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大飞机C919首飞成功 探秘国产大飞机前世今生

2017-05-08 沈阳艺源艺术学校 阅读 1798

导语:新融街5月5日讯,今日天公作美,我国第一架大飞机C919在5月5日上海浦东机场首飞成功,据现场媒体报道称当C919展翅高飞的那一刻,全场人员欢呼雀跃,中国航天事业又上一台阶,C919大飞机是我国独立研制近9年的成果,虽然核心部件是进口,但是国产化已超过50%以上,中国多家著名的上市公司参与组装研发。此前来自中国工程院、中国科学院、民航局、中航工业、中国商飞等单位的25位专家,对C919大型客机首飞前飞机准备状态、试飞机组准备状态和首飞保障准备工作等进行了质询、讨论和全面审议。

  特别关注:中国大飞机C919副总设计师称随着中国经济的发展,以及物流等产业的快速发展,国内需求保守估计是2000架左右。他说,这其中或许存在变数,但2000架是保底的。

  图为C919大飞机经济舱,据新融街小编了解到舒适程度要远高于同款大飞机,搭载非常多的设备,具体信息还要消费者自己去体验了。

  图为C919大飞机驾驶室全景图,科技感杠杆的!应该是飞机中的劳斯莱斯幻影系列吧!!

  据悉,在C919起飞背后有个细节引人关注,那就是中国C919大飞机工程师到美国找专家进行咨询,拿着美元,按小时给这些专家付费咨询,其中的艰辛可见一斑!

  C919从正式立项到首飞,用了将近10年的时间。而从2002年6月14日,国家发改委正式批准新支线飞机项目立项,到2016年6月28日进行首次航线运营飞行,14年间总计有1.3万人参与了ARJ21项目;吸引了包括美国通用电气飞机发动机公司在内的19家国际知名系统供应商成为ARJ21的“风险合作伙伴”;是世界上试飞时间最长的飞机,6年中累计安全试飞2942架次,5258小时;历经54项美国联邦航空局MOA项目审查,制作了3418份符合性验证报告。

  曾在经典试验中遭遇失败

  创建于1965年4月12日的中国飞机强度研究所,具有代表国家对新研制和改型飞机结构强度进行鉴定和验证试验的职能,中国新研制飞机的每一张首飞通行证都是从这里发出的。

  著名的456机库是中航工业飞机强度研究所设在中航工业飞行试验研究院里的一个专门进行强度试验的机库,中国很多著名航空器的强度试验就是在这个机库里进行的,ARJ21-700飞机首飞前的准飞证也是从这里发出。

  2.5g是飞机在俯冲和突然拉升时产生的最大载荷(编注:飞机在空中飞行时,作用在飞机结构内、上的力,例如:空气动力、发动机推力、飞鸟和冰雹及砂石等外部撞击力,内部惯性力、阻尼力、弹性力、压力传递等都被称为“飞机载荷”),一般商用飞机在航线上飞行的时候是不会飞2.5g载荷,但是,适航条款规定必须承受2.5g的载荷,如果实验失败了,则意味着ARJ21-700飞机在弯曲的强度载荷上是不合格的,不能进行商业运营。

  飞机加载到85%,载荷在持续增加着,忽然间,中后机身段先是传来金属断裂的声音,紧接着龙骨梁的位置“嘭”的一声巨响,安静的456机库里就像响彻了一声炸雷,随后,紧绷在01架静力试验机上的钢索全部自动卸载,飞机向下一沉,上翘接近1.8米的机翼也瞬间回到了原位。

  在对ARJ21-700飞机的手册进行评审的过程中,成都航空公司对比使用空客飞机手册的经验,提出了6000多条的建议,这意味着ARJ21的某些维修方法不易操作,甚至个别维修方式需要更改。

  在很多航空业内人士眼中,成都航空与ARJ21—700飞机的联姻更多的是出于企业重组的需求。但在四川航空集团有限责任公司总经理隋明光看来,选择成为国产民机首家用户的意义在于参与民机战略上的合作,“我们肩负着为ARJ21飞机进行示范运营的独特使命,责任在于开拓国产商业飞机的市场价值。”

  2013年3月27日,ARJ21-700飞机102架机再次飞抵嘉峪关机场,这是102架飞机第四次再次执行大侧风试飞任务。在业内人士看来,自然结冰试飞与大侧风试飞是ARJ21-700飞机进行的最为艰难的两个试飞科目,因为这两项试验都对气象条件有着极为严格甚至苛刻的规定与限制。

  “我们需要的是垂直于跑道,同时不起扬沙,而且风速能稳定维持在23.5~28节次的大侧风。”作为总体气动专业的副总设计师,赵克良负责的科目总是与风险与艰难密不可分,“正是这些对于气象条件的苛刻规定与限制成为ARJ21-700飞机大侧风试飞的难度所在。”

  “虽然ARJ21-700飞机的使用限制在28节,但是经过四年的大侧风试飞,由于我们始终没有寻求到更为严酷的气象条件,ARJ21-700飞机的抗侧风能力,我们只演示到22节……”赵克良说。

  在ARJ21-700飞机大侧风试验队大队长祥升看来,尽管ARJ21-700飞机的大侧风试验仍然没有迎来真正意义上的成功,但是,四年的探索与实践无论是从试验的组织管理还是条款的验证方法上都为中国民机的研制积累了丰富而宝贵的经验。

  颤振试飞探索的是飞机的最大速度,而失速试飞则定义的是飞机的最小速度,一旦将这两个速度定义清楚,那么ARJ21-700飞机在包线内任何飞行就都是安全的。

  “失速试飞一直是商用飞机研制的难点问题,他的难度和复杂性在于:失速与深失速特性的研究与预测、失速和深失速的改出能力和方法以及失速保护逻辑的设计等问题。”上海飞机设计研究院的李栋成表示。

  失速,无论对于航空安全还是对于航空公司的盈利都至关重要,而商用飞机的失速试飞就是要确定飞机的失速速度,在飞机的安全性与经济性之间寻找平衡点。

  从2010年12月2日,ARJ21-700飞机进行第一次的自然失速试飞开始,到2012年12月27日,CAAC的局方审定试飞正式结束,ARJ21-700飞机的失速试飞整整历时两年的时间。受到失速保护系统供应商——美国RC公司的影响,ARJ21-700先后进行了四轮失速试飞,10多名试飞员与试飞工程师参与其中,甚至有人曾与死神擦肩而过,他们用8220次失速来寻找ARJ21-700飞机安全性与经济性的最佳平衡点。

  C919究竟安全吗,到底有多安全?

  罗翎(Jeff·Rollins):我相信它是安全的,我们竭尽全力在每一个环节上保障安全,它有全球通用、最高标准的设计和制造标准。

  向伟明:我们对取证后的C919的安全水平毫不怀疑。适航标准对同级别的飞机和不同的飞机制造商是没有区别的。当然,飞机交付客户后,还要遵循持续适航的标准要求进行妥善的运营和维护。

  仲安仁(Alan Jones):我们对C919有信心,C919的设计、制造、试验等每一个步骤都严格按照国际上有关民航安全的适航标准和规范来进行,要经过试飞和适航取证的严格过程。

  肖刚:有局方的把关,普通群众完全没必要对飞机的安全性担心。

  傅国华:C919一旦能飞,就肯定是安全的。而且目前C919上的一些试航标准高于波音和空客的适航标准。同时,中国民航局会本着对中国人民负责的态度对C919进行把关。

  有人说C919是中国人从国外买来零部件,只是装在一起罢了,没什么了不起,您怎么看?

  罗翎(Jeff·Rollins):恐怕没那么简单。飞机确实有部件是国外提供的,但中国商飞设计和研发了整架飞机,拥有品牌和自主知识产权。

  向伟明:这个观点是不正确的。世界上目前所有成功的飞机制造商没有一家自己同时在制造“核心部件”。譬如说波音、空客,和中国商飞一样,他们飞机的发动机、核心的航电设备,还包括起落架等等关键部件都是全球招标采购的。 通过全球招标,飞机项目保证采用了最先进并最具价值的核心部件,以确保飞机项目顺利推进并圆满交付。另外,像波音、空客一样,中国商飞要负责整个飞机系统集成的责任。这不是人们想象的简单的组装,而是众多复杂项目管理的集合,一个庞大的系统工程。

  仲安仁(Alan Jones):首先,现在是一个国际分工与合作的时代,如果每一个螺丝钉都是国产,现在已经不可能了,因为这是一个国际融合的时代,中国是世界的一部分,中国的飞机,以及中国的航空工业也世界的一部分。在全球范围开放式地寻找优秀供应商提供产品部件和服务,并由主制造商进行定义和集成的飞机,这才是我认为的“国产”。对整个飞机的定义和系统的集成能力是飞机制造商的核心竞争力,这个能力非常难得,一点儿也不简单,在具备此能力的情况下采购核心部件进行国际化协作是航空业的大势所趋。

  肖刚:大飞机刚起步,就像我国的汽车工业一样,都有一个循序渐进的过程。

  傅国华:飞机内看不见的东西才是核心,对C919来说系统集成就是核心,中国的自主研发突破也主要体现在这方面。各个供应商虽然提供了国际水平的产品,但如何把这些零部件集成起来,使其达到最佳效果才是关键所在。例如,相同材料在两间相同房间里装修,材料组合方式不同,两间房子装修出来的效果就会不一样。

  【市场热点】

  5大航空产业集群开万亿市场

  伴随重点产品的亮相,以及相关产业政策的出台,多领域、多层次的巨大需求,也使航空产业逐渐成长为有望突破万亿规模的重要产业。

  民航数据显示,截至2015年年底,我国年人均乘机次数达到0.32次,10年增长了167%。据波音民机集团中国市场执行总监霍达仁预测,未来20年中国的运输航空市场还需要7000多架飞机,将成为全球第一个超过万亿美元的市场。招商证券(15.670, -0.13, -0.82%)等券商研报则预计,到2030年,全球对C919所属的160座级单通道喷气客机的需求量约为14500架,而我国预计需求量约为2650架。按照中国商飞的预测,C919预计至少可销售2000架以上,按照每架5000万美元测算,C919的市场空间超过1000亿美元(约合6900亿元)。

  据介绍,目前C919已获得全球23家用户的570架订单。此外,航空发动机领域的市场前景同样不容小觑。国家制造强国建设战略咨询委员会公布的权威报告预测,未来十年,全球市场对航空发动机产品需求旺盛,其中涡扇、涡喷发动机的累计全球需求总量将超7.36万台,总价值超4000亿美元;涡轴发动机累计需求量超3.4万台,总价值超190亿美元;涡桨发动机累计需求量超1.6万台,总价值超150亿美元;活塞发动机需求量超3.3万台,总价值超30亿美元。同期,我国国内干线客机对大型发动机累计需求将超6000台,总价值超500亿美元。而随着低空空域的开放,对通用飞机的航空发动机需求也将随之放量。

  据国家制造强国建设战略咨询委员会介绍,启动航空发动机专项行动是推进我国航空发动机产业快速发展的重要推手,配合中国制造2025战略,“十三五”末我国航空发动机产业规模将突破700亿元,部分产品将打入国际市场;到2025年,产业规模突破1000亿元,产业有望进入世界第一梯队。

  多家券商研报还指出,航空发动机市场需求巨大,但目前世界上只有通用(GE)、普惠(PW)和罗罗(RR)三家公司有能力独立研制航空发动机。不过随着航空发动机专项启动,以及中国航发正式组建,我国航空发动机产业将加速发展,并有望在未来争取到一定的国际市场份额。

  【市场有多大】

  三大航去年签200亿美元海外购机合同 C919将改变局面

  展翅欲飞的C919无疑将改变我国主要航空公司飞机采购基本被空客、波音两巨头包揽的现状。那么,这一飞机采购市场究竟有多大规模呢?记者查阅三大航空公司(国航、东航、南航)年报及相关采购公告发现,仅以2016年披露的数据统计,三大航当年签下的新购机合同总金额已超过200亿美元(按目录价格)。

  具体来看,东方航空2016年新增购买合同包括:空客A350-900飞机20架,每架2.98亿美元,合计59.6亿美元;波音B787-9飞机15架,每架2.61亿美元,合计39.15亿美元。照此估算,东方航空2016年新增海外购机合同金额近100亿美元。

  据公告,这些飞机计划于2018年至2022年分批交付,主要是为实现公司远程宽体客机的更新换代,东航同时计划于2016年至2020年退出全部6架B767系列飞机,并计划退出12架A330系列飞机。

  不过,东方航空同时表示,空客和波音在A350-900和B787-9飞机交易中分别给予公司较大幅度的价格优惠,因此上述飞机的实际价格将明显低于目录价格。而这样的采购优惠在其他几大航空公司的采购中也都有所提及。

  中国国航及其控股子公司2016年新增6架B777-300ER及12架A330-300飞机订单,目录价总金额约50亿美元。此外,公司未来3年的飞机及相关设备的资本开支计划总额为678.51亿元,其中2017年237.27亿元、2018年248亿元、2019年193.24亿元。

  南方航空方面,公司今年4月底公告,将向空客购买20架A350-900飞机,计划于2019年至2022年分批交付,按每架约2.989亿美元的目录价格,总计约为59.78亿美元。此外,南方航空2016年披露的重大合同及交易还显示,公司及控股子公司厦门航空与波音签署的B787-9等飞机购买协议合计28架,合计金额超过50亿美元。

  【股市影响】

  国产大飞机四大行业受益逻辑:券商集中推荐16股

  从盘面上看,截至5月4日午间收盘,大飞机板块内个股普遍遭遇回调,国睿科技(600562)下跌3.82%,中航飞机000768)、洪都航空(600316),宝钛股份(600456)跌幅均超过3%,前一日强势涨停的博云新材(002297)当日午盘仅微涨0.35%。

  C919作为着眼于最主流的航空运输市场(150座级),按照国际主流适航标准和国际主流市场运营标准研制的干线飞机,受到国内外市场的关注。目前,C919大型客机拥有中国国际航空公司等23家国内外用户,订单总数570架,其中包括美国通用电气租赁(GECAS)等国际客户。

  平安证券曾预测,若以单价5000万美元/架计算,目前570架次的订单的总金额可达到285亿美元。未来随着C919进入正式量产,其市场容量有望超过1000亿美元。

  招商证券则发表研报认为,参考空客、波音和中国商飞的预测,未来20年市场空间约为8500亿美元,考虑维护升级的费用,总的空间将超过万亿美元。

  就A股投资逻辑来看,多家券商将目光聚焦四大行业:有色金属、军工、计算机、通信。澎湃新闻从四大行业中梳理出了机构推荐的16个重点标的。

  行业1:计算机

  中科曙光(603019):中科院体系稀缺上市公司平台,高端计算机一直是公司主营业务,占营收约77%。公司在为中航工业商发的仿真高性能计算平台上提供高性能计算多节点CPU+GPU硬件解决方案的同时,还较早建立远程CAD环境,实现显卡虚拟化及桌面虚拟化技术。我们预测公司2017-2019年EPS分别为0.47,0.63和0.88元。维持买入评级。

  旋极信息(300324):大飞机数据科技产品综合体,机载操作系统多达十几种,嵌入式系统应用广泛。公司为军民融合标的,在军工嵌入式系统测试有坚实基础,通过收购民品企业带动民用嵌入式设备领域。公司在嵌入式系统测试领域与航天两大集团、中航工业集团等各大军工企业保持良好的合作关系。同时税控业务将保持高速增长。Wind17-18年一致预期为7亿,9.6亿。

  行业2:通信

  海通证券指出,大飞机C1919首飞在即,飞机上定位导航采用北斗卫星导航系统,同时搭载了机载WIFI系统以及传统的机载通信电台等。目前我国北斗导航系统精度快速提升,同时产品成本已逐步下降接近GPS水平。

  此外,机载WIFI是此次大飞机的亮点之一,美国飞机市场已普遍配置卫星通信方式的机载WIFI,2016年8月天通1号成功发射,2017年3月31号正式运营;2017年4月,通信容量达20Gbps的中星16号发射成功,国内庞大的卫星通信市场正式开启。此外,大飞机首飞并逐步量产后,传统机载通信电台提供商有望从中受益。

  华力创通(300045):在北斗卫星导航领域,公司自主开发的具有完全自主知识产权的北斗/GPS导航基带芯片,填补了我国北斗卫星导航自主芯片在国防领域应用的空白。此前公司公布了与广东好帮手公司签订的1.82亿元的北斗合同,目前为止这也是上市公司在北斗民用领域最大的单体项目。

  北斗星通(002151):专业从事卫星导航定位产品、基于位置信息系统应用和基于位置运营服务业务,国内第一家获得中国北斗卫星导航定位系统授权分理服务单位称号的公司。子公司和芯星通已研制出了国内领先的基于北斗的导航芯片,但尚处于市场对接与推广的过程。

  合众思壮(002383):2014年,将推出基于北斗导航定位系统的高精度芯片板卡,拓展全球业务。2015年,计划建成基于北斗的全球高精度增强系统“中国精度”(ChinaCM),实现米级精度(1-2米)免费服务,2016年计划实现分米级精度授权服务,到2017年计划实现厘米级精度授权服务。

  中国卫星(600118):北斗一代终端占据50%左右份额,北斗二代多款地面终端产品完成研制工作。子公司航天恒星近日中标1.4亿元北斗二代区域导航城市应用项目。

  海格通信(002465):中标实施的广州公务车监控项目,是国内公务车首度使用国产导航系统的项目,也是北斗二号提出“军技民用”以来,首度落地的规模订单。公司目前已在部分省市入围了公务车的导航监控项目。

  行业3:有色金属

  海通证券有色金属分析师指出,先进材料首次大规模应用,上游原材料个股受益显著。C919大飞机是先进材料首次在国产民机的大规模应用,其中第三代铝锂合金材料、先进复合材料在C919机体结构用量分别达到8.8%、12%;钛合金和其他铝合金的用量也分别达到了9.3%和18%。另外,机舱内部将首次启用芳砜纶纤维制作椅罩、门帘,将使得飞机减重30公斤以上,每架飞机能够节省超万元成本。

  机身零部件国产化率提高,相关零部件供应商享受行业红利。博云新材与美国霍尼韦尔公司共同组建的合资公司将为C919大飞机独家提供机轮和刹车系统、刹车副、飞机轮胎。宝钛集团有限公司自C919大飞机项目启动以来,先后承担了国家Ti-3Al-2.5V(TA18)管材、热处理的Ti-6Al-4VEIL厚板、处理的Ti-6Al-4V合金型材、TB5板材工程化研制四个DK型号用材料研制任务。

  海通证券认为,上游原材料壁垒较高,竞争格局相对稳定,相关原材料上市公司和零部件供应商受益显著,海通证券主推相关标的为:

  博云新材(002297):主要从事军民用飞机粉末冶金和炭/炭复合材料刹车副、航天及民用炭/炭复合材料产品、环保型高性能汽车刹车片、高性能模具材料、军民用飞机机轮及刹车系统、粉末冶金专业设备等产品的研究、开发、生产和销售。多种机型航空刹车副已广泛应用于军民用飞机上,部分产品还出口东南亚、俄罗斯等地。

  宝钛股份(600456):公司专业从事钛加工业务,目前已经发展成为国内规模最大钛材加工企业。公司所生产钛材产品广泛应用在化工、建筑、航空航天、舰船、医疗等领域。

  西部材料(002149):形成了以钛产业(含钛及钛合金加工、层状金属复合材料、稀有金属装备及管道管件制造等)为主业。产品广泛应用于航空、航天、航海、信息、电子、能源、环保等国民经济重要领域。

  行业4:军工

  招商证券军工行业首席分析师王超指出,飞机的价值构成,机体占 30%,动力系统占 20%-25%,剩下的机载部分,机电和航电都可能占到 15%-20%。售前和售后维保,军机是 1:1,民机是 1:0.8。主要把产业链分三个层级:

  一是处于金字塔顶的整机集成商,全球双巨头垄断,国内中航飞机独家垄断。今年运-20 的交付预示着大飞机组装厂家的业绩拐点。

  二是系统级供应商,包括发动机、机载系统。系统级供应商在关键系统设计上具有技术壁垒,长期内维持寡头垄断。我们推荐中航机电、中航电子、中航动力和航天电子。

  三是最上游原材料。原材料在军工行业的贡献率在提高,随着技术壁垒的提高,军工巨头在原材料领域布局并不强,有实力的民营企业在原材料领域可以发展起来。

  中航飞机(000768):公司是我国军机生产企业唯一的上市公司,2008年初资产注入后,公司形成了完整的飞机制造产业链,完成了从飞机零部件制造商向整机制造商的转变。

  中航机电(002013):公司作为国内航空机电系统的龙头,在大飞机项目及新一代战机中价值占比将进一步提高,充分受益于航空装备的发展。

  中航光电(002179):为国产大飞机提供连接器等。公司为国产C919大飞机提供集成设备安装架、系统支架和连接器等产品,是其综合设备柜的唯一供应商。中航光电主营电连接器、光器件和线缆组件的研发、生产和销售。

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