8、北京航空材料研究院9、西北铝业——复材1、菲舍尔航空部件(镇江)2、中复神鹰3、光威复材4、特一（上海）新材料5、苏州芳磊6、力通复材7、泰和新材8、中航高科9、哈飞股份10、哈飞空客复合材料公司——钛合金1、宝钛集团2、西部材料3、西部超导4、鹏起科技5、百慕高科（以C919为例）1、中航工业旗下成飞（机头）沈飞（后机身、吊挂、APU舱门、锤尾）西飞（中央翼、外翼盒段、前缘缝翼、襟翼、副翼）哈飞（翼身整流罩、前、主起舱门）昌飞（前缘缝翼，襟翼）洪都（前机身，中后机身）2、上