中国大飞机

中国大飞机（精选十篇）

中国大飞机 篇1

1. 中国现阶段的航空法律体系

我国在航空法律方面主要形成以《民用航空法》为基础的体系。1995年颁布的该法在我国航空法律方面的地位可谓举足轻重, 后来的其他法律法规的制定主要是以此为基础进行。他的主要内容涉及领空主权、民用航空器国籍、民用航空器权利、民用航空器适航管理、对地面第三人损害的赔偿责任、对外国民用航空器的特别规定、涉外关系的法律适用、法律责任等基本法律规定。

国务院在航空法规方面颁布的代表性的行政法规有:《国务院关于保障民用航空安全的通知》, 《国内航空运输旅客身体损害赔偿暂行规定》, 《中华人民共和国民用航空安全保卫条例》, 《中华人民共和国民用航空器国籍登记条例》等等一系列的行政法规。

在国际方面, 中国积极批准签署国际公约, 与其他的国家寻求协作, 参加了一系列的航空国际公约并与其他国家签订了一系列的双边协定, 初步形成了中国的民用航空法律体系。

2. 完善我国现行航空法律体系必要性分析

随着我国改革开放的不断深入、对外交往的不断增加、航空事业的迅速发展, 我国的航空管理体制、空中交通环境、航空设施设备和管理手段等都发生了很大变化, 出现了一些新情况、新问题, 现有的航空法体系已不能完全适应新的形势和要求。没有适用于统一管理、规范全国航空活动的航空法严重制约着我国航空事业的健康发展。因此, 急需要一部适用于中华人民共和国境内军、民航的“统一”航空法。

(1) 目前没有适用于统一管理、规范全国航空活动的航空法律。建国初期, 我国就参照前苏联航空法规, 建立了自己的《中华人民共和国飞行基本规则》, 《飞行基本规则》虽然是针对全国的飞行活动所立的法规, 但其法律地位只能是部门规章层次。1995年颁布的《中华人民共和国民用航空法》, 其作用范围又仅适用于民用航空活动, 具有局限性。这样, 造成了军民航航空活动管理的法律依据不一致, 不利于国家依法对全国航空活动的统一管理, 影响航空事业的健康发展。

(2) 目前我国航空法律法规建设与我国迅猛发展的航空事业不相适应。近几年来我国的航空事业迅猛发展, 定期航班运输总周转量在国际民航组织缔约国中的排名已上升至世界第二位, 我国已经成为航空运输大国。我国在“十一五”规划中已将发展通用飞机列入高技术产业工程重大专项。

(3) 航空发达国家的经验表明, 要想从航空大国发展为航空强国, 必须有一部统一的航空法作保证。美国、俄罗斯等航空发达国家的航空发展经验表明, 当航空流量达到一定程度后, 必须制定统一的国家航空法, 才能有效地调整航空量急增后带来的各种法律关系, 统一军民航法规标准, 我国航空法的立法时机已经成熟。

二、中国商用大飞机计划需要完善的航空法律体系支持

我国的商用大飞机计划是国家的重要计划项目, 得到了国家的大力支持。2007年2月, 国务院常务会议正式批准国家商用大飞机项目立项。2008年5月, 中国商用飞机有限公司在上海正式成立。在2009年与2010年, 温家宝总理与胡锦涛总书记都亲临中国商飞公司, 检查工作, 并作出了重要的指示。

在航空法律体系的完善方面, 早在多年以前人大代表以及专家学者都纷纷建议要求国家加快航空立法步伐, 制定统一的、完善的航空法律法规体系, 以促进大飞机项目的健康发展。其中身为大飞机项目论证专家组成员的吴志攀教授强调:“让航空法律专家参与项目论证专家组, 是大飞机项目长期稳步发展的需要, 足见国家对此考虑之长远”。

三、在商用大飞机项目背景下完善我国航空法律体系

现阶段的商用大飞机项目对我们法学研究者特别是航空法研究者提供了一个契机, 也提出了挑战。我们要抓住这个国家大力发展商用飞机的这个机遇, 促进我国航空法律体系的完善, 争取建立统一的、细致的航空法。转移航空法研究学者长久以来的研究角度与研究重点, 对航空法进行多方面、多视角的统一研究。

基于我们共同的这个目的, 我们构建统一的大航空法学体系, 对现有的航空法体系进行重新整合, 内容扩充成了我们工作的重点。在商用大飞机项目的大背景之下, 结合我们上述的问题分析与必要性研究, 我们可以把航空法的概念进行重新认定, 把他定义为调整民用航空产业、包括航空运输业和航空工业之运营、研究、制造等活动的法律规范的总称。在这个新的航空法定义的基础之上, 我们再进行大航空法体系的研究便变得有条理而且有理论的支撑点。结合法学学科的研究规律, 细化航空法学的研究对象, 航空法学可以明显地细分为航空民法学、航空刑法学、航空主权法学、航空行政法学、航空科技法学、通用航空法学等分支学科。这样以来, 先对大航空法下细化航空法进行研究, 进而才能完善我国的航空法体系, 为我国商用大飞机项目提供有力的支持。

参考文献

[1]刘伟民.航空法教程[M].北京:中国法制出版社, 2001

[2]赵源.从法律法规建设看我国通用航空的发展方向[J].中国民航飞行学院学报, 2004 (5) :

为中国大飞机工程提供先进动力装置 篇2

为中国大飞机工程提供先进动力装置

目前,世界上只有少数几个国家能独立研制航空动力装置.这些国家将优先发展先进的航空动力装置作为国策,将航空动力装置技术列为国家和国防的.关键技术,给予大量的投资,保证其相对独立和领先发展,并严格禁止关键技术出口.一些航空动力装置后起工业国家也已在制订重大的技术发展计划,试图形成独立研制或参与国际合作研制先进航空动力装置的能力.

作 者：林一平作者单位：刊 名：交通与运输英文刊名：TRAFFIC & TRANSPORTATION年，卷(期)：200925(3)分类号：关键词：

中国勇闯大飞机市场 篇3

7股东集190亿组成“商飞”

国务院副总理张德江、上海市委书记俞正声出席了中国商用飞机有限责任公司的成立大会并为公司揭牌,全国政协副主席、科技部部长万钢和全国政协原副主席、中国工程院院长徐匡迪等也出席了成立大会。

中国商用飞机有限责任公司经国务院批准成立,由7家股东单位组成,它们是国务院国资委、上海国盛(集团)有限公司、中国航空工业第一集团公司、中国航空工业第二集团公司、中国铝业公司、宝钢集团有限公司和中化集团公司,注册资金为190亿元人民币。据中国商用飞机有限责任公司方面透露,民资和外资今后也将参与“大飞机”的研制。中国商用飞机有限责任公司包括研发、总装制造和客户服务三个中心,董事长和总经理分别由原国防科工委主任张庆伟和副主任金壮龙出任。据透露,中国“大飞机”的研制资源配置面向全球。

业界预测2020年前制出大飞机

“大飞机”是指重量超过100吨、拥有100座以上的干线喷气式客机。去年2月中国立项确定研制“大飞机”后,航空业界乐观预计中国可能在2020年前制造出自主品牌的“大飞机”。但中国商用飞机有限责任公司总经理金壮龙表示,中国“大飞机”何时上天,还没有确切的时间表。据此前公布的《大型飞机方案论证报告》,中国大飞机项目初步测算投资研制经费约600亿元人民币。

近20项关键技术攻关已启动

身为公司董事长的张庆伟表示,为争取研制时间,该公司根据大型客机研制需求,已经启动飞机总体设计、系统集成、总装制造和适航取证四大领域近20项关键技术科研攻关,“大飞机”与相关的发动机、机载设备和原材料三方面科研工作的协调也正在积极推进。

他又称,该公司将重视并处理好干线飞机与支线飞机的科研生产管理,统筹安排科研、生产和条件保障,以确保中国首架自主知识产权喷气支线客机ARJ21-700新支线飞机今年首飞成功。而公司还将按照“主制造商——供货商”模式,加强飞机研发、总装集成、市场营销、客户服务和适航取证等五方面的工作。

不会对波音与空客构成威胁

另据公司总经理金壮龙表示,公司将随即开展项目论证,研究飞机选取什么形状、投入市场后有没有同类型竞争者等多方面问题,从而确定大飞机研制的具体方案。他表示,由于公司刚刚成立,培育人才、项目攻关都需要长时间探索,“未来我们即使造出一架大飞机,也无法对波音、空客构成威胁,这是新公司管理层客观、清醒的认识。根据空客、波音发展的历史,民机的发展和成功,不是靠一两代人就能实现的。”

他又指出,新公司在近几年的目标,一是完成ARJ21的首飞、交付、适航取证,实现商业成功;二是尽快建立研制民机的运行体制、管理体系;三是加快培育民用航空业人才。

而公司的远期目标就是大飞机的商业成功,接受市场的检验,实现民机产业化,并提高国际竞争力,而在对外开放的条件下,中国将充分利用全球资源研制大型客机,敞开大门欢迎国外同行参与合作研制。公司将坚持开放政策,在机载设备和系统、发动机等方面开展全球采购、合作研制等措施,加强国际合作,实现互利互赢。

ARJ21项目3单位纳入新公司

另外,中国支线飞机ARJ21项目的3家单位中国商用航空飞机有限公司、上海飞机制造厂和第一飞机设计研究院,已被整体纳入新成立的中国商用飞机有限责任公司。而中国商用航空飞机有限公司总经理罗荣怀,ARJ21总设计师、第一飞机设计研究院院长吴光辉,分别出任中国商用飞机有限责任公司副总经理,并身兼原职。有分析认为,中国商用飞机有限责任公司可借助ARJ21项目公司更快地拓展市场,并具备同时提供干线、支线客机的能力。

中国航空运输市场多年来居全球增速之冠。据欧洲空客公司预测,未来20年,中国需要新增2800多架客机和货机,价值3290亿美元,占全球新增客、货机总量的11.6%。

中国大飞机 篇4

大型飞机是航空工业这一战略产业的一颗明珠。自主研制大飞机, 发展有竞争力的航空产业会全面地提高中国的科学技术水平, 增强中国企业的核心竞争力, 凸显中国强大的综合实力, 同时可以扩大经济产值, 增加就业机会。中国对大飞机产业的重视也达到了高度重视, 把大飞机项目作为国家“十二五”期间的重点项目。

大飞机项目面临着复杂的运作机制和市场准入等问题, 受到各种标准和门槛约束, 中国要真正在大飞机上向波音、空客这样的世界霸主发起“挑战”是很困难的。同时, 波音和空客都预计中国将在20年后成为世界上第二大飞机需求市场, 为了争夺中国市场他们互相博弈竞争。因此, 中国要想突破这种双寡头垄断的局面, 就要在他们的博弈竞争中借鉴经验, 实现全球商用飞机“三足鼎立”的新格局。

二、波音与空客的博弈竞争

(一) 产品定位的差异化策略

在单通道的飞机时代, 空客和波音的产品定位基本上一致, 产品销量基本持平, 销量最好的产品是空客A320和波音737系列。随着双通道飞机时代的到来, 两家公司的产品定位出现了明显的差异, 在未来航空业发展趋势问题上波音和空客具有不同的观点。空中客车认为未来市场是需要“更大”的飞机, 世界将出现几个大的航空枢纽, 像伦敦、纽约、巴黎、北京、东京、新加坡等, 未来航空运输网络是中枢辐射式的, 乘客从小的地方集中到大枢纽坐飞机, 运力的大小决定着未来航空业的发展, 因此强调大型飞机的作用, 未来的飞机越大越能够促进运输量的增长、最大限度减小机场拥堵、降低成本和提高环保性能, 航空公司可以从更大型飞机的优势中盈利, 在此预测下研制的A380就是全球最大的双层巨型客机。空客公司预测在未来20年间, 世界航空业将需要1700架像A380这类的大型飞机。同时认为集中的人口、富有活力的大城市和发展潜力巨大的出境游, 会使中国在国际长途航线、亚洲地区性航线以及国内干线上, 对A380这样超大型客机的需求保持持续增长。

而波音公司指出未来市场需要“更快”的飞机, 未来的航空运输将更多的是点对点之间的运输, 随着运量和机场拥堵程度的日益增加, 只有小型飞机才能缓解枢纽机场与日俱增的压力, 直航才是解决未来空运问题的方法。自1990年以来中国国内的航班频率增长了16倍, 但是飞机的大小没有大的变化, 相信航班频率和直飞航班的增长趋势将继续使新购机型集中在中小型飞机上。中国会有更多的人需要中小型但快速灵活的飞机, 即乘坐波音777和787这类中型级别的高效飞机。为了迎合中国人喜欢8的风俗, 波音甚至将主打机型7E7改名为787, 中型的210座-250座的787“梦幻客机”就是它的主打产品。

依据空客和波音对未来20年市场预测的数据, 推测出了2010-2020年中国及世界干线飞机的预测, 具体如表1所示。可以看出, 波音与空客对未来航空市场保持良好的预期, 同时都非常看好中国市场, 中国市场的需求量在逐渐上升, 两个公司的预测又存在差别, 是因为它们的经营理念不同, 产品对市场定位也不同。

(二) 技术和研发的持续投入

飞机制造公司的最大竞争力是公司对于项目的整合能力, 波音公司整合了世界上最先进航空制造商的资源, 在研制787的过程中, 把大量的制造任务外包出去, 自己主要负责尾翼的生产和整机的组装。而空客的研发模式是成立一个管理公司, 把欧洲的航空企业进行整合, 充分利用欧洲各国的航空技术进行全机大部件分工:英国负责机翼和发动机的研制, 法国负责机身的研制和飞机的整合, 德国的长处是尾翼的研制。此创新模式的优势是充分发挥各国研制飞机的技术优势, 将力量完全聚焦在一起, 以研制出最佳飞机。此外两大寡头还打“环保战”, 空中客车承诺2020年空中客车公司投放市场的新客机油耗至少减少30%, 二氧化碳排放量降低一半。波音787通过技术改进, 它的耗油量比同型客机节约20%左右。

数据来源:空客《Global Market Forecast 2009/2028》和波音《Current Market Outlook 2009/2028》数据整理而得

数据来源:根据EADS公司历年年报数据整理计算而得

数据来源:根据波音公司历年年报数据整理计算而得

坚持科技创新, 是降低成本提高核心竞争力的关键方法, 尤其是随着空中客车竞争力的增强, 两大寡头分别增加科技研发投入以争取市场。表2、表3和图1显示了两家公司9年来的研发费用情况, 可以得出两家公司的研发投入比例是呈上升趋势的, 并且两家比例趋于相同。

(三) 销售策略的迥异

航空公司在购买飞机时会考虑地域特点、市场流量、飞行员、工程师等因素, 其中最重要的是销售商的价格和销售策略, 波音与空客在销售风格上就有较大区别。30多年前, 波音以绝对优势在世界航空市场担当着领导者, 直到2000年空客充分抓住了“9·11”事件的契机, 利用灵活的销售策略打开了国际市场并超过波音, 连续5年稳坐在“飞机订单霸主”的位置上。现在空客又把这种灵活的销售策略应用到中国市场, 在中国空客的销售架构是销售副总裁-区域销售总监-销售经理, 这种策略比较灵活, 个人决定的权限较大。而波音则采取沉稳和严谨销售风格, 尤其是在销售价格方面具有较小洽谈余地。这种差异化的销售策略的差异引起的结果就是在同等座位数的飞机价格上, 空客比波音便宜8%左右。

随着中国航空公司的需求不断增长, 空中客车在销售飞机的同时, 还随时提供优质的客户培训和支援服务。空客和中航器材共同组建了华欧航空培训及支援中心, 提供新的培训设备和设施, 扩建零备件及技术支援中心, 提高培训和支援能力。同时波音公司也不断扩大在中国的培训机构, 提供全面的研发、部署、航空培训与飞机服务, 以此来争夺中国市场。

(四) 采用技术合作的博弈策略争夺中国市场

波音与空客为了争夺中国这个充满巨大潜力的市场, 均都选择“以技术换市场”的博弈策略。最初他们都采取了“转包生产”模式, 即由空客或者波音为中国的飞机制造企业下订单, 委托他们生产飞机的零部件, 中国的沈飞集团、西飞集团等都因此而受益。根据统计目前空客飞机有1/4安装了中国制造的部件, 波音飞机也有1/3的部件来自中国生产商。

随着中国市场潜力的不断增大, 他们的技术合作方式也进一步深化。例如, 空客在中国天津设立了A320的总装线厂房, A320的技术调试和试飞等环节都在中国进行, 这将推动中国的航空技术的发展。同时波音在上海建立了飞机的改装维修合资公司, 并持有了60%股份, 这是波音在全球第一个控股的改装维修项目, 建成后将参加所有的波音的客改货项目。这些都是波音与空客打“技术战”给中国带来的好处。

三、波音与空客的博弈对中国大飞机项目的启示

(一) 以市场和客户需求为导向, 不断开发改进产品

波音与空客的博弈经验表明, 只有准确把握需求发展趋势, 明辨自身优势、劣势, 才能研制出适应市场、利于竞争的合适的飞机产品。发展大飞机项目是一个重大的产业投资项目, 一般在制定之前一定要进行预先市场研究。在研制商业飞机之前必须要了解, 在未来10年、20年和30年内, 中国的大中性客机市场需求和实际购买力有多大, 以此计算出投入的资金将来会在何时产生回收和利润。目前中国研制的大飞机所面临的客户需求是航空公司对于安全性、经济性、环保性、舒适性、操控性等方面的要求日益提高。波音787项目在启动前, 曾耗巨资和时间, 针对商务舱的10万常旅客做了全球范围的调研, 主题是乘客的舒适度和飞机的关系。对于中国来说, 认真聆听航空公司和乘客的声音, 是大客机后来居上、在国际市场上赢得客户的重要筹码。例如, 可以从客舱高度、压力飞机尺寸、行李舱、机载娱乐设施、客舱内饰和乘客舒适度的关系等方面来考虑设计出最适合客户的飞机。

(二) 以产品的差异化优势进入市场

中国的大飞机作为挑战者, 必须通过差异化的产品定位来区别于竞争对手, 从激烈的竞争中脱颖而出, 迈出进入市场的第一步。相比之下中国大飞机也具有一定的优势, 从相同客座数的波音与空客同类飞机的对比看, C919的使用性能比A320-200和B737-800相近, 包括起飞重量、最大航程等;有些性能还超过了波音空客的同种飞机。在性能相近的条件下, 国产大飞机最大的优势体现在:售价低, 中国在飞机生产上具备成本优势, 在售价上要比同类飞机低15%左右;耗油少, 为了提高竞争力, C919采用了CFM公司最新开发的LEAP-X1c发动机, 与市场主流的CFM56发动机相比耗油量减少10%-15%, 这对于航空公司来讲是非常有吸引了的。所以中国的大型客机C919以及将来的C929应该在通过对比寻找优点, 在充分了解市场的基础上, 采取差异化战略成功进入市场, 树立良好的品牌, 为日后的系列化发展打下坚实的基础。

(三) 提高自主创新能力, 加强国际间的技术合作

波音与空客虽然对中国采用了“以技术换市场”的竞争模式, 但是他们不会向中国转让核心技术, 自主创新是中国发展大飞机的必由之路, 是中国大飞机项目突破瓶颈的关键方法, 加强产品的技术含量才是制胜的根本。中国航空业起步晚、技术低, 作为一个高投入、高风险的产业, 在坚持自主创新的同时, 还要兼顾国际间合作, 通过共同研发机制吸取国外先进技术弥补当前的空白, 通过资本合作、科技合作和产销合作等提高中国航空工业的管理水平、科技研发能力、工艺制造能力、市场经营能力和资本管理能力。中国制造业具有典型的劳动力成本优势, 但是与创新技术相差很多, 生产大飞机所需的零部件预计将有三分之二来自国外。所以, 中国的飞机制造商需要国际间合作, 通过优势互补获得高科技技术、设备及维护支持设施。不断扩大国际合作的领域和范围, 增加国际合作的深度, 争取掌握关键技术, 突破瓶颈限制, 为自行研制和联合开发夯实基础, 最终形成自己的自主创新研发能力。

现在国内的一些大集团都会大范围经营, 使得经营产品广而不精的现象比较普遍, 这种产品的科技含量低不具有竞争力。国内的航空企业要抛开其他问题不遗余力的专心研制客机, 不分散精力去开发与客机无关的产业, 即使在最困难的时候也不要动摇。

(四) 形成特有的灵活营销策略

空客为了打开美国市场, 在向美国东方航空公司销售飞机时, 采用了一种创新式的营销模式, 即“先飞后买”的促销方式和为客户提供贷款买飞机的财政机制, 事实证明了这种方式的有效性, 现在美国东方航空公司成为A300飞机最大用户, 同时泛美和美航两家航空公司也相继成为了他们的大客户。然而中国的航空企业仍然将产品定位于军用领域, 政府购买在其中起主导作用, 因此航空企业缺乏市场竞争。所以从长远看, 中国的大飞机项目要以市场为导向, 捕捉市场空间, 准确地定位于市场空当, 增强产品定价能力, 把第三世界国家和中国国内市场作为核心市场, 确定“以新制胜”的营销战略。将技术与营销相结合, 以市场为导向, 提高关键制胜的能力, 进行商业运营。

(五) 以发展国内支行线航空运输, 带动中国航空业的发展

随着中国经济社会发展水平的不断提高, 航空运输日益成为人们的重要出行方式, 中国支行线航空运输的发展潜力巨大。但是现在国内支行线航空面临着缺乏定位模糊政策支持、成本较高、民航地区割裂管理等问题, 因此, 政府要营造中国支线航空的良性发展环境, 促进中国大飞机项目的发展。通过鼓励支线航空发展的政策和措施, 改善市场环境;放松支线航空的经济性管理政策, 建立竞争有序的市场秩序;积极改善支线航空运营环境, 降低运营成本;加强支线航空运行标准、技术、法规等研究和制定工作, 创造良好的法规环境;吸引民间资本和外资进入支线航空运输领域, 增加支线航空投入等措施推动中国支线航空运输步入良性发展轨道。保证支线航空和干线航空的发展相辅相成, 做大做强中国航空产业, 并为中国大飞机项目提供良好的保障和支持。

摘要：中国把大飞机项目作为国家“十二五”规划的重点, 面临波音和空客的双寡头垄断, 中国的大飞机作为市场挑战者, 想成功打破这种垄断局面具有多重困难。文章总结了波音与空客的博弈竞争策略, 从市场定位、产品差异化、自主创新等方面分析了对中国发展大飞机项目的启示, 并提供参考建议。

关键词：波音,空客,博弈,大飞机项目,启示

参考文献

[1]、张译文, 张卓.空客的竞争战略对中国大飞机项目的启示[J].经济探讨, 2010 (12) .

[2]、蒲一飞.从空客公司看大飞机研制[J].航空工业经济研究, 2009 (1) .

[3]、杨艳, 鄢戟.美国直线航空的发展及其对中国的启示[J].云南财经大学学报, 2008 (2) .

[4]、田剑, 曹永才.空中客车与波音的竞争战略研究[J].交通企业管理, 2007 (11) .

[5]、黄毓敏.国外大型客机的发展道路和启示[J].装备制造, 2008 (5) .

遥控飞机大冒险作文 篇5

以前，我有一架我最心爱的遥控飞机，遥控飞机大冒险作文

。可是它坏了，我让我大舅给我修一修这个遥控飞机，但是结果却不好，修啊修，修了很长

我让我

我收拾好了东西。我们就回家了，回家的第一件事就是打开包装，玩一玩，看看像以前那样不。我打开了电源，推动螺旋键。开始起飞了。遥控飞机慢慢升高。我命令，向前走。我家里还有鞭炮，擦炮。我拿了一盒出来，拿了一卷绳子。用飞机把鞭炮挂着。我来咯。我用打火机点着。飞向了我想要让他去的地方。321，爆炸，果然炸了。在我们楼前面有个一个老年公寓，现在还是工地，我先飞进去试一下。

没有问题真是太好了。我挂了一枚鞭炮飞了过去，鞭炮爆炸了，我高兴的一下子把螺旋键退了下去不好，飞机一下子掉进了工地里。真是太倒霉了。我偷偷的打开工地的大门，溜了进去。

无“芯”的中国大飞机之路 篇6

8月17日，一场静悄悄的庆祝仪式在珠海摩天宇航空发动机维修公司内举行，庆祝它4年前维修过的首台发动机本次维修再次成功。这在航空界并不是什么大事，在事先的精心安排下，前往报道的也仅仅只有9家媒体。作为国内迄今为止投资规模最大、维修等级最高的航空发动机维修基地，作为德国最大的发动机制造商与中国最大的航空公司南方航空公司的合资企业，其知名度与其身份和地位似乎严重不符。这条“低调”的新闻，如果没有中国要上马大飞机这个激动人心的大背景，能去几家媒体很难预测。

得益于大飞机，一切与航空有关的业内动向逐渐引来关注的目光。

民用发动机维修工业

一片“空白”

半年前，关于中国要上马大飞机的新闻引发了全世界铺天盖地的议论，其中不无夹杂着感叹号和疑问号的各种情绪。各种声音在大飞机的制造技术、销售前景、售后服务、国际竞争屏障等方面产生了空前的争论。虽然日前这场关乎国家战略发展、提高国家整体工业水平的口水战已经平息下去，但是从民航界私下的三言两语中，依然能看出中国大飞机之路的艰难和信心不足。

8月17日那场庆祝仪式后，南方航空公司副总经理袁新安向记者透露，发动机维修产业作为国内航空业的下游产业，虽然对国家大飞机项目的参与程度没有航空业诸如基础材料、通讯等产业那么大，但是近些年来发动机维修市场需求非常旺盛，前景很乐观。仅珠海摩天宇一家，2003年开业时一年内仅维修26台发动机，到今年7月为止，已经猛增到120台，比2003年增长了360%，年平均增长率为72%。

但遗憾的是，目前国内民用发动机维修行业绝对满足不了市场需求，处于“一片空白”的状态。国内民用发动机维修市场是近两三年才发展起来的，最初这种高端技术只在欧美才有成熟体系。目前在国内的民航界，包括珠海摩天宇在内，有很强的发动机维修能力的厂家只有三家，分属北京（中国航空公司）、成都（西南航空公司）和珠海（南方航空公司），均为国内航空公司与欧洲著名航空业企业合资兴办，即使国内背景强硬，也需要借助外界技术和资金才能保证维修质量和等级。

珠海摩天宇创办时，南方航空公司与德国摩天宇发动机制造公司是“一拍即合”，前者希望建立自己的发动机维修企业，减少南航每年将发动机千里迢迢运送到国外进行维修的高昂成本;而后者是看到了民用发动机维修的中国市场，希望打开这片广阔的疆土。

“珠海摩天宇未建立之前，国内像南航这样的大航空公司，几乎全部都是把发动机运送到国外维修。现在，我们南航的发动机已经有2/3是在这里修理。”南航这种“自产自销”式的修理模式，为其节约了不少维修成本，“至少省去了运费”。但源自于国内民用航空发动机维修工业因起步较晚而造成的单薄现状，目前国内海航、东航、国航、川航等航空公司也只有两种选择，要么送到国外去维修，要么在成都、北京或珠海选择一家能维修该种型号发动机的厂家维修，没有第三种可能性。

大型民机发动机制造“零纪录”

在大型民机发动机产业链上，不仅维修工业处于初放型发展阶段，选择有限，而且制造工业上也没有打破“零”的纪录。“我们从来没有维修过我们国家生产的发动机。”

中国航空工业发展研究中心主任殷云浩认为，“全世界有航空工业的国家很少，而航空工业最顶尖的就是航空发动机工业。”可以说，发动机综合了多学科和多种专业技术成果，技术难度大，研制周期长，耗资多。它当之无愧地代表了一个国家的工业和科技最高水平。

世界民用飞机早在半个世纪之前就进入了喷气式大飞机时代，我国的军用航空发动机也早就实现了自主研发，而在民机界，即将在2008年首飞，拥有中国自己的知识产权的ARJ21喷气式客机，其发动机也是由通用公司（GE）生产的。中国在美国通用电气（GE）和罗克韦尔·柯林斯公司（Rockwell Collins）的支持下，开发ARJ21支线飞机，美国意识到航空发动机和机载设备才是他们的优势。

据波音公司预测，未来20年内，中国需要购买民用客机2400多架，价值高达1970亿美元，而主力机型就是大型飞机。仅按照每驾飞机配备两台发动机，每台发动机按几百万美元的价格来计算，未来中国可能成为全球飞机和发动机最大的买家。

但这巨大的利润只能拱手让给通用（GE）等国外发动机生产巨头。据2004年的一项统计，GE飞机发动机自1985年开始进入中国市场，在中国内地市场占有率为60%。

发动机对于一个国家的航空工业意义重大。中国工程院院士刘大响表示，发动机产业对整个国民经济的拉动作用是其他产业无法比拟的。他说，据日本的统计，以单位重量的价值来计算，如果造船是1的话，那么小汽车为6，电视机为8，而发动机则高达1400。庞巴迪公司当年试图进入干线飞机市场，但最后竟在航空巨头的压力下无人敢于提供发动机，因此计划流产，造成了巨大损失，长久才恢复元气。20世纪六七十年代，中国曾成功研制出军用飞机涡扇5、涡扇6等型号，但因种种原因，最终未投入生产。对发动机这种核心技术的放弃，让我们多年来只能仿制外国发动机。

可以说，中国发动机一直处于一个落后而悲哀的存在状态。据说，我国的航空发动机技术至少比西方落后20年。因此，引进国外先进的发动机，以保证航行的安全性，成了一种现实的无奈。

售后体系，

是大飞机项目的一个挑战

发动机维修工业作为航空业的一个售后服务分支系统，如今在中国已经取得了很大的发展。但扩散到整个售后体系，对于大量购买国外大型客机的国内民航系统来说，还面临着严峻的考验。南方航空公司副总经理袁新安在谈到珠海摩天宇与国外同行的差距时，有自己的困惑，“虽然在国内维修可以省去维修费用，维修质量也能达到国际先进水平，但无奈很多航材都在欧美生产，订购时间长，延长维修周期。”售后服务大部分依靠原厂家，而在我国进行的零散售后服务也只算是在替外国人打工。

中国航空技术进出口总公司前副总经理王大伟对《三联生活周刊》的记者讲过一个在尼泊尔销售飞机的小故事。当年尼泊尔民航部门质疑前来销售“运12”的中国人，是否有能力在4小时内提供飞机维修部件，“运12”就因这个问题无功而返。

中国大飞机 篇7

而当今的农民, 他们与各阶层人民大众一样, 共同在圆着一个“中国梦”, 其中就有他们的“飞天梦”:自己有着飞机, 自己驾着飞机, 自己使唤着飞机。多少年来, 农民朋友敢想、敢试、敢做, 他们有的试着自己“造飞机”, 屡经失败而百折不回;有的出手租赁“用飞机”, 为自己拥有而试探前景;有的则大度出资“买飞机”, 以身试“机”, 尝尝拥有飞机的“新感觉”……他们想着法儿, 要将这“天上飞”拉进“大农机”行列里来, 好让飞机也成为“农资商品之尊”“农机排行老大”!

水乡原野“大蜻蜓”

公元2013年7月18日, 是苏南水乡溧阳市别桥镇一带农民欢天喜地的快乐日子, 民间习俗称这“十八 (18) ”是“好日、发日、吉日、祥日、喜日”, 坊间人们都爱挑选这样的日子办大事、做喜事。

江苏溧阳市别桥镇种粮大户王海斌家就选定在这一天里, 迎来了一个“天大的好事、喜事”!他自费出资120万元, 购置的两架无人驾驶农用直升机今日到货进库!

这四十开外的王海斌, 是四乡八邻名闻遐迩的种田大户, 他家2013年光是种植水稻就有246.7hm2, 可谓是常州市“大名鼎鼎”的种粮大户之一。前几年, 他又组织成立了农机合作社, 拥有耕翻机、开沟机、收割机、大中型拖拉机、插秧机、农用运输车等品系农机数百台套。他的农机合作社很快声名远播, 村寨尽知, 家喻户晓。

随着生产经营服务范围的扩大, 作业地域的宽泛延伸, 产业结构的变革演化, 农机化对于他和他们的合作社显得越发重要。为了提高植保效率和种植经营效益, 提升农事作业技术要求, 他作出了“买飞机植保种田”的大胆决定, 专项投资120万元, 购置了两架农用直升机, 以此壮大自家的农机大军队伍!

选定机型、选定吉日, 两架银燕进了农机合作社的“机库”。乡亲们看着这蜻蜓似的直升机异常新奇, 诙谐地称呼直升机是农机种田植保的“大蜻蜓”。王海斌告诉大伙儿说:“这款农用直升机喷施农药效率可达到16.7 hm2/h, 不仅节省人工, 且喷药均匀、效果好。”

“无人机”喷治承包田

46岁的王守明, 是安徽一个地地道道的农民, 一辈子从事农业工作, 因为自己的努力, 他把农业越做越大, 甚至开了农业公司。然而, 承包了700 hm2农田后, 喷洒农药成了他头疼的大事, 速度慢不说, 农药对作业人员的身体危害极大, 很可能发生中毒而危及生命安全。

“从耕种、机插到机收, 我们均已实现了机械化。如果植保也能实现机械化作业, 那么我们耕种的700 hm2土地, 再也不会因人手不够而紧张, 不会因耗时过长而担忧, 不会因人工打农药危害大而焦虑了。”王守明说。

700 hm2的农田, 如果仍沿用传统的植保方式, 不仅费时费力, 而且还会给喷洒农药的作业人员带来不小的危害, 还可能会因中毒而引发生命危险。如果遇到庄稼大面积病虫害, 这种植保方式是很难在时间短、人手少的情况下及时控制住病虫害疫情;因此, 喷洒农药成了王守明遇到的最大难题。于是, 他花几十万元买了3架直升机用于专业喷洒农药。他买的农用无人直升机虽然个头不大, 但可喷洒农田3~4 hm2/h, 其工作量相当于10个人连续工作3 h的工作量, 可谓省时又省力, 且这种完全由无线电遥控作业的农用无人直升机, 根本不必为喷洒农药而担忧作业人员会发生中毒而诱发生命危险。

他, 成为安徽省购买农用无人直升机喷洒农药“第一人”。

王守明的直升机盘旋在绿油油的稻田上空, 正在喷药治虫

手掌心把玩“直升机”

江苏省盐城市滨海县陈涛镇的农民朱新东, 自费投资20万元, 选购了一架遥控农用直升机, 专门为自家田地与四乡八邻乡亲们的庄稼地喷施农药防控虫害, 可受村民们欢迎哩!

小朱买的这架直升机长约2 m, 采用手持遥控程序操作, 喷药作业效率可高达8 hm2/h。

这架被朱新东把玩于手掌心的直升机, 成为当地农机化阵地一道亮丽的风景

飞机成为“大农机”

“过去那些连想都不敢想的事, 咱现在不但敢想、敢说, 更敢做!农民买飞机、开飞机、用飞机, 使唤飞机就像使唤收割机、拖拉机、运输车似的, 爱咋拨弄就咋拨弄, 让‘天上飞’乖乖到咱们的农机库里来‘入伍’, 为三农服务作贡献!”当代新农民的话语里洋溢着豪气与自信!

银燕“飞入”农机群, 并非飞机“掉价”“下嫁”。随着更多飞行器参与三农、服务三农、奉献三农, 恰恰就是飞机制造业接地气、添元气、增活力的可贵之举。而随着飞机参与农机化服务, 又给农机业带来新的机遇与挑战, 由此, “天上”“地面”互通有无, 取长补短, 正是我国农机化发展的重要路径!可以乐观地预言:随着农村产业结构的不断调整、调好、调优, 农村土地的健康良性流转, 农业科技的日新月异, 以及农作模式的升级换代, 类似“飞机”变“农机”、“大飞机”开进村头农机库里, 就是一种“大农机”的愿景而绝非“远景”, 且就在眼下大农资、大农机日渐更新的时代潮里!

国家“大飞机”工程中的多重风险 篇8

技术风险

这是当前我们面临“大飞机”工程中最大也是最关键的风险。这种风险的来源, 主要是因为“拷贝、测绘、放大样时代”已经远去。信息时代崭新的研制模式已经成为一种历史性的选择。

中国的航空业之路充满着艰辛。虽然在上个世纪冯如紧随美国的莱特兄弟造出了飞机, 但此后却一直与独立的飞机制造业远离, 更不要说独立制造大飞机。

此后在飞机制造业上, 走的基本是一条拷贝、测绘、放大样的办法, 成功的经验与失败的教训都在同一个原点上, 而真正意义上的技术突破与创新, 我们还没有成功过。

如果说机械时代的传统办法, 还能够让我们去进行“尺寸与结构”的重复改造造出飞机, 而信息时代的今天, 这一切全靠我们自己。核心的技术买不来, 人家也不会卖给你。合作的只是“机翼”与轮胎等部件而已。

10多年前, 我们曾经以美国的MD-80为基础研制我们自己的大飞机, 但这只是一个失败的教训。信息时代已经到来, 10年前的东西都已经落后了。

实际上, 在诸多风险因素中我们已经清楚地看到, 信息技术成为飞机制造业的灵魂。这10年, 我们看到的飞机制造世界让人眼花缭乱。但乱相中却有一条主线始终在主导着发展的方向。这个主线就是世界航空工业正通过兼并与调整加快了向信息集成化和航空专业化的方向发展。

工业发达国家的航空制造业高度重视并大力推进信息化建设, 加速信息集成、过程集成和企业集成即现代集成制造技术计划的实施, 以最短时间开发出新产品, 快速响应多变的个性化市场需求。

这是美国人已经成熟的技术系统。众所周知的波音公司, 在其波音-777飞机作为世界上第一个采用全数字化定义和无图纸生产技术的大型工程项目, 早已成为20世纪末全世界制造业应用信息技术的标志性进展。

波音公司在设计波音-777时, 完全采用了信息时代的一体化手段。公司内依据飞机部件功能划分成立了238个综合设计制造小组并行工作, 总成员8000余人, 配置有2200台工作站和9000余台个人计算机, 并与8台主机联网, 形成并行工程环境协同工作;波音777飞机是世界上首架100%数字化定义的飞机;波音公司在设计波音-777客机时对10多万个零件全部实行数字化设计, 并在计算机上进行数字化预装配、在协同工作的环境与系统中消除了12000处干涉问题, 并使分布在60多个国家的飞机零件供应商能方便地通过网络数据库实时存取零件信息。在此基础上, 波音公司又提出耗资10亿美元建立起支持整个公司分布在72个分部的宏大的飞机构型定义与控制/制造资源管理系统计划, 支持整个公司45 000名雇员在40 000台各种计算机上工作。

此后的实际试飞效果证明了这种信息技术是多么得富有成效。波音-777飞机开发、研制、制造、试飞一次成功的根本途径就是采用数字化产品定义、异地无纸设计、数字化制造、数字化预装配技术、数字化虚拟样机技术、网络技术和并行工程等技术, 即实现了航空制造业信息化, 所以使设计更改与返工率减少93%, 设计费用减少94%, 并使研制周期从8-9年缩短为4.5年。

要看到, 在大飞机工程上, 数字化设计让美国的战斗机突飞猛进。波音公司的技术, 在美国的航空制造业体制下, 以最快的速度转移到了美国第四代战斗机——F-22和F-35的设计研制上。F-22以最快的历史速度服役, 其背后就是波音-777全数字化设计/制造技术。目前的F-35战斗机, 在全数字化协同网络环境下, 同样也实现了三维数字化设计、制造一体化和虚拟制造, 使研制周期缩短了50%以上。

F-35作为美军联合攻击战斗机, 是海、陆、空三军联合共同研制的一种用途广泛、性能先进、通用性好、价格可承受的新一代战斗机。研制费用高达2 500亿美元, 单架飞机成本控制在4 000万美元左右, 预计寿命长达50多年。它的设计、研制和生产涉及到30个国家的50多个公司。

以F-22的成功为标本, F-35项目的总目标是从设计到飞行实现全程数字化, 即实现全球性的虚拟制造、国际合作、创建灵活和敏捷的虚拟企业、获得最低的总体成本和最高效的战斗力。

这种数字化技术, 可以同时让用于美国海陆空各军兵种和英国海军的4种F-35飞机型号, 融合在一条生产线上生产和装配;使用同一种通用的支援和维护系统;各种型别之间的零部件/系统/设备的通用性在80%以上。我们通常理解的网络通信上的“无缝连接、紧密配合”等理念, 已经成为美国航空业界全球性虚拟企业敏捷制造体系的战场。

有报道说, 这种技术让飞机的研制和制造能力得到惊人的提高:减少设计时间50%以上;减少制造时间70%以上;减少工装95%;分立零件数量减少50%;维护支持时间减少50%;制造成本降低50%以上;生产能力可达到每年350架飞机。

今天, 以大飞机为代表的设计制造技术正面临一场革命。这场革命就是以全面采用数字化产品定义、数字化预装配、产品数据管理、并行工程和虚拟制造技术为主要标志, 从根本上改变了飞机传统的设计与制造方式。大飞机的制造让我国航空业面临艰巨繁重的考验。多种新型干线飞机和新型支线飞机的研制任务, 与此相关的军用飞机任务, 都迫切需要我们采用先进的数字化技术和现代集成制造技术, 以缩短研制和交付周期, 节省经费和提高效益。

与大飞机设计直接相关的具体关键技术, 比如多学科、多目标的综合优化设计技术, 长寿命的发动机技术、复合材料技术、气密性舱门技术, 多支柱、多轮起落架技术, 多余度生存技术、航空电子信息技术、模块化维修管理技术、人机环境适应技术等等, 都是重大的难题。解决的出路, 就是必须建立我国飞机全数字化异地设计和制造技术的支撑系统。而这一切, 又受制于我国计算机芯片与软件等基础技术的制约。我们目前已经有了相当的技术积累与重大技术进步, 但不可否认的是, 差距还是明显的。只有发挥后发优势, 努力实现数字技术上的跨越式发展, 才是中国航空业实现现代化的突破口。

体制风险

中国航空界目前最担心的还有体制的制约, 这不是杞人忧天。先看看我们的近邻俄罗斯的情况吧。可以说, 俄罗斯飞机工业目前的状况, 是当年苏联人计划经济的牺牲品。在当时体制下, 他们人为地压低航空产品和服务的价格, 使很多人能享用空中交通。但当这种制度瓦解之后, 有支付能力的需求增长缓慢, 而航空公司的生产力仍然保持比需求高出一二倍的规模。这样, 人们不难发现, 俄罗斯和独联体国家民用航空工业滑坡起码有两条实实在在的原因:所有独联体国家居民收入低下和运力过剩, 最后的结果是国内对新飞机的需求不足。大多数飞机制造厂还没有学会和客户合作, 并且按市场规律要求的方式来满足客户的需求。生产厂的人感叹地说, “我们能给的他们不想要, 他们需要的我们给不了”。俄罗斯另一家媒体评论说, “图系列和伊尔系列飞机在俄航空史上创造了几十个纪录, 我们天才的飞机设计师制造出了飞得最快、最高和最可靠的飞机。而当他们进入市场时才如梦方醒:他们只会制造飞机, 但却不会卖飞机, 甚至连本国的航空公司都不愿意买国产飞机。”

我们的教训也不少。当年国家投资5.377亿元的运十飞机, 今天只留下一架飞机在上海飞机制造厂的停机坪上供参观照相之用, 是谁这样极不负责任?为什么运-10没有走完研制的全过程?没有投入批量生产?对此有许多极不相同的说法, 但体制问题是大家共同的感觉。就算是技术上有一定不足, 但中国民航部门根本不想要这种飞机成了运十飞机夭折的直接原因。

在体制上, 目前我国航空工业的体制是军民机混线, 军机和民机发展混在一起, 让今天的民用大飞机的发展必须先在原来的军机体制内长成, 这种“混合型”体制自然就严重制约了民机的健康成长。要发展民用大飞机, 现有航空工业体制必须要改革。如何改革?这就是一场新的中国经济发展历史阶段上的转折。好在这次两套班子同时启动, 军民兼容可以同向进行了。但路还非常长, 其中的许多问题还需要我们迎难而上。

当然更深层的还有利益的博弈。大家担心的是, 大飞机项目已经上升到国家重大科技专项的位置, 这就有了利益庞大的资金分配和行政审批。而且, 自主创新已经确定为国家发展战略意志, 这个项目更具有巨大的政绩投资潜力。有位航空工业系统人士悲观地认为“这是大飞机项目成为‘唐僧肉’的关键背景”。在这样的背景下, “军机”“民机”之争、“上海”“西安”之争、“干线”“支线”之争等多个方面就浮出水面。体制问题不解决, 如何协作?如何攻关?如何组织人才?如何引进技术?如何突破技术难点?如何分配经费?一系列的重大问题不能理顺, 中国的大飞机就不能真正起飞!

外部竞争风险

世界大飞机制造业的竞争空前残酷激烈, 这是我们制造大飞机工程不得不面对的现实。不管今天我们能够不能够, 也不管我们主观上愿意不愿意, 加入这个国际竞争承担其中的风险是一种必然的历史选择。

当今世界能制造大飞机的只有3家:美、欧、俄。这三家的代表产品是波音、空客与伊尔。中国决心加入世界大飞机的制造行列, 就不能不先看看这三方演义的战场, 然后选准方向奋力猛进。

在技术上波音公司遥遥领先。安全、舒适与服务是美国飞机制造公司的最终目标。你坐美国波音公司的飞机, 这些感觉会扑面而来。你驾驶波音飞机, 同样也感觉不一样。

因为波音公司的飞机设计师们, 最拿手的是想通过“人机环境”理念解决人性化问题, 这也许是其他飞机设计师们想做而难以做到的。

首先是驾驶舱机长与副驾驶的“环境”问题。近年来波音最前沿的技术项目是“飞行员外骨骼系统”的研究。传统的大飞机驾驶室设计, 作用在飞行员体内206块骨骼和163条肌肉上, 只是一般的“能舒适活动”的自然负荷设计, 而“飞行员外骨骼系统”却根据人的支撑的主躯干和股骨头的移动动作, 研制出一种可以穿戴式的人机共生的系统, 使飞行员随心所欲, 万里飞行而不感觉累。

虽然在世界大飞机的飞行人员中女性比例不高, 但这不妨碍波音公司建立男女通用的“人体建模软件系统”。这个系统允许用户建立任意尺寸和比例的人体, 并采用了男、女人体数据库, 其人体模型是用实体造型方法生成的。这样的设计结果, 能对大飞机座舱的可达域和视阈进行科学的综合评价, 为波音的各个机型的设计和改进提供了重要的依据。

波音公司还与美国阿姆斯特朗航空航天医学研究室合作, 用人机系统设计出一个仿真软件, 能提供20种常人体态、包含150多种用于手操作的工具库, 能在三维交互环境对生成的人体模型进行控制, 目前已被美国多家航空航天部门用来评价飞机座舱人机适配性。

如果你是驾驶员, 你当然想驾驶这样舒适的大飞机!同样的技术用在乘客的座椅上, 这种人性化的设计当然也是技高一筹。

难怪波音公司已经为全球145个国家的客户提供了产品和服务, 在全球70个国家以及美国48个州共有雇员近160 000名, 全球现役的波音民用飞机接近13 000架, 约占全球机队总量的75%。从2000年开始, 连续7年销售额都在600亿美元以上。

空客公司当然也是紧追不舍。以欧洲人的文明与技术, 当然不甘心让美国独霸大飞机市场。于是在1970年, 由法国、德国、英国和西班牙的宇航公司共同组建了空中客车工业公司。30年的不懈努力, 终于发展成为波音公司的主要竞争对手, 出现了波音公司在民用运输机市场份额不断被空客占领的局面。双方的仗没有少打, 在同时指责对方“不正当”竞争的进程中, 空客公司一天天壮大起来。

2003年空中客车在全球的交付量首次超过竞争对手, 跃居成为世界头号民机制造商。而且空客的发展规划也是雄心勃勃。欧洲空中客车集团的主要持股者——欧洲航天国防集团与英国航天集团共同宣布, 正式推动A3XX超大型客机计划, 并将飞机名称变更为A380, 同时, 德国也对该项目表示支持。如今, A380在400座以上大型客机市场上获得了89%的市场份额。目前空中客车公司有3架A380正在同时总装, 第一架已经正式投入商业运营。在中国的大飞机市场中, 空客的近百架飞机, 已经占领了三分之一的份额, 空客的近期计划是, 在5年内达到占领中国市场的50%以上。当然, 这还要看中国愿意不愿意。

市场背后是技术的支撑。大飞机的现代化水平越发展, 它的技术诸元、参数指标越复杂, 精度更高、时效更强、信息量就越多。传统的、分散的、孤立的仪表显示方法已经远远不能满足飞行的需要。空客在这方面的技术, 也让美国人吃惊。

读者知道, 一架普通的战斗机有80多个仪表, 而一架大飞机, 竟然可以达到200个仪表。实际上, 飞机的操作人员即使有三头六臂也很难把握这些大量而复杂的信息。空客在解决这个问题上下足了功夫。他们在美国人平视显示器的基础上, 集中了欧洲人机工效专家进行集体攻关, 成功地解决了操作员与平显系统信息交流最优化的选择问题。他们首先就要从视觉特征开始进入, 宽度不能超过视界, 否则要左右摆头;文本数据不能滚动得太快、也不能太慢;图像信号的亮度要和环境亮度相适应;声音信号的音色、音阶、音强要适度;还有一个问题是万万不能忽视的, 这就是要将最重要的信息突出地显示在最醒目的屏幕位置和最重要的时段上。所有这些都由人机工效专家精心设计, 一架空客大飞机就这样出现在世界市场上。

空中客车公司是一家真正的全球性企业, 全球员工约55 000人, 在美国、中国和日本设有全资子公司, 在汉堡、法兰克福、华盛顿、北京和新加坡设有零备件中心, 在图卢兹、迈阿密、汉堡和北京设有培训中心, 在全球各地还有130多个驻场服务办事处。空中客车公司还与全球各大公司建立了行业协作和合作关系, 在30个国家拥有约1 500名供货商网络。

空中客车公司已经售出了6 500多架飞机, 拥有大约270家客户/运营商, 自从1974年首次投入运营以来, 已经交付了4 400多架飞机。2005年, 空中客车公司的营业额超过了200亿欧元, 2006年, 在这个基础又加了几十亿欧元。空客公司目前已牢固地掌握了全球一半的民用飞机订单。2009年, 空中客车公司公然在我国天津的开发区落户, 明知这对于中国的航空工业是非常不利的一着, 但急于启动中国经济走出困境的中国政府也是不得已而为之。

在这些方面, 我们的邻居俄国公司难与匹敌。俄罗斯虽然是航空大国, 是欧美以外唯一可以独立制造大飞机的国家, 但俄罗斯的大飞机质量却远远比不上其他。特别是近十多年来, 俄航空工业每况愈下, 甚至陷入重重危机, 实际已经沦为二流航空之国。

看看生产情况, 已经可以了解一般。最近5年, 民用飞机制造部门实际上处于停滞状态, 每年干线飞机生产量不超过5架, 俄罗斯20多年前研制的大型客机图-204、图-214、图-334、伊尔-96等, 虽然当时在俄罗斯被称为最新一代大型客机, 但就其技术性能而言, 远不能符合现代化的要求, 所谓“最新一代”已名不符实。

因为俄罗斯大飞机制造业的信息化水平实在太低了。欧美等西方飞机采用了数字化控制系统, 波音和空中客车仅用两名驾驶员操控, 而俄罗斯飞机要用3名驾驶员。美国和欧洲飞机装备了完全符合环保标准的低噪音节能型发动机。而俄罗斯飞机发动机的噪音程度和大气层喷洒物均不符合国际标准。这仅仅是问题的一部分, 更为严重的是俄罗斯最新型飞机没有形成批量生产, 在最近几年里总共生产了20多架。一个牌子的飞机同时在不同工厂制造, 生产出来的飞机在工程技术、工艺要求及配套设施上完全不同。按俄罗斯国内用户的话说, 使用这样的飞机, 就好像坐在由工匠在隔壁车库里自己组装的汽车上一样。机械时代的做法与今天的体系集成思路已经相去甚远!

给中国人的印象, 好像是俄军用航空制造业的情况相对好一些。因为与民用客机不同的是俄罗斯战斗机在国际市场上暂时还具有竞争力, 比如, 苏-27、苏-30、米格-29歼击机, 中国、印度、马来西亚及其他亚洲国家都在踊跃购买。但这支持不了多久。根据美国分析家的预测, 到2012年俄罗斯歼击机在国际市场的份额将保持11%的水平。未来10年, 俄罗斯将向不同国家销售大约350架苏-27/苏-30家族的飞机, 金额115亿美元;70-80架米格-29飞机, 金额超过20亿美元。但是到下个10年中期, 俄罗斯第四代战斗机或者将被美国新型战斗机F-35, 以及从美国空军大量淘汰下来的旧战斗机F/A-18挤出国际市场, 或者以很低的价格抛售。因为在未来几年里俄罗斯不可能向市场推出第五代新型战斗机, 研制第五代歼击机计划至少要搁置两年以上。虽然苏霍伊设计局赢得了俄空军制造第五代歼击机的招标, 但时至今日也没从俄国防部得到新型战机战斗技术上的要求。

3年前, 俄总统监督总局对本国航空工业进行了检查, 并得出结论, 在不远的将来俄罗斯将完全丧失航空大国的地位。原因是到2010年约50%正在运行的民用客机使用寿命将到期, 而到2015年寿命到期的飞机将超过80%。目前飞机年更新率仅为飞机总数的0.3%, 以如此速度更换正在运行的飞机至少要用300年。然而俄国内航空公司需要200架新的干线飞机和300架新的区域型飞机, 不是300年以后, 而是2010年之前。按照俄专家的评估, 近期要补足民用飞机总量的空缺至少需要几十亿美元的资金。一个好端端的航空体系, 因为经济支持不足, 竟然落到这个地步!

当然, 根本还是技术问题。俄罗斯航空工业的工艺水平、安全性能及舒适程度不符合国际标准, 技术服务滞后, 购买俄国产飞机多数只能用于国内航线, 经济上不划算, 即使飞机价格便宜也引不起用户的兴趣。

俄罗斯航空工业的衰落已是不争的事实。航空业界对此忧心忡忡, 俄政府也并没有等闲视之, 都在从不同的角度尝试着把航空工业从泥潭中拖出来, 使之重新复苏。总之, 俄罗斯航空工业存在很多问题, 但是对此并没有一个简单的解决办法。随着国际航空市场竞争的日益激烈, 各航空企业领导自身也已经开始寻找途径, 以实现资金、生产工艺等方面的联合与合作, 并逐步融入国际航空大家庭。

面对这种残酷的外部竞争局面, 中国的大飞机工程如何吸收欧美经验并规避他们的锋芒, 接受俄罗斯的经验教训并有限度地进行合作, 都是我们在自力更生基础上必然会遇到的战略性选择, 其中风险与挑战可能将持续整修工程的全部历史进程。

市场风险

没有市场, 民用大飞机从开始就“死定了”。让我们看看当年光辉的俄罗斯, 今天就是因为没有民用市场, 才走到无法维持的地步。今天, 俄罗斯民用飞机在全世界的市场份额已经从25%下降到0.03%。2008年, 俄罗斯共生产了38架飞机和99架直升机, 其中干线飞机只有8架, 包括1架图-154、2架图-214、2架伊尔-96-300以及3架图-204飞机。

在历史上俄罗斯从前苏联继承了强大的航空工业体系, 从能力上说他们能够研制、试验及生产几乎所有型号的现代航空装备。但是它没有很好地利用这一资源。在本来就不处于强势的民用飞机领域, 由于一方面没有了国家订货, 另一方面又不适应市场经济, 使得从事民机开发的设计局和工厂都处于破产的边缘。

最重要的原因, 还是当年苏联长期实行的战时经济体制造成的。国家政策一直将民机制造业的发展置于次要地位, 造飞机的目的不是满足国民经济发展和提高人民生活水平的需求, 而更多考虑的是把其作为一种战略储备力量来发展, 因此民用飞机在设计理念与采用的标准规范上都“穿上军装”。有的民用飞机干脆就是从军用飞机改型来的, 苏联第一种喷气客机图-104是由图-16轰炸机改装来的。曾带着赫鲁晓夫出访美国的苏联第一种洲际客机图-114, 则是利用图-20战略轰炸机改装的。当时这种可以搭载220位乘客远航10 000千米的巨鹰频频造访世界各大航空港时, 全世界的人都为其庞大而雄健的姿容所折服。

但他们没有败在战场上, 却败在了“商场”上。由于苏联的民机工业从生产管理到销售、维护等各个环节大多沿袭着军机的发展模式, 与西方国家把民机作为面向全球市场的商品来开发的理念全然不同。理念上的差别决定了西方对民用客机在安全性、经济性、舒适性、环保性等方面提出的要求越来越高、越来越严, 而在这些方面, 苏联民机技术的差距与西方国家相比越来越大, 在市场营销、售前售后服务等方面也处于十分落后的境地。这样的后果就是俄罗斯的民用大飞机越来越“不入流”, 最后几乎完全被挤出了世界大飞机市场。

当然, 中国大飞机市场是全世界都看好的。目前, 在中国内地运营的863架飞机中, 有534架为美国波音飞机, 在中国的市场占有率是2/3。按照目录价格计算, 中国从美国购买飞机的总费用累计接近400多亿美元。空客公司决不善罢甘休, 他们说, “空客将以最进取的工作, 把目前21%的中国市场份额在最短时间内提升到50%”。

这是一场无声的战争。仅2005年, 中国各家航空公司就向波音、空中客车两家国际民机市场的垄断“寡头”订购了442架飞机, 目录价格高达2000亿元左右。2006年年底, 中国“一口气”与空中客车公司签署订购150架A320系列飞机的框架协议, 震动了全球航空界。与此形成鲜明对照的是, 2005年国内各大航空公司利润仅16.5亿元, 有的公司忙了一年, 甚至还不够买一架空客A380。尤为尴尬的是, 偌大的中国市场继续保持着中国自主技术大飞机“0”的记录。一时间, 中国民用航空市场俨然成了跨国飞机制造商的“狩猎场”。

竞争还能这样继续下去吗?有预测显示, 在未来10年内中国的航空动力将成倍增长, 近3 000架的民营航空大飞机将投入中国的干线运营市场;而在支线运营方面, 也更是十分广阔。这当然是中国发展大飞机的最大的国际、国内市场背景, 在国际金融与经济危机的状态下, 市场就是刺激经济的生命线。

全世界的航空市场, 已经是世界经济发展的一个重要领域。在2008年世界经济总量65万亿的份额中, 虽然总体上受经济发展速度的影响, 但航空市场的增量是最快的。在近期内, 仅是中国的航空市场, 就是一笔巨大的财富。中国的航空市场是全球发展最快的, 国内民航市场的快速成长、中国的人口数量和地形的广大, 都促使了对大飞机的需求, 而我国目前使用的大飞机多是由美国波音和欧洲空客制造的。有统计资料说, 从1972年开始, 中国民航累计购买和租赁经营的波音飞机共523架, 花费金额高达292亿美元。有人预测, 未来20年左右, 中国按目前的经济发展速度, 各航空公司还需要购买民用客机2 500架, 其价值超过2 000亿美元。如果加上军用大飞机的份额, 这个数字会更高。

更需要我们记住的是, 这仅仅是一笔一次性购买的费用。如果加上飞机全寿命期的维护管理费用, 这个数字恐怕还要增加一倍以上。

稳定自己的内需市场, 开拓竞争激烈的国际市场, 这可能是解决市场风险中最终的一种战略性指导方针。

军地兼容风险

这种风险在于我们的军民航空工业系统分而治之的传统。中国是人口、土地和资源大国。经过50年的建设, 航空工业的从业人员已达50余万人。改革开放以来, 我国的民航产业获得迅速发展, 增长速度一直居世界前列。从1978年到1999年, 民用航空运输周转量的增长速度是同期国民经济增长率的几倍。对中国这样的大国来说, 民航飞机一直从国外进口是不可想象的。因此, 无论对民航的发展, 还是对航空工业的进步, 我国民用航空工业的长远发展应当采取大国战略, 即航空工业应纳入国民经济的支柱产业行列。航空工业应在军用和民用飞机两大领域实现基本自给, 尽快实现从技术水平和产品产出上达到与美、俄、欧并驾齐驱。航空技术的特点是军用和民用兼备, 二者相互影响和促进。民机长期上不去也会制约军机的进步。与国际合作相比, 国内航空及相关部门的合作问题更加重要。目前有许多专业相同或相似的技术领域分布于军队与地方航空工业、航天工业、船舶工业、兵器工业, 部门内部也有技术性质相同或相似的建制, 所属不同的单位存在着人员分散、资金分散、相互封锁等问题。这对于促进国家整体技术进步是极为不利的。加速促进国内的技术合作是一项紧迫的任务, 也是一个十分困难的工作。就航空工业来说, 目前可行的道路是航空工业内将专业相同或相近的单位, 结合成跨地区的专业研究集团, 真正发挥整体优势。我国早期发展国防事业的有益经验之一是国内大协作, “大力协同”就是毛泽东的亲笔题词。现在看来, 过去那种大协作今天很难开展, 但航空工业内部的协作是完全可能的。这个风险与第二种风险交织在一起, 军民不兼容的本质也是一种体制问题, 必须上升到国家战略这个层面上认识与解决问题, 否则互相影响互相牵制的后果是:军机与民机互相拉后腿, 谁也难以走出历史的困境。

中航工业防务公司的组建是中国航空工业体制机制改革的重要组成部分。2008年, 按照党中央、国务院的战略决策, 中国航空工业实施了战略重组和体制改革。2009年1月6日, 中航工业防务公司第一届董事会第一次会议在京召开, 会议审议通过了公司组建方案和章程, 聘任了公司领导班子成员, 决定了公司的管理体制和组织机构等重要事项。3月初, 中航工业防务公司取得了营业执照, 完成了工商注册。但目前如何进一步走向既定的战略目标, 秉承“航空报国、强军富民”的宗旨, 努力成为世界一流的航空防务产品制造商, 问题仍然比预想的要多得多。在产业发展上, 瞄准世界先进水平, 全力做好战斗机、教练机、无人机和导弹武器的预研、研制、生产交付和售后服务, 满足我国国防建设和武器装备发展的需求, 还需要配合大型运输机、电子预警机、特种飞机的研制, 其能力与技术层面都面临重大挑战。

管理运营风险

制造大飞机本身也存在一个战略工程的管理问题, 但管理风险远不止于此。作为投资与技术风险巨大的大飞机工程, 其工程产品的全寿命周期管理, 也是我们必须解决的重大战略问题。在国防上, 大飞机的投入研制要与提高整体国防实力相适应;但在市场上, 运营问题却受到了诸多方面的限制。

2008年虽然国家层面上对交通职能的航空与水运、路运等进行了重大的体制改革, 但部门间的职能与责任仍然难以理清。这直接导致了航空等运输业的效益问题得不到有效保障。

大家都关注的是, 在国务院机构改革的同时, 地方政府机构改革也已全面跟进。在交通运输部组建近一年后, 我国新一轮行政管理体制改革正全面推开。在这轮政府机构改革中, “工业和信息化、人力资源和社会保障、交通运输等领域将率先起步。”但也只是停留在“改革机构的具体设置名称、排序、形式等, 不统一要求上下对口, 在条件具备的地方, 可加大机构整合力度, 撤并一些职能相近、相同的部门, 允许一个部门同上级几个部门对口。”而交通运输主管部门及其专业管理机构应当如何具体划清职权范围、政事分开、各司其职;而其内部的组织结构模式, 则如何体现为“横向部门制+纵向层级制”的直线职能制, 以职能定位为基础, 横向部门化设置机构, 纵向层级化界定权责等, 问题的解决难度非常之大。

在具体的航空业界, “政事不分”一向是制约我国航空发展的主要因素。目前地方交通运输行政管理体制的主要问题在于, 从行业的外部关系来看, 交通主管部门与政府其他行业部门多头行政、权责不清的现象比较普遍。不仅不同运输方式被普遍的分割管理, 而且在交通运输规划、投资、建设立项、运营管理等方面, 交通主管部门与其他行业主管部门也存在着许多职权交叉的情况。同时, 从行业的内部关系来看, 对横向部门管理的设置过多过细, 纵向层级间则边界模糊、结构复杂。目前, 我国交通运输业特别是航空业发展面临“量”增长和“质”提高的双重压力, 具有两个明显特征。一是仍处于大建设大发展阶段, 基础设施建设任务很重;二是逐步向现代交通运输业营运方面转型, 需要加快完善综合运输体系, 促进行业科学发展。

但我国尚处于市场经济完善时期, 政府主管部门不具备全面“公共服务市场化”的环境条件, 职能定位应是“掌舵”而不是“划桨”, 但在交通基础方面, 如机场导航等设施建设、养护领域引入市场机制, 却是改革应当坚持的方向。

看看我们航空运营企业的运营情况, 就说明大飞机市场与运营前途的担忧是不无道理的。中航集团成立于2002年10月11日, 是以中国国际航空股份有限公司为主体, 联合中国航空总公司和中国西南航空公司等企业, 组建的特大型国有航空运输集团。原国航大而不强:拥有总资产364亿元, 负债341亿元, 资产负债率为94%, 连续3年亏损, 累计亏损额达20亿元。原西南航总资产126亿元, 负债122亿元, 资产负债率为97%, 企业经营步履维艰, 亏损严重, 已濒临资不抵债的边缘。原中航总资产83亿元, 负债33亿元, 资产负债率为40%。2002年10月11日中航集团正式成立后, 通过采取由简到繁、先统后分、先包容后理顺的方式, 集团以机队和市场整合为突破口的主业一体化进程不断推进。2003年7月28日, 中国民用航空局 (Civil Aviation Administration of China, 简称“民航局”) 向新国航颁发了一体化合并运行合格证书, 中航率先成为民航企业联合重组后完成实质性一体化的航空公司。

以改制上市为契机, 从2005年3月开始, 国航全面启动了组织转型工作。国航启动的组织转型工作, 以组织机构重组为核心, 管理流程和业务流程再造为重点, 建立适应公司法人治理要求的以内部管控机制为目的, 涉及到国航战略、组织架构、管理和业务流程、人岗匹配、薪酬激励、绩效考核及企业文化等各个方面, 是对原有运营管理模式、员工观念行为和用人机制的重大变革, 是运营管理方式的根本性变革, 是一场真正意义上建立现代企业管理制度、关乎国航未来命运的革命。不可否认, 中航集团成立后, 不断明确航空运输业战略定位, 清楚提出国航“要做主流旅客认可、中国最具价值、中国盈利能力最强、具有世界竞争力的航空公司”四大远景目标。2008年国航品牌价值为302.12亿元;2007年最后一个交易日, 国航总市值达到2632亿元, 位居世界航空公司前列;但其运营成本居高不下, 虽然国航曾经连续7年有盈利, 但不幸的是在世界经济风暴冲击之下, 2008年的亏损却高达83亿元。2009年在实现赢利, 保证企业的稳定发展上, 中航集团营运上的策略挑战也是空前的。

大家也许都明白, 中国航空公司的根本问题不在资金而在管理。以新加坡航空为例, 尽管它只拥有100多架飞机, 而我国三大航空集团的机队规模加起来超过700架, 但是新航的利润却比三大航空公司利润总和还要多。美国的几大航空公司按人均比例, 一架在飞的大型机与航空公司的从业人员是1:67;而我们同样的比例却是1:176。这样的管理效率, 能不亏损吗?2008年度政府为保障国家大型航空公司的运营, 仅仅南航、东航就分别获得国家注资的30亿元与70亿元人民币。而此时的民营航空公司却已经难以为继了, 到2009年3月15日, 东星航空被中国民用航空局暂时停运。2010年初, 上海航空公司也倾向于与中国东方航空公司合并, 实际的资产核算等实际操作步骤也已开始。

在这些方面我们如何解决整个航空工业面临的巨大风险, 特别是在目前经济危机情况下, 不仅仅要从营运赢利方面找到更好的发展出路, 同时, 还要面对国际竞争, 国内市场, 大飞机自身的发展经费支持的问题, 这都将是难以解决但却不得不解决的难题。

中国航空界目前最担心的还有体制制约, 要发展民用大飞机, 现有航空工业体制必须要改革。

市场背后是技术的支撑。大飞机的现代化水平越发展, 它的技术指标越复杂, 精度更高、时效更强、信息量就越多。

当年光辉的俄罗斯, 今天就是因为没有民用市场, 才走到无法维持的地步。他们没有败在战场上, 却败在了“商场”上。

中国大飞机 篇9

关键词：Glare层板,力学性能,稳定性

Glare层板是由高强度铝合金薄板和高强度玻璃纤维增强树脂层交替层压而成的一种纤维增强金属材料。在20世纪70年代,荷兰Delft大学航空航天工程结构与材料实验室在Arall层板(芳纶纤维增强铝合金层板)的基础上,用高强度玻璃纤维替代芳纶纤维研究出Glare层板[1],它克服了Arall层板对缺口及冲击敏感的缺点,改善了双轴向受力疲劳性能[2]。Delft大学对Glare层板的制造[3,4]、加工、质检和维护[5,6]等进行了系统研究,并申请了多项发明专利。1987年10月AKZO公司获得了Glare层板的专利权,并于1991年与ALCOA公司合股对Glare层板进行商业化生产[7]。

Glare层板结构示意图见图1。Glare层板与铝合金相比具有更好的损伤容限(特别是冲击和疲劳)、更好的抗腐蚀性、更好的防火性能以及更低的密度。 尽管Glare层板的制造成本和复杂性高于铝合金板材,但是与金属结构相比面密度更低,使用寿命更长,服役期间检测和维护简便。综合对比可见,Glare层板是更便宜、更轻质、更安全的选择。Glare层板不仅可作为结构材料用作轻型飞机上的防爆容器、防火墙,还可用于耐压舱壁和货舱底板[8]。波音公司于1990年将Glare层板用于波音777飞机货箱底板,这是Glare层板的第一次商业化应用,与铝制货舱底板相比,减轻了23%。

波音及空客公司均于1993年研究将Glare层板应用于主机舱蒙皮,空客公司率先于2004年将Glare层板用作欧洲超大型双层客机A380整个上机身蒙皮、垂直和水平尾翼前缘(见图2),减轻800kg,并取得FAA和EAA全部适航认证证书,使Glare从实验室走向成功的商业应用,推动了Glare在全球范围的研究热潮,使其成为高性能低成本复合材料研究的一个重要课题。Glare层板在波音777及空客A380上的成功应用为此类先进材料在未来飞机制造中的广泛应用奠定了基础。

1 Glare层板的组成和分类

Glare层板的组成材料为铝合金薄板、玻璃纤维和环氧树脂。根据铝合金种类、纤维层铺层方向差异,Delft大学将Glare层板分为6大类,如表1所示。

表1中分类标准及编号方式为Glare 2B-4/3-0.4,其代指意义如下:每层铝薄板厚0.4mm,纤维/环氧树脂层数为3,铝板层数为4,铺层方向按照表1中Glare 2B定义。

标准层板中,当玻璃纤维方向与铝合金薄板碾压方向一致时,玻璃纤维的方向即定义为0°;当玻璃纤维方向与铝合金薄板碾压方向垂直时,玻璃纤维的方向定义为90°,以此类推。

Glare层板一般都采用2024-T3铝合金作为金属薄板,其基本的物理性能见表2。玻璃纤维一般用S2型,属于高强度玻璃纤维,单丝强度为4580～4890MPa;树脂为Fm94 epoxy邻甲酚酚醛改性环氧树脂,属于特种环氧树脂,具有低粘度、低挥发的特点,对纤维的浸渍性好,粘结性高,固化后有良好的耐腐蚀性能。单向纤维预浸料性能见表3。

注:L表示纵向,T表示横向

2 力学性能的评价

2.1 拉伸性能

利用数学模型可对纤维-金属层板的拉伸性能进行预测,其中M. S.pma[13]提出的金属体积分数 (Metal volume fraction, MVF) 的概念应用最为广泛,MVF值被定义为:

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式中:tal 为单层铝合金板厚度;tlam 为玻璃纤维铝合金层板厚度;p为铝合金板的层数。

在MVF基础上,预测Glare层板拉伸性能:

Elam=MVF×Emet+(1-MVF)×EFRP (2)

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式中:E为拉伸模量,σ0.2为拉伸屈服强度,σt为拉伸极限强度,lam 代表层板,met代表铝合金,FRP代表纤维增强复合材料。

国外对Glare层板拉伸性能的测试主要依照ASTM D3039[15]进行。图3为铝合金、纤维预浸料和应用于A380的标准Glare层板(Glare 3)的应力-应变对比曲线,可见由于纤维对金属层的支持作用,Glare层板可以将所获得的能量转化为塑性变形。

表4为室温下不同Glare层板的纵向和横向拉伸试验数据,可见Glare层板由于铝层的塑性在拉伸中通常表现出非弹性变形。由于玻璃纤维/环氧树脂层的弹性模量低,所以Glare层板的弹性模量或多或少都小于单一铝合金。即使Glare各层变形相同,材料的屈服度、极限拉伸强度等参数也有很强的方向性。

注:L表示纵向,T表示横向

对于单向纤维增强层板,Glare层板的纵向强度和模量由玻璃纤维层控制,而横向拉伸性能则由金属层控制[16]。由于玻璃纤维的拉伸强度高,导致单向纤维增强Glare层板的拉伸强度在纵向上明显高于铝合金,不过在横向上或多或少要低于铝合金。正交纤维增强层板纵向和横向性能相同,因此正交纤维Glare层板(如表4中Glare 3)在任一方向上的拉伸强度都优于铝合金。此外Glare层板的拉伸弹性模量相对较低,抵抗弹性变形的能力较铝合金有所降低,故其屈服强度一般稍低于铝合金。

2.2 压缩性能

表5为部分Glare层板在室温时的压缩性能数据, 可见其压缩弹性模量和拉伸弹性模量很相近,压缩屈服强度大多高于拉伸屈服强度,但差距不大;层板沿着0°纤维方向的压缩屈服强度比铝合金高。 除Glare 1外,其它Glare材料在横向的压缩屈服强度均低于铝合金[15]。尽管Glare层板的压缩模量低于整块铝合金,但是Glare层板在纤维方向的压缩强度却比铝合金的要高。 Glare 5的压缩屈服强度要明显低于其它种类的Glare层板,这可能是由于铺层结果中纤维层数比例过多所致。在压缩过程中,Glare层板的微观损伤主要通过电子显微技术来观察研究。图4是Glare层板压缩过程的微观结构照片,可见在压缩载荷作用下纤维/环氧层之间的损伤。图4(a)表明,铝合金层的抗力失效起因于纤维/环氧层的损伤,在压缩作用下,铝合金层与纤维/环氧层之间发生脱粘,从而使铝合金层发生大的弯曲变形,降低了整个层板抵抗变形的能力,因此层板压缩强度低于聚合物压缩强度。图4(b)是层板加压时纤维/环氧层内的分层失效照片,可见纤维/环氧层之间发生脱粘。两种脱粘模式相比,后一种脱粘对于层板的压缩强度的下降并不是致命的。

2.3 冲击性能

Glare层板因能够抵抗鸟类的撞击、冰雹袭击等冲击损伤,因此已作为A380的蒙皮材料。 Glare层板的抗冲击损伤性能的改善,主要得益于玻璃纤维有较大的破坏应变[22,23]。

铺层方式对Glare层板抗冲击能力影响较大,准各向同性的层板(如Glare 6)比正交铺层(如Glare 5)的层板有更好的损伤容限。 在所有的结构中,单向铺层层板的损伤容限最小[24]。 当Glare层板受到高速大载荷冲击而断裂时,冲击表面的铝层由于瞬间冲击力再加上弯曲挤压而断裂,内表面的铝合金层出现屈曲破坏,而冲击作用点反面的铝合金层发生塑性变形,厚度明显变薄甚至拉断,导致冲击断口处的纤维断裂[25]。

表6为Glare层板在不同的冲击力下的性能试验结果。由表6可见,Glare层板的耐冲击疲劳性能和残余强度要比单独的铝层板好;在相同条件下裂纹在铝板中萌生所经历的冲击循环次数比Glare层板要多,但是在铝层片中增殖的速度却很快,这导致了铝合金层板瞬间发生破坏性失效。

图5为Glare 5-2/1层板在不同冲击能量下内部损坏及残余强度曲线图[22]。由图5 (a)可见,(a1)在12.7J的冲击能量下,铝层没有产生明显的裂纹,层板内部发生的层间分层有助于吸收冲击能;(a2)在16.3J冲击能量下,外层铝合金层产生裂纹,纤维出现断裂现象且0°和90°纤维层间出现分层现象;(a3)表明层板在12.7J冲击能量下,纤维层可观察到明显的的损坏区。

2.4 剪切性能

飞机机身上出现剪切行为是由于弯曲和扭转。Glare层板在内部层片的剪切强度受纤维和基层之间的附着力的控制,同时也受剪切方向的影响。 在各种测定Glare层板剪切性能的方法中,Iosipescu平面剪切试验方法被大多数研究者所认可,ASTM D 5379[27]中对这种方法有详细的描述。

Glare层板剪切性能还与MVF相关,可先通过实验测定,然后建立数学模型进行预测。Hagenbeek M 等[28]对Glare层板的剪切性能进行预测,表明Glare3、Glare4A和Glare4B的剪切屈服强度(SYS)与MVF符合线性关系:

SYS(45°)=144.5+0.245×MVF

SYS(0°,90°)=15.7+1.542×MVF

上述关系式与实验值很接近,可用其设计预测层板剪切屈服强度。

表7是Glare4层板在室温时的剪切性能,可见各种Glare层板的剪切模量(G)和SYS都约为铝合金板(2024-T3)的50%。 分析认为有两方面的原因:① 由于Glare层板中的纤维层模量低且在受剪切时容易发生分层、层间剥落,导致层板的剪切强度下降;② 层板脱粘尤其是纤维复合材料层间脱粘后基本丧失了应有的剪切性能,加之玻璃纤维本身的抗剪切能力非常差,因而层板的剪切抗力主要由铝合金薄板承担,通常铝合金薄板的体积分数基本是整个层板的50%左右。

2.5 缺口残余强度

由于飞机结构件上不可避免地会存在几何缺口,如铆接和螺栓连接等附近的孔洞,因此缺口残余强度是飞机蒙皮材料设计时的一个重要的参数。影响Glare层板缺口残余强度的因素有各组成部分的体积分数和性能、纤维取向和缺口性质[30]。层板对缺口的敏感程度与纤维的断裂应变有关,Glare层板的缺口强度显著高于Arall层板和铝合金,这是由于与低断裂伸长率的芳纶纤维相比,玻璃纤维具有较高的断裂应变和高的极限强度。

缺口类型主要分为尖形缺口和钝形缺口,尖形缺口的应力比圆形缺口更集中,因此,可以预测销形缺口的残余强度要比圆形缺口的低。随着钝形缺口的变大,Glare层板的缺口强度也会变大,这是由于在纤维/环氧层中出现了静态分层,这种静态分层能平衡应力分布和延缓缺口附近的纤维失效[31]。

图6是Glare层板与2024-T3铝合金相比在铆钉连接处的残余强度曲线。由图6可见,与2024-T3铝合金相比,Glare层板经历循环应力作用后缺口残余强度的优势非常明显。

2.6 承载强度

Glare层板的承载强度也是层板在设计、应用过程中需要考虑的重要方面,Glare层板进行销连接、螺栓连接时,受到压缩、剪切等载荷作用,所以承载强度将直接影响到层板运行的可靠性。

理论模型也用来描述Glare层板受载时的内部塑性变形、分层及断裂等。假设层板中塑性和弹性承载刚度比率与金属和纤维相同,承载屈服强度(σby)和承载极限强度(σbult)的预测公式为[33]:

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式中:α为校正因子,指纤维和金属层的几何参数对承载强度的影响。

通常用两种方法对Glare层板的承载强度进行测试,一种是销形承载模型(ASTM E 238)[34],该模型没有横向限制;另一种是螺栓型承载模型(ASTM D 953)[35]。表8即是Glare层板室温下两种模型所能承受的σby和σbult。由表8可见,Glare层板在螺栓型承载模型中的承载强度要比在销形承载模型中高约20%。

一般认为,金属层在Glare层板的承载屈服强度和极限强度中起主导作用,纤维层由于剪切性能相对较低,所起的作用有限。影响Glare层板承载强度的因素包括:材料种类(纤维种类、树脂种类、纤维的定向性、层板堆垛顺序、纤维的体积分数和表面处理)、紧固因素(紧固件种类、尺寸、定位缺口的尺寸和公差)、设计因素(层板的厚度、几何形状、连接方式、加载方向和加载速度)等[31]。

2.7 疲劳性能

疲劳是材料在循环加载下,某点或某些点产生局部的永久性损伤,并在一定循环次数后形成裂纹、或使裂纹进一步扩展直到完全断裂的现象。与其它材料一样,Glare层板作为飞机蒙皮时,其疲劳性能尤显重要。裂纹起初产生于层板的外层,即铝合金层,进而在内层及背面层产生,逐步生长[1,22,23]。当层板被铆接成大片蒙皮材料时,铆钉孔洞周围会产生高的应力集中,铆钉周围所承受的拉力、挠曲力、铆钉承载力、摩擦力等联合作用于连接点处,在这个位置也非常容易产生裂纹[37]。Glare层板由于其原材料方面的良好性能及特殊的交替铺层结构,使其拥有优良的耐疲劳性能。

高强度玻璃纤维的热膨胀系数为4.8×10-6 /℃,芳纶纤维的热膨胀系数为-2×10-6/℃。与芳纶纤维相比,玻璃纤维更接近铝的热膨胀系数(23.8×10-6/℃)。 由于金属-纤维热膨胀系数之差与层板中残余应力呈线性关系,所以Glare层板固化后玻璃纤维层中产生的残余压应力较Arall层板中的芳纶纤维层要低得多。 Glare层板中的高强度玻璃纤维具有较好的压缩-拉伸疲劳性能,而Arall层板中的芳纶纤维在承受压缩-拉伸疲劳试验过程中很快引起芳纶纤维的断裂。

Delft大学和一些研究机构对纤维金属层板的疲劳性能进行了大量研究。在模拟机身加载条件下的疲劳试验中[38](见图7),通过对Glare层板、Arall层板与2024-T3铝合金之间的比较发现,铝合金的裂纹增长速率最快,而且在裂纹产生后随着应力的发展几乎呈直线增长,裂纹迅速增多,耐疲劳性能较差。 Arall层板中的芳纶纤维强度低,在裂纹增长过程中纤维容易过早断裂。Glare层板的裂纹增长很慢,其增长速率几乎是常数。 在实际加载条件下,纤维金属层板的裂纹增长速率只有铝合金的10%～1%。国外测定Glare层板裂纹增长率所依照的测试规范为ASTM E647-08[39]。

铆接Glare层板疲劳测试显示,裂纹在铆接点周围产生,但与裂纹在铝合金中沿厚度方向扩展不同,Glare层板在第一或第二层及其它铝合金层中产生,玻璃纤维层结构保持完整。从图6可见,在经历70000次高应力条件下疲劳循环后,Glare 3的残余强度明显高于铝合金,由此可见Glare层板在耐疲劳性能方面的优势。

3 稳定性的评价

3.1 环境耐久性

Glare层板的环境耐久性包括耐腐蚀性和吸湿性。 层板在使用过程中,由于外界环境复杂多变,空气中的湿气、化学污染等物质与材料表面发生化学作用或电化学作用引起腐蚀。 Glare的外层铝板相对容易被腐蚀,当腐蚀沿层板的厚度方向进一步发展时,纤维/环氧层可作为腐蚀的屏障阻止腐蚀的进行。 铝的腐蚀实验显示薄层 (0.3～0.4 mm)比传统的厚层(2～4 mm)有更好的耐腐蚀性能,薄铝合金的微观结构有更好的耐腐蚀效果[40],所以含有薄铝合金层的Glare层板在耐腐蚀性能方面也获得了良好效果。 用剥离腐蚀试验方法(EXCO,ASTM G 34)[41]对铝合金和Glare层板进行加速腐蚀试验,可见当Glare层板的外层铝合金被腐蚀掉后,纤维层起到了很好的阻碍腐蚀作用(见图8),表明Glare层板的抗腐蚀性能远优于传统的铝合金。 在实际应用时Glare层板使用的铝层板都作为阳极被极化,并且在其表面涂上了一层能抑制腐蚀的粘结剂,这样更加提高了Glare层板的耐腐蚀性能。

虽然纤维/环氧层吸湿性强,但在Glare层板中,铝合金层在外层的紧密包覆可以起到阻止纤维/环氧树脂层的吸湿行为的作用。 在常温下,湿度对Glare层板的影响相对较少。

针对Glare层板耐环境腐蚀性的研究,尤其是吸湿性,需要考虑很多的影响因素,如在不同温度对腐蚀性能的影响、静态和动态加载对腐蚀性的影响、高温高湿度条件和层板分层受损伤时的吸湿性研究等。 关于Glare环境耐久性还需要进行更多的测试。

3.2 阻燃性

Glare层板具有良好的防火性能。 当飞机在飞行过程中遇到意外事故时,旅客需要至少90s[32]的逃离时间。 Glare层板在1100℃火焰温度下进行10min燃烧试验的损伤结果表明[43],层板的外层铝合金(熔点稍高于500℃)被严重的熔化烧毁,纤维/环氧层暴露在火焰中,由于玻璃纤维的熔点较高,在1100℃仍保持完整,纤维/环氧层可以暂时作为屏障阻止火焰通过,使Glare层板在火焰中更耐久;同时由于粘结剂的碳化和分层的出现使层间出现了空气隔离层,更加提高了阻燃效果,未暴露在火焰中的剩余铝合金层和纤维/环氧层仍然保持完整和紧密,并仍然保持相对低的温度,层板的结构骨架免于瓦解。

若火焰温度为2500℃,对Glare层板和铝合金的烧毁时间进行测试,测试结果见表9。 可见在1mm左右的厚度下,Glare层板的烧毁时间比铝合金要高出十几倍,显示出优良的阻燃性能。 普通机身铝合金蒙皮结构的内部往往要专门增加一道防火墙,采用Glare层板就可以免除这种麻烦。

4 结语

(1)由于玻璃纤维的存在,Glare层板的拉伸、压缩及剪切弹性模量均比相应铝合金低,但在纤维方向上的拉伸性能、压缩强度明显高于铝合金,剪切屈服强度约为铝合金的50%;玻璃纤维较高的断裂破坏应变、高的极限强度,使Glare层板的缺口残余强度和抗冲击性能优于铝合金及Arall层板,准各向同性的层板(如Glare 6)损伤容限最高,正交铺层的层板(如Glare 5)次之,单向铺层层板的损伤容限最小;Glare层板在螺栓型承载模型中的承载强度要比在销形承载模型中高出约20%,金属层在Glare层板的承载屈服强度和极限强度中起主导作用。

(2) Glare层板的耐疲劳性能优良,纤维层可阻碍裂纹的生长,裂纹增长速率只有铝合金的10%～1%,裂纹在铆接点铝合金层萌生时,纤维层保持完整并减缓裂纹的扩展;且由于纤维/环氧层可以起到腐蚀和火焰渗透的屏障作用,赋予了Glare层板优良的耐腐蚀与阻燃性能,Glare层板在1100℃火焰温度下燃烧10min纤维/环氧层依然保持完整,在2500℃条件下的烧透时间也远长于相应的铝合金薄板。

中国大飞机 篇10

随着民用飞机的发展,飞机的安全性、经济性、舒适性等的要求越来越高,飞机的飞控、燃油、液压、航电等系统的设计精度也成为业界十分关注的一个问题。飞机系统在机体内部通过很多管路连接,这些管路必须能够承受飞机机体结构变形带来的影响。对于软管路,常用的做法是管路设计的时候预留管路长度,使管路处于松弛状态。对于硬管路,常用的做法是预留特殊的连接区,使硬管在此连接区可以自由滑动。两种管路的设计精度都依赖于机体机构变形后相对位移的计算精度。

现有机体结构相对位移的计算方法,基于机体结构有限元模型线性求解出的节点位移,工程应用中发现,该方法在大变形机翼翼梢部位的相对位移计算上与试验结果存在较大差别,本文从固支梁的经典算例着手,解释原有方法产生偏差的原因,并确定大变形下相对位移的计算方法。

1问题说明

计算图1所示的2个点变形前后的相对位移时, 常规方法是计算变形前后2个点的距离差,使用的计算公式为:

此算法在计算机翼翼梢处系统管路的变形时,出现管路变形量过大的问题,本文采用工字梁模型对此问题进 行说明 。 图2~3中工字梁 的总长度15 600mm,剖面参数为高600mm,缘条宽60mm,缘条厚5mm,腹板厚3mm,计算模型由26个梁单元组成,单元长度统一为600mm。材料为铝合金材料,弹性模量为72 000MPa,泊松比0.33。梁一侧固支,所有节点施加1200N的垂向载荷。

工字梁的变形如图4所示,所有节点只有垂向位移,工字梁自由端及邻近节点的位移分别为1900mm, 2010mm。依照常规的计算公式,两点的相对位移是35.69mm。两点的初始距离是600mm,线弹性条件下,伸长35.69mm时的应力为4283MPa,远远超过铝材的材料许用。因此,此方法计算的相对位移与真实位移存在较大偏差,其适用性需要进一步研究。

3偏差原因分析

图5是固支梁受集中载荷作用的示意图。作用点外侧的位移分布公式为:

自由端转角公式为:

与前文属 性相同的 梁 ,在11 400mm处施加20 000N的垂向载荷,变形如图6所示。

将工字梁的属性代入计算公式,可得到该梁在自由端处2个节点的位移及转角数据,与有限元解的数据对比列于表1中。

由表1可见,两种方法计算出的位移略有偏差, 相对误差约为0.26%,但是自由端处2个节点的位移差相等,都为101.12mm,自由端处的转角相等,都为9.65°,两种方法的计算结果可认为是一致的。

在101.12mm的位移差下,使用常规方法计算,自由端600mm长的单元上存在8.46mm的伸长,此伸长量等效于自由端处承受1015MPa的应力,而实际上该部位应力为0MPa。

分析发现,这种偏差产生的原因是,线性有限元分析是基于小变形,垂向位移的计算采用了小绕度假设,在这个理论假设下,工字梁只有垂向位移如图7所示。

本文计算的工字梁,变形较大,超出了小绕度假设的适用范围,继续使用此理论的方法时,就会出现图8所示的现象。工字梁自由端的2个节点A,B,变形前位于A0,B0的位置,工字梁受载后,平动位移会使A,B点位于A1,B1的位置,转动位移会使B点位于B2的位置,此位置下A,B点没有相对位移,与真实的状态相符。但在小绕度理论下,B点只能沿着垂向运动,在转动角度不变的情况下将位于B3的位置,B2与B3的距离是不真实的,是小绕度理论计算此问题的偏差。

4解决方案

小绕度理论下的位移计算偏差,是由变形时结构仅仅有垂向位移(忽略展向位移)引起的。现有飞机结构刚度状态下,机翼翼梢部位的大变形对应变的影响在工程误差范围内,对比试验结果,对结构部位的应变进行积分计算,可以得到准确的相对位移。

摘要：飞机系统管路设计时,需要计算机体结构变形导致的管路相对位移。常用的相对位移计算方法为求解计算部位变形前后的距离差,大变形情况下,此方法与实测结果存在较大的偏差。文章通过固支梁的标准算例,对此问题进行计算研究,分析偏差产生的原因,明确大变形下的相对位移计算方法,为工程设计提供支持。