C919圓滿完成商業(yè)航班首飛!新材料孕育航空產(chǎn)業(yè)鏈萬億元空間
28日上午10時(shí)32分,中國東方航空使用中國商飛全球首架交付的C919大型客機(jī),執(zhí)行MU9191航班,從上海虹橋機(jī)場飛往北京首都國際機(jī)場,開啟這一機(jī)型全球首次商業(yè)載客飛行。當(dāng)日12點(diǎn)31分,航班平穩(wěn)降落在北京首都國際機(jī)場,穿過象征民航最高禮儀的“水門”,受到現(xiàn)場熱烈歡呼。機(jī)上近130名旅客共同見證了C919圓滿完成首個(gè)商業(yè)航班飛行,標(biāo)志著該機(jī)型正式進(jìn)入民航市場,開啟市場化運(yùn)營、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展新征程。

28日12時(shí)31分,C919穿過象征民航最高禮儀的“水門”。新華社
C919客艙細(xì)節(jié)曝光
公務(wù)艙、經(jīng)濟(jì)艙段均選用完全自主研發(fā)的新一代國產(chǎn)客艙座椅。其中,8個(gè)公務(wù)艙座椅為全鋁合金框架結(jié)構(gòu),采用搖籃式設(shè)計(jì),后靠可達(dá)120度、前后座椅間距超過1米;156個(gè)經(jīng)濟(jì)艙座位設(shè)計(jì)采用3-3布局;C919客艙擁有2.25米的過道高度,旅客能感受到舒適的頂部和前方視覺空間。?
飛機(jī)客艙選裝了共20個(gè)12英寸吊裝顯示器,支持高清1080P電影放映,這也是東航單通道機(jī)隊(duì)首次引入1080P的節(jié)目裝載。東航還專門為C919拍攝了“國色染山河,目之所及皆美好”為主題的專屬航空安全須知視頻。
技術(shù)亮點(diǎn)
超臨界機(jī)翼:采用中國首次自主研制的超臨界機(jī)翼,既能適應(yīng)高速巡航飛行,又能保持較高氣動(dòng)效率。
先進(jìn)的“神經(jīng)中樞”:航電系統(tǒng)被稱為飛機(jī)的“神經(jīng)中樞”, C919航電系統(tǒng)做了大量改進(jìn)創(chuàng)新,通信、記錄、導(dǎo)航、核心處理、客艙、機(jī)載維護(hù)和信息系統(tǒng)等更加先進(jìn)。
飛行員視野更開闊:采用4塊大型風(fēng)擋玻璃(傳統(tǒng)為6塊),飛行員視野更開闊,流線型的設(shè)計(jì)使得飛行阻力更小更加省油。
乘坐更舒適:增寬3聯(lián)座椅的中間座位、采用下拉式行李艙設(shè)計(jì)……乘坐環(huán)境更為舒適。

高新材料
C919采用大量先進(jìn)的復(fù)合材料和第三代鋁鋰合金等,提高燃油效率和減輕飛機(jī)重量。根據(jù)介紹,由于大規(guī)模采用先進(jìn)材料,C919整體減重7%左右。
飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料化是飛機(jī)先進(jìn)性的重要標(biāo)志。
據(jù)悉,在 C919的“皮膚”上,第三代鋁鋰合金材料、先進(jìn)復(fù)合材料的用量分別達(dá)8.8%和12%。復(fù)合材料零件在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的比例越來越大,因此,C919被認(rèn)為“在中國材料領(lǐng)域具有里程碑式的意義”。
下面,我們就來看看↓↓↓國產(chǎn)大飛機(jī)C919的選材之道

▲復(fù)合材料在C919上的應(yīng)用情況
圖源:中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)官網(wǎng)?
01碳纖維樹脂基復(fù)合材料
?C919大型客機(jī)是中國首個(gè)使用T800級高強(qiáng)碳纖維復(fù)合材料的民機(jī)型號,占機(jī)身重量的11.5%。T800級材料也是目前國際上民機(jī)主承力結(jié)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛的復(fù)合材料,其強(qiáng)度、模量更高,韌性更強(qiáng),具備更好的抗沖擊性,拉伸強(qiáng)度和拉伸模量較T300提高50%左右。
C919上受力較大的部件,如后機(jī)身和平垂尾等都使用了T800級碳纖維復(fù)合材料。此外,發(fā)動(dòng)機(jī)采用了18片碳基復(fù)合材料制作的風(fēng)扇葉片。
據(jù)了解,空客A380客機(jī)的碳纖維用量約為15%,波音B787客機(jī)的復(fù)合材料用量達(dá)到50%,機(jī)體蒙皮結(jié)構(gòu)幾乎全是復(fù)合材料,空客A350XWB飛機(jī)復(fù)合材料的約占結(jié)構(gòu)質(zhì)量的53%。碳纖維國產(chǎn)化進(jìn)程持續(xù)推進(jìn),光威復(fù)材、中簡科技和中復(fù)神鷹近年來高端碳纖維產(chǎn)品收入增長迅速;預(yù)計(jì)C919量產(chǎn)后,帶來的碳纖維年消耗量為484.15噸,市場容量為1.1億元。?

02玻璃纖維復(fù)合材料
相比碳纖維復(fù)合材料,玻璃纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能稍低,但由于碳纖維介電常數(shù)較高,會(huì)影響雷達(dá)工作,C919大型客機(jī)的雷達(dá)罩使用了玻璃纖維復(fù)合材料。
另外一些受力較小的部件,如襟翼也使用了玻璃纖維復(fù)合材料。因?yàn)椴AЮw維復(fù)合材料成本比碳纖維復(fù)合材料低,在受力較小的部件上應(yīng)用,既可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求,又可以降低制造成本。?
03芳綸蜂窩材料
C919大型客機(jī)艙門和客貨艙地板使用了芳綸蜂窩材料,這是一種采用酚醛樹脂浸漬的芳綸紙制成的輕質(zhì)高強(qiáng)非金屬仿生芯材制品。
它模仿蜜蜂的蜂巢設(shè)計(jì),具有穩(wěn)定、輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)和很高的比強(qiáng)度,與泡沫芯材相比,它具有更高的剪切強(qiáng)度;與金屬蜂窩相比,它更加耐腐蝕。
同時(shí),芳綸蜂窩材料還具有高韌性、良好的抗疲勞性能和防火性能,是一種比較理想的民機(jī)復(fù)合材料。
04陶瓷基復(fù)合材料
陶瓷基復(fù)合材料是指在陶瓷基體中引入增強(qiáng)材料,形成以引入的增強(qiáng)材料為分散相,以陶瓷基體為連續(xù)相的復(fù)合材料,它具有耐高溫、耐磨、抗高溫蠕變、熱導(dǎo)率低、熱膨脹系數(shù)低、耐化學(xué)腐蝕、強(qiáng)度高、硬度大及介電、透波等特點(diǎn),在航空、航天等眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
C919的渦輪部件采用了陶瓷基復(fù)合材料。

05芳砜綸纖維

芳砜綸簡稱PSA纖維,由聚砜酰胺組成。其主要特點(diǎn)是優(yōu)良的電絕緣性和耐熱性;此外,阻燃性高,極限氧指數(shù)超過30%,耐化學(xué)穩(wěn)定性好,除了幾種極性很強(qiáng)的溶劑和濃硫酸之外,在常溫下對化學(xué)品均具有良好的穩(wěn)定性。
芳砜綸不僅可以制作多種耐高溫濾材和高溫高壓電器中的絕緣材料,而且還可加工成運(yùn)輸工具中的高級阻燃織物等。
據(jù)悉,C919機(jī)艙內(nèi)部首次啟用芳砜綸纖維制作椅罩、門簾,將使得飛機(jī)減重30公斤以上,每架飛機(jī)能夠節(jié)省超萬元成本。
06橡膠化合物
其實(shí)飛機(jī)輪胎所使用的材料與汽車輪胎基本相同,主要區(qū)別則來自飛機(jī)輪胎采用了更高強(qiáng)度的橡膠化合物,以至于飛機(jī)輪胎能被充氣到200磅/平方英寸的氣壓,這相當(dāng)于汽車輪胎氣壓的6倍,C919使用的就是來自米其林的Air X子午線輪胎。?
07碳碳復(fù)合材料
C919剎車盤使用的碳/碳復(fù)合材料,使用有機(jī)纖維編織碳纖維預(yù)制體,雖然編織難度大,但是形成的預(yù)制體強(qiáng)度要高得多。同時(shí),它還采用化學(xué)氣相滲透和液相浸漬復(fù)合的增密工藝,提高了材料的密度,使材料的高能剎車摩擦系數(shù)大大提升。
由于剎車盤屬于耗材,大約一兩千次起降就必須更換,使用國外進(jìn)口剎車盤費(fèi)用較高。在市場需求的拉動(dòng)下,國內(nèi)材料廠商紛紛開始研制民機(jī)碳剎車盤。
國產(chǎn)大飛機(jī)C919目前使用的是國產(chǎn)碳/碳復(fù)合材料剎車盤,其供應(yīng)商同時(shí)也為波音757、空客320等機(jī)型提供剎車盤。
國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)替代
正當(dāng)C919首飛進(jìn)行得如火如荼,國產(chǎn)航發(fā)CJ-1000A發(fā)動(dòng)機(jī)也成功進(jìn)行了飛行試驗(yàn),該發(fā)動(dòng)機(jī)專為C919飛機(jī)定制,噪音、排放和油耗都得到了優(yōu)化,比以往更低,這表明,國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)水平再一次實(shí)現(xiàn)突破,更重要的是打破了西方在航發(fā)關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域40多年的壟斷,為中國航空領(lǐng)域注入了一針強(qiáng)心劑。

能否打破雙寡頭的壟斷?
C919飛機(jī)成功投入商業(yè)運(yùn)營不僅令國人歡欣鼓舞,更是備受國際關(guān)注。不少航空業(yè)內(nèi)人士表示,C919飛機(jī)的入局將打破多年來的雙寡頭壟斷局面。當(dāng)前,C919飛機(jī)商業(yè)首航成功已是在民用航空領(lǐng)域向前邁進(jìn)了一大步,未來需要聚焦的是進(jìn)一步提升國產(chǎn)大飛機(jī)的國產(chǎn)化率,以及在國內(nèi)市場商業(yè)運(yùn)作成熟后,進(jìn)一步邁向全球。
《華爾街日報(bào)》分析認(rèn)為,未來20年內(nèi),中國市場或需要多達(dá)6,000架全新的窄體客機(jī),對于研發(fā)C919客機(jī)的中國商飛公司,其挑戰(zhàn)就是要迅速提高產(chǎn)能,盡可能搶占市場。相較他國飛機(jī)制造商,中國商飛憑借政府支持、充裕財(cái)力和規(guī)模較大的國內(nèi)市場,相信最有機(jī)會(huì)打破壟斷現(xiàn)狀。英國航空分析公司IBA估值主管約曼斯就解釋,“在起步階段,C919已經(jīng)配置了許多最先進(jìn)的技術(shù)?!?/strong>
英國《金融時(shí)報(bào)》去年底引述航空咨詢公司Cirium預(yù)計(jì),在向中國航企交付的所有窄體客機(jī)中,C919有望占據(jù)市場份額20%至30%。Cirium高級顧問埃文斯估計(jì)未來20年間,將有1,000至1,500架C919飛機(jī)交付給中國航企,“C919的中國市場占比或會(huì)高出預(yù)期,這取決于該款飛機(jī)能否提供可靠服務(wù),維持具有競爭力的成本水平?!?/p>
C919不只是一架飛機(jī),更是一個(gè)產(chǎn)業(yè)。C919大飛機(jī)將提速擴(kuò)產(chǎn)、全面轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)化,C919規(guī)劃未來5年,年產(chǎn)能計(jì)劃達(dá)到150架,現(xiàn)在已經(jīng)有1,200多架的訂單。通過C919的設(shè)計(jì)研制,我國掌握了民機(jī)產(chǎn)業(yè)5大類、20個(gè)專業(yè)、6,000多項(xiàng)民用飛機(jī)技術(shù),帶動(dòng)新技術(shù)、新材料、新工藝的群體性突破;
同時(shí),數(shù)字技術(shù)、智能裝備的應(yīng)用,又反哺國產(chǎn)商業(yè)飛機(jī)的設(shè)計(jì)研制和試飛試驗(yàn)。目前國際航空制造業(yè)市場,已形成以波音、空客為核心的兩條全球價(jià)值鏈??梢灶A(yù)計(jì),國產(chǎn)大飛機(jī)C919的商業(yè)運(yùn)營及產(chǎn)業(yè)化系列化,將為設(shè)計(jì)、制造、供貨商、培訓(xùn)、維修、航材等整個(gè)大飛機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈,注入更多預(yù)期增長空間,整體帶動(dòng)中國航空制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈升級,為國家高質(zhì)量發(fā)展帶來強(qiáng)勁動(dòng)力。(來源:香港文匯報(bào)、復(fù)材網(wǎng))
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