航空產業園
航空產業園是結合飛機制造業及相關產業鏈對生產、研發、運輸等環節的特殊要求,通過全面提升航空系統集成能力,形成完整的航空產業體系及相對集聚的航空制造業集群。建設以飛機生產、加工、研發以及相關配套產業為主導的高新技術產業園區。
航空產業園的相關概述
航空產業園的定義
航空產業園是結合飛機制造業及相關產業鏈對生產、研發、運輸等環節的特殊要求,通過全面提升航空系統集成能力,形成完整的航空產業體系及相對集聚的航空制造業集群。建設以飛機生產、加工、研發以及相關配套產業為主導的高新技術產業園區。
航空產業園產業結構
航空產業園產業結構以飛機總裝、飛機發動機總裝、飛機零部件生產以及飛機設計研發機構等形成航空生產體系。在產業結構上以各航空產業板塊形成各自較為完善的航空生產體系。且相對比較集中,自主配套率較高。
航空產業園是以飛機生產制造為主軸,帶動零部件加工、改裝維修、機載設備、航空新材料、航空旅游和航空教育培訓等產業,重點建構由主干產業、分支產業和配套產業構成的產業發展結構。
航空產業園政策環境分析
《機械基礎件、基礎制造工藝和基礎材料產業"十二五"發展規劃》解析
《中國民用航空發展第十二個五年規劃》解析
《民用航空工業中長期發展規劃(2013-2020年)》
2013年5月23日,中國工業和信息化部發布了《民用航空工業中長期發展規劃(2013-2020年)》,明確指出了我國民用航空工業的發展現狀和面臨形勢,在此基礎上提出了指導思想、基本方針和發展目標,并就重點的領域和任務、重大工程和計劃以及相關保障措施做出部署。
其中,重點領域和任務含七大模塊:1)加快民用客機產業化進程;2)積極發展通用航空產業;3)推動航空發動機自主發展;4)加快發展航空設備、系統及相關產業;5)優化航空工業布局;6)大力推進科學技術進步;7)加強基礎設施和能力建設。重大工程和計劃含四項重點內容:1)大型飛機重大專項;2)支線飛機和通用飛機產業化工程;3)民用飛機產業化基礎支持計劃;4)航空質量提升計劃。
航空產業園發展層次分析
縱向產業鏈的構建
通過產業上、中、下游的縱向積聚形成產業鏈,進行產業鏈的構建、延伸從而形成企業聚集。航空產品的頂層設計能力來源于自主設計飛機的實踐,只有獲得頂層設計能力才能成為航空工業價值鏈的頂端系統集成企業,成為工業領導者、獲得最高的價值。不論航空項目基地建在何地,都應以航空產業飛機制造中的主機廠企業為核心,組建集研發、設計、制造、試驗、營銷、服務一體化的獨立經營的、總集成的公司。
以西安閻良為例,在現有體系基礎上,主體產業鏈可以分解為飛機的研發、設計、制造、試驗、營銷、服務。其中航空產業的重點是制造飛機的整機制造,這里的整機制造是從知識產權的角度理解的整機制造而非制造力角度的整機制造,這也就意味著閻良航空產業園區的發展更多的是:龍頭企業只完成設計、集成和營銷等核心價值環節,而將飛機制造的流程實行分工外包。例如閻良航空基地可以在強化園區內西飛國際等核心企業的能力提高的同時,發展機翼、機身、尾翼和起落架、飛機的動力裝置、飛機飛行控制系統、航空儀表、航空電子系統及其它系統等部分的生產制造。
業務分包是現在航空航天產業鏈上發展企業的主要途徑,高集聚度產業園有利于航空產業價值的發現和深化,通過專業化的生產,更有利于技術的提高,有利于產業鏈的創新。譬如,發動機的生產可以向"新概念發動機"的理念發展,可以在材料中植入敏感元件、控制系統、射頻發射或其它執行元件以發展智能機構在航空器中的大量應用,還有光傳電動操作系統、新型航空燃料、新概念飛機的研制等等。
除了業務外包形式的產業鏈發展,航空產業的發展還可以向下游延伸--開發航空服務業和航空休閑體育。例如閻良航空產業園區的飛行俱樂部,教授飛行課程的學習和訓練,會員通過各項考試后,即可成為中國私人飛行駕照的持有者。此外,閻良還開辟了沿園區中軸線布局的航空科技走廊,沿航空科技走廊兩側,規劃了航空科技館、航空英雄廣場、航空技術體驗館和航空會展中心。延伸航空產業鏈還可以表現在發展航空運輸業、航空旅游業和航空維修業。
特別是航空運輸主業為中心的一體化經營已成為全球各航空公司發展的潮流,加速由單一航空貨運向運輸、倉儲、裝???、加工、包裝、配送、信息處理等綜合一體化服務的物流轉型。開展航空旅游可以朝多個航空公司結盟與旅游機構建立互聯網站的方向發展。而維修產業已成為民航業中的一個新的利潤增長點。航空維修包括大修、中修檢修、特殊修理、定檢、特檢延壽、改進、改裝等幾種形式,航空維修業更可以細分為三個部分發展,包括機載設備維修、飛機機體維修和發動機維修。
序號 | 實驗室 | 序號 | 實驗室 |
1 | 高速高雷諾數氣動力 | 26 | 火力控制系統 |
2 | 低速增壓風洞 | 27 | 機載與彈載計算機 |
3 | 計算流體力學 | 28 | 航空火力與指揮控制系統 |
4 | 翼型葉柵空氣動力學 | 29 | 航空制導武器 |
5 | 空氣動力數值模擬 | 30 | 航空電子系統綜合 |
6 | 直升機旋翼動力學 | 31 | 飛行控制 |
7 | 直升機旋翼 | 32 | 慣性技術 |
8 | 高速水動力 | 33 | 高性能電磁窗 |
9 | 航空發動機高空模擬 | 34 | 全機電磁兼容 |
10 | 航空發動機氣動熱力 | 35 | 航空電子 |
11 | 航空發動機動力傳輸 | 36 | 航空救生技術 |
12 | 航空動力控制系統 | 37 | 航空機電系統綜合 |
13 | 航空發動機離心壓氣機 | 38 | 航空電源 |
14 | 全尺寸飛機結構靜力/疲勞 | 39 | 動態測試與校準技術 |
15 | 航空噪音與聲音疲勞 | 40 | 航空綜合環境 |
16 | 智能材料與結構 | 41 | 無人機先進布局和控制 |
17 | 先進復合材料導 | 42 | 航空可靠性綜合 |
18 | 先進高溫結構材料 | 43 | 民用飛機燃料安全性綜合 |
19 | 凝固技術 | 44 | 航空總體論證仿真 |
20 | 空間材料科學 | 45 | 殲擊機綜合仿真 |
21 | 超精密加工 | 46 | 飛行仿真 |
22 | 高能束流加工 | 47 | 先進仿真技術 |
23 | 航空精密加工制造技術 | 48 | 航空電子系統射頻綜合仿真 |
24 | 數控制造技術 | 49 | 航空軟件開發環境 |
25 | 航空連接技術 | / | / |
橫向產業鏈的構建
航空產業橫向產業鏈主要指沿著產業鏈的形成為鏈上企業提供裝備、部件等的橫向聚集。航空產業體量大、產業鏈長,其"龍頭"的整機制造必然為部件和零件提供市場,帶動部件及零件生產。
1、電子工業
振興裝備制造業十六個重大專項中,第一項就是"核心電子器件、高端通用芯片及基礎軟件"。近年來,我國的電子工業取得了巨大進步,國產航空電子系統已經越來越成熟。電子設備占飛機總價的30%以上,如果民族電子工業不能振興,大飛機對電子工業的拉動作用就極為有限,甚至會變成外國產品組裝線,產業升級和國家安全更是無從談起。
《國務院關于加快振興裝備制造業的若干意見》和《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》中都明確指出,重點發展高檔數控機床、重大成套技術裝備、關鍵材料與關鍵零部件等重大專項。航空航天工業產品零件的特點是耐高溫、高強度、難加工,同時合金材料和復合材料多、復雜結構件多、工藝要求高。大飛機的梁、框、肋和壁板的毛坯所用的板材或鍛件,都是重則幾百公斤甚至數噸的大塊頭,得用重型、超重型機床加工。毛坯75%-95%的材料都得被車磨鏜銑掉,因此需要大型、高速、精密、多軸的高性能數控落地銑床、加工中心、大型五面加工設備(已研制)、主軸AB主軸擺動的五軸立式加工中心(已研制);發動機機匣加工需要用精密加工中心和坐標鏜銑加工中心;發動機渦輪葉片和葉輪加工需要用五軸立式加工中心(已研制)、五軸高速龍門銑床等關鍵技術設備;還需要大量高剛性、高效率的專用機床和柔性自動生產線。
除了機床之外,國產的多通道模塊化數控系統可同時實現銑、磨、鉆等16個以上工序的加工及動作,特別是一次裝卡技術極大地提高了工件加工精度。而以前國內生產的五軸聯動數控系統,只能同時完成一個工序的加工。機床行業不僅要為飛機制造廠設計、制造、安裝機床、柔性生產線和加工中心,還要爭取為飛機制造廠提供咨詢建議、設備成套、工程承包和交鑰匙工程等一攬子服務。因此,大飛機制造給了機床工具行業難得的發展機會,機床行業將借此完成產業升級。
大型模鍛液壓機是關系國家安全、經濟發展的戰略性設備,也是航空制造業的基礎性設備。由于相關設備已經具備,目前最重要的是技術和工藝問題,這也是我國鍛件及產業能否升級的關鍵之一。我國的特種鋼、高硬度鋁合金、鈦合金、鎂合金、鎢銅合金等材料的發展基本成熟,而大飛機項目的展開為我國鋼鐵和有色金屬行業提供了"用武之地"。
航空業中的眾多金屬中,鈦和鈷是最重要的,當今,鈦合金用量占飛機結構重量的百分比已成為衡量飛機用材先進程度的重要標志之一,其中鈦合金占F-22戰斗機機體結構重量的39%;美國C-17大型軍用運輸機的鈦用量占全機材料重量的10.3%(鈦零件總重6.8噸);空客A380的;鈦合金用量10%;波音787;鈦用量15%;空客A350的;鈦合金用量9%。鈦合金在國外民用飛機上的用量也隨飛機設計和性能水平的提高而不斷增加。
(1)復合材料
在飛機、發動機結構材料家族中,復合材料是一位新成員。日本于1959年首先發明了聚丙烯腈(PAN)基碳纖維,并于20世紀60年代初將其投入工業化生產;70年代中期以碳纖維為增強相的先進復合材料誕生。航空用的復合材料種類不少,其中的絕對主力就是樹脂基碳纖維復合材料。因為碳纖維是目前已知的比強度、比剛度最好的材料。它比鋁還要輕,比鋼還要硬,其比重是鐵的四分之一,比強度是鐵的十倍;而且化學組成非常穩定,還具有高抗腐蝕性,適用于航空和航天飛行器。
復合材料應用于飛機最主要受力部件機翼、機身等,如波音公司的B787"夢想"飛機,代表了飛機結構復合材料化的發展趨勢。波音787飛機共使用復合材料50%,超過了鋁、鈦、鋼金屬材料的總和,主要應用在機翼、機身、垂尾、平尾、機身地板梁、后承壓框等部位,是第一個采用復合材料機翼和機身的大型商用客機。
(2)通用部件
在通用部件方面,如液壓系統的機電液一體化機械、油氣管道、閥門、密封件、軸承、氣動元器件等等,大飛機對這些產業的推動作用也是難以想象的。目前我國的這些行業基本都是中低檔產品當家,高檔產品極其欠缺。特別是旋轉機器的"心臟"--軸承。
儀器儀表屬于高科技行業,大飛機需要大量的儀器儀表。由于儀器儀表屬于高科技行業,研制活動需要大量資金而且風險高,因此急需國家支持。發電機、油泵、電纜等電氣產品,目前基本上還是由航空體系內的廠家制造。
具體內容詳見前瞻產業研究院發布的《中國航空產業園運營模式與投資戰略規劃分析報告》。
中國重點建設航空產業園
西安閻良國家航空高技術產業基地
珠海航空產業園
北京航空產業園
長春航空產業園
沈陽航空高技術產業基地
天津濱海航空城
南昌航空工業城
株洲航空城
寶雞航空裝備產業園
成飛航空高科技產業園