航空产业园
航空产业园是结合飞机制造业及相关产业链对生产、研发、运输等环节的特殊要求,通过全面提升航空系统集成能力,形成完整的航空产业体系及相对集聚的航空制造业集群。建设以飞机生产、加工、研发以及相关配套产业为主导的高新技术产业园区。
航空产业园的相关概述
航空产业园的定义
航空产业园是结合飞机制造业及相关产业链对生产、研发、运输等环节的特殊要求,通过全面提升航空系统集成能力,形成完整的航空产业体系及相对集聚的航空制造业集群。建设以飞机生产、加工、研发以及相关配套产业为主导的高新技术产业园区。
航空产业园产业结构
航空产业园产业结构以飞机总装、飞机发动机总装、飞机零部件生产以及飞机设计研发机构等形成航空生产体系。在产业结构上以各航空产业板块形成各自较为完善的航空生产体系。且相对比较集中,自主配套率较高。
航空产业园是以飞机生产制造为主轴,带动零部件加工、改装维修、机载设备、航空新材料、航空旅游和航空教育培训等产业,重点建构由主干产业、分支产业和配套产业构成的产业发展结构。
航空产业园政策环境分析
《机械基础件、基础制造工艺和基础材料产业"十二五"发展规划》解析
《中国民用航空发展第十二个五年规划》解析
《民用航空工业中长期发展规划(2013-2020年)》
2013年5月23日,中国工业和信息化部发布了《民用航空工业中长期发展规划(2013-2020年)》,明确指出了我国民用航空工业的发展现状和面临形势,在此基础上提出了指导思想、基本方针和发展目标,并就重点的领域和任务、重大工程和计划以及相关保障措施做出部署。
其中,重点领域和任务含七大模块:1)加快民用客机产业化进程;2)积极发展通用航空产业;3)推动航空发动机自主发展;4)加快发展航空设备、系统及相关产业;5)优化航空工业布局;6)大力推进科学技术进步;7)加强基础设施和能力建设。重大工程和计划含四项重点内容:1)大型飞机重大专项;2)支线飞机和通用飞机产业化工程;3)民用飞机产业化基础支持计划;4)航空质量提升计划。
航空产业园发展层次分析
纵向产业链的构建
通过产业上、中、下游的纵向积聚形成产业链,进行产业链的构建、延伸从而形成企业聚集。航空产品的顶层设计能力来源于自主设计飞机的实践,只有获得顶层设计能力才能成为航空工业价值链的顶端系统集成企业,成为工业领导者、获得最高的价值。不论航空项目基地建在何地,都应以航空产业飞机制造中的主机厂企业为核心,组建集研发、设计、制造、试验、营销、服务一体化的独立经营的、总集成的公司。
以西安阎良为例,在现有体系基础上,主体产业链可以分解为飞机的研发、设计、制造、试验、营销、服务。其中航空产业的重点是制造飞机的整机制造,这里的整机制造是从知识产权的角度理解的整机制造而非制造力角度的整机制造,这也就意味着阎良航空产业园区的发展更多的是:龙头企业只完成设计、集成和营销等核心价值环节,而将飞机制造的流程实行分工外包。例如阎良航空基地可以在强化园区内西飞国际等核心企业的能力提高的同时,发展机翼、机身、尾翼和起落架、飞机的动力装置、飞机飞行控制系统、航空仪表、航空电子系统及其它系统等部分的生产制造。
业务分包是现在航空航天产业链上发展企业的主要途径,高集聚度产业园有利于航空产业价值的发现和深化,通过专业化的生产,更有利于技术的提高,有利于产业链的创新。譬如,发动机的生产可以向"新概念发动机"的理念发展,可以在材料中植入敏感元件、控制系统、射频发射或其它执行元件以发展智能机构在航空器中的大量应用,还有光传电动操作系统、新型航空燃料、新概念飞机的研制等等。
除了业务外包形式的产业链发展,航空产业的发展还可以向下游延伸--开发航空服务业和航空休闲体育。例如阎良航空产业园区的飞行俱乐部,教授飞行课程的学习和训练,会员通过各项考试后,即可成为中国私人飞行驾照的持有者。此外,阎良还开辟了沿园区中轴线布局的航空科技走廊,沿航空科技走廊两侧,规划了航空科技馆、航空英雄广场、航空技术体验馆和航空会展中心。延伸航空产业链还可以表现在发展航空运输业、航空旅游业和航空维修业。
特别是航空运输主业为中心的一体化经营已成为全球各航空公司发展的潮流,加速由单一航空货运向运输、仓储、装卸、加工、包装、配送、信息处理等综合一体化服务的物流转型。开展航空旅游可以朝多个航空公司结盟与旅游机构建立互联网站的方向发展。而维修产业已成为民航业中的一个新的利润增长点。航空维修包括大修、中修检修、特殊修理、定检、特检延寿、改进、改装等几种形式,航空维修业更可以细分为三个部分发展,包括机载设备维修、飞机机体维修和发动机维修。
序号 | 实验室 | 序号 | 实验室 |
1 | 高速高雷诺数气动力 | 26 | 火力控制系统 |
2 | 低速增压风洞 | 27 | 机载与弹载计算机 |
3 | 计算流体力学 | 28 | 航空火力与指挥控制系统 |
4 | 翼型叶栅空气动力学 | 29 | 航空制导武器 |
5 | 空气动力数值模拟 | 30 | 航空电子系统综合 |
6 | 直升机旋翼动力学 | 31 | 飞行控制 |
7 | 直升机旋翼 | 32 | 惯性技术 |
8 | 高速水动力 | 33 | 高性能电磁窗 |
9 | 航空发动机高空模拟 | 34 | 全机电磁兼容 |
10 | 航空发动机气动热力 | 35 | 航空电子 |
11 | 航空发动机动力传输 | 36 | 航空救生技术 |
12 | 航空动力控制系统 | 37 | 航空机电系统综合 |
13 | 航空发动机离心压气机 | 38 | 航空电源 |
14 | 全尺寸飞机结构静力/疲劳 | 39 | 动态测试与校准技术 |
15 | 航空噪音与声音疲劳 | 40 | 航空综合环境 |
16 | 智能材料与结构 | 41 | 无人机先进布局和控制 |
17 | 先进复合材料导 | 42 | 航空可靠性综合 |
18 | 先进高温结构材料 | 43 | 民用飞机燃料安全性综合 |
19 | 凝固技术 | 44 | 航空总体论证仿真 |
20 | 空间材料科学 | 45 | 歼击机综合仿真 |
21 | 超精密加工 | 46 | 飞行仿真 |
22 | 高能束流加工 | 47 | 先进仿真技术 |
23 | 航空精密加工制造技术 | 48 | 航空电子系统射频综合仿真 |
24 | 数控制造技术 | 49 | 航空软件开发环境 |
25 | 航空连接技术 | / | / |
横向产业链的构建
航空产业横向产业链主要指沿着产业链的形成为链上企业提供装备、部件等的横向聚集。航空产业体量大、产业链长,其"龙头"的整机制造必然为部件和零件提供市场,带动部件及零件生产。
1、电子工业
振兴装备制造业十六个重大专项中,第一项就是"核心电子器件、高端通用芯片及基础软件"。近年来,我国的电子工业取得了巨大进步,国产航空电子系统已经越来越成熟。电子设备占飞机总价的30%以上,如果民族电子工业不能振兴,大飞机对电子工业的拉动作用就极为有限,甚至会变成外国产品组装线,产业升级和国家安全更是无从谈起。
《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》和《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中都明确指出,重点发展高档数控机床、重大成套技术装备、关键材料与关键零部件等重大专项。航空航天工业产品零件的特点是耐高温、高强度、难加工,同时合金材料和复合材料多、复杂结构件多、工艺要求高。大飞机的梁、框、肋和壁板的毛坯所用的板材或锻件,都是重则几百公斤甚至数吨的大块头,得用重型、超重型机床加工。毛坯75%-95%的材料都得被车磨镗铣掉,因此需要大型、高速、精密、多轴的高性能数控落地铣床、加工中心、大型五面加工设备(已研制)、主轴AB主轴摆动的五轴立式加工中心(已研制);发动机机匣加工需要用精密加工中心和坐标镗铣加工中心;发动机涡轮叶片和叶轮加工需要用五轴立式加工中心(已研制)、五轴高速龙门铣床等关键技术设备;还需要大量高刚性、高效率的专用机床和柔性自动生产线。
除了机床之外,国产的多通道模块化数控系统可同时实现铣、磨、钻等16个以上工序的加工及动作,特别是一次装卡技术极大地提高了工件加工精度。而以前国内生产的五轴联动数控系统,只能同时完成一个工序的加工。机床行业不仅要为飞机制造厂设计、制造、安装机床、柔性生产线和加工中心,还要争取为飞机制造厂提供咨询建议、设备成套、工程承包和交钥匙工程等一揽子服务。因此,大飞机制造给了机床工具行业难得的发展机会,机床行业将借此完成产业升级。
大型模锻液压机是关系国家安全、经济发展的战略性设备,也是航空制造业的基础性设备。由于相关设备已经具备,目前最重要的是技术和工艺问题,这也是我国锻件及产业能否升级的关键之一。我国的特种钢、高硬度铝合金、钛合金、镁合金、钨铜合金等材料的发展基本成熟,而大飞机项目的展开为我国钢铁和有色金属行业提供了"用武之地"。
航空业中的众多金属中,钛和钴是最重要的,当今,钛合金用量占飞机结构重量的百分比已成为衡量飞机用材先进程度的重要标志之一,其中钛合金占F-22战斗机机体结构重量的39%;美国C-17大型军用运输机的钛用量占全机材料重量的10.3%(钛零件总重6.8吨);空客A380的;钛合金用量10%;波音787;钛用量15%;空客A350的;钛合金用量9%。钛合金在国外民用飞机上的用量也随飞机设计和性能水平的提高而不断增加。
(1)复合材料
在飞机、发动机结构材料家族中,复合材料是一位新成员。日本于1959年首先发明了聚丙烯腈(PAN)基碳纤维,并于20世纪60年代初将其投入工业化生产;70年代中期以碳纤维为增强相的先进复合材料诞生。航空用的复合材料种类不少,其中的绝对主力就是树脂基碳纤维复合材料。因为碳纤维是目前已知的比强度、比刚度最好的材料。它比铝还要轻,比钢还要硬,其比重是铁的四分之一,比强度是铁的十倍;而且化学组成非常稳定,还具有高抗腐蚀性,适用于航空和航天飞行器。
复合材料应用于飞机最主要受力部件机翼、机身等,如波音公司的B787"梦想"飞机,代表了飞机结构复合材料化的发展趋势。波音787飞机共使用复合材料50%,超过了铝、钛、钢金属材料的总和,主要应用在机翼、机身、垂尾、平尾、机身地板梁、后承压框等部位,是第一个采用复合材料机翼和机身的大型商用客机。
(2)通用部件
在通用部件方面,如液压系统的机电液一体化机械、油气管道、阀门、密封件、轴承、气动元器件等等,大飞机对这些产业的推动作用也是难以想象的。目前我国的这些行业基本都是中低档产品当家,高档产品极其欠缺。特别是旋转机器的"心脏"--轴承。
仪器仪表属于高科技行业,大飞机需要大量的仪器仪表。由于仪器仪表属于高科技行业,研制活动需要大量资金而且风险高,因此急需国家支持。发电机、油泵、电缆等电气产品,目前基本上还是由航空体系内的厂家制造。
具体内容详见前瞻产业研究院发布的《中国航空产业园运营模式与投资战略规划分析报告》。
中国重点建设航空产业园
西安阎良国家航空高技术产业基地
珠海航空产业园
北京航空产业园
长春航空产业园
沈阳航空高技术产业基地
天津滨海航空城
南昌航空工业城
株洲航空城
宝鸡航空装备产业园
成飞航空高科技产业园