解讀2015年航空制造業(yè)的大事件

寂靜天花板

無(wú)人機(jī)研制生產(chǎn)
無(wú)人機(jī)發(fā)展的初期是為了純粹的軍事用途,，上世紀(jì) 80 年代,，民用無(wú)人機(jī)開(kāi)始嘗試應(yīng)用,，主要用于噴灑農(nóng)藥,、森林防火,、地震災(zāi)害評(píng)估等領(lǐng)域,。近10年來(lái),，隨著無(wú)人機(jī)移動(dòng)終端的興起,，芯片、電池,、慣性傳感器,、通信芯片等產(chǎn)業(yè)鏈迅速成熟、成本下降,，使智能化進(jìn)程得以迅速向更加小型化,、低功耗的設(shè)備邁進(jìn)。如果說(shuō)硬件成本下降解決了無(wú)人機(jī)“身體”的問(wèn)題,，那么飛控系統(tǒng)開(kāi)源化的趨勢(shì)無(wú)疑是解決了無(wú)人機(jī)“大腦”的問(wèn)題,，從此無(wú)人機(jī)不再是軍用和科研機(jī)構(gòu)的專利，全世界的商業(yè)企業(yè)和發(fā)燒友都加入了無(wú)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的大潮中,，引爆了民用和消費(fèi)無(wú)人機(jī),，帶來(lái)了大眾消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)的興起。
根據(jù)美國(guó)消費(fèi)電子協(xié)會(huì)預(yù)測(cè),，2015年全球民用無(wú)人機(jī)銷量將達(dá)到40萬(wàn)架,，銷售額達(dá)到1.3億美元,。目前，我國(guó)約有170多家單位在生產(chǎn)無(wú)人機(jī),，未來(lái)整個(gè)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)的規(guī)模將超過(guò)千億元,，無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，未來(lái)飛入千家萬(wàn)戶,，已經(jīng)是不爭(zhēng)的事實(shí),。
工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用
機(jī)器人產(chǎn)業(yè)已成為如今最熱門的話題之一。習(xí)近平總書(shū)記曾形容機(jī)器人是“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”,，其研發(fā),、制造和應(yīng)用是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。工業(yè)機(jī)器人自上世紀(jì)60年代興起,，目前占全球機(jī)器人市場(chǎng)總額的80%,，主要服務(wù)于集成組裝。數(shù)據(jù)顯示,，我國(guó)既是最大的工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)國(guó),，也是最大的工業(yè)機(jī)器人需求國(guó)。但目前我國(guó)機(jī)器人應(yīng)用量仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家,，機(jī)器換人還有著巨大的潛力,。
12月發(fā)布的《〈中國(guó)制造2025〉重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線圖（2015版）》，明確將工業(yè)機(jī)器人作為重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象之一,，要求圍繞汽車,、機(jī)械、電子,、危險(xiǎn)品制造,、國(guó)防軍工、化工,、輕工等工業(yè)機(jī)器人,，積極研發(fā)新產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化,、模塊化發(fā)展,，擴(kuò)大市場(chǎng)應(yīng)用。目前,，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所研制的工業(yè)機(jī)器人和AGV自動(dòng)導(dǎo)引車,、求援與反恐移動(dòng)機(jī)器人、五自由度高壓水切割機(jī)器人,、激光加工機(jī)器人等多項(xiàng)成果,，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮了不可替代的作用，創(chuàng)造了我國(guó)機(jī)器人事業(yè)的多項(xiàng)第一,；哈爾濱工業(yè)大學(xué)的機(jī)器人技術(shù)不僅在各地被采用,，而且在航天領(lǐng)域取得突出應(yīng)用成果,；中廣核公司研制的多項(xiàng)核電站機(jī)器人也在核電建設(shè)中被成功應(yīng)用。沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司作為國(guó)內(nèi)機(jī)器人自動(dòng)化領(lǐng)域的龍頭企業(yè),，全球排名前三,，具備了一定的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，潔凈（真空）機(jī)器人多次打破國(guó)外技術(shù)壟斷與封鎖,，大量替代進(jìn)口,。新型直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)與動(dòng)力傳輸系統(tǒng)無(wú)軸承旋翼是第四代直升機(jī)的重要標(biāo)志之一，該技術(shù)大幅度簡(jiǎn)化了直升機(jī)旋翼連接部分的結(jié)構(gòu),，采用復(fù)合材料取代了傳統(tǒng)旋翼上的軸承部件,，具有操縱功效高、敏捷性好,、可靠性高,、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，是旋翼技術(shù)的主要發(fā)展方向之一,，國(guó)際上許多先進(jìn)直升機(jī)都采用了無(wú)軸承旋翼構(gòu)型,。
6月，安裝無(wú)軸承旋翼的直11型驗(yàn)證機(jī)懸停飛行取得成功,，標(biāo)志著中航工業(yè)直升機(jī)所完成了國(guó)家863課題規(guī)定的裝機(jī)考核,，無(wú)軸承旋翼研發(fā)獲階段性突破。
綠色航空制造技術(shù)
綠色航空旨在滿足人類對(duì)綠色出行,、生態(tài)發(fā)展的需求,，運(yùn)用新能源,、新技術(shù),，減少排放、提高效率,，符合創(chuàng)意經(jīng)濟(jì)以人為本的理念,。航空工業(yè)不僅產(chǎn)品附加值高，單位產(chǎn)值的能耗和排放也遠(yuǎn)低于其他制造業(yè),，是先天的綠色產(chǎn)品,，還可以通過(guò)顯著的帶動(dòng)作用和輻射效應(yīng)，有效促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí),，降低整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系的能耗和污染水平,。
中航工業(yè)秉承“綠色發(fā)展、和諧發(fā)展”的理念,，以節(jié)約資源和提高資源利用率為核心,，構(gòu)建綠色發(fā)展和環(huán)保節(jié)能的長(zhǎng)效機(jī)制。中航工業(yè)建投“互聯(lián)網(wǎng)+能源管理”商業(yè)模式于互聯(lián)網(wǎng)（云計(jì)算,、大數(shù)據(jù),、物聯(lián)網(wǎng)）等信息化技術(shù),，構(gòu)建線上能源管理系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上建立區(qū)域性維護(hù)運(yùn)營(yíng)體系,，提供專業(yè)化的能源管理服務(wù),，不僅緊跟國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，把握時(shí)代脈搏,，更從實(shí)操層面為助力國(guó)家節(jié)能減排事業(yè),、服務(wù)航空產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展、加快實(shí)施工業(yè)革命4.0提供了有效支撐,。
超材料隱身技術(shù)
超材料是一類由亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)單元作為基本單元構(gòu)成的具有自然材料不具備的超材料物理特性的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)或材料,，在長(zhǎng)波長(zhǎng)條件下，具有等效介電常數(shù)和等效磁導(dǎo)率,，電磁參數(shù)依賴于其基本構(gòu)成單元的諧振特性,。隱身技術(shù)是現(xiàn)代軍事中具有巨大戰(zhàn)術(shù)價(jià)值和戰(zhàn)略威懾作用的一項(xiàng)技術(shù)。近幾年來(lái),，超材料在隱身領(lǐng)域的研究也受到了廣泛的關(guān)注,，利用超材料不同的物理性質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)不同物理機(jī)制的隱身。
為了打破歐美對(duì)超材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的壟斷,，4月,，全國(guó)電磁超材料技術(shù)及制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)審查和報(bào)批了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電磁超材料術(shù)語(yǔ)》。這意味著,，我國(guó)在全球率先制定出超材料領(lǐng)域的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),，將對(duì)我國(guó)在超材料技術(shù)的研究和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化起到重要作用。有調(diào)研公司預(yù)測(cè),，超材料全球市場(chǎng)規(guī)模在2010~2020年間將以高達(dá)41%的年復(fù)合增長(zhǎng)率發(fā)展,。可以預(yù)計(jì),，隨著全球“工業(yè)4.0”進(jìn)程持續(xù)深化,、“智能+”應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，一個(gè)可帶動(dòng)諸如高速列車,、新型地面行進(jìn)裝備,、航空航天、國(guó)防科技,、地面智能機(jī)器人等領(lǐng)域的千億規(guī)模的超材料產(chǎn)業(yè)集群正在崛起,。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)總裝測(cè)試
航空發(fā)動(dòng)機(jī)總裝是按一定程序和技術(shù)要求裝配成完整的、技術(shù)性能良好的發(fā)動(dòng)機(jī)總成的過(guò)程,，其裝配質(zhì)量對(duì)大修后性能的影響很大,。發(fā)動(dòng)機(jī)裝配完整后，需進(jìn)行磨合和試驗(yàn)，用以改善摩擦副,、擴(kuò)大實(shí)際接觸面積,，增強(qiáng)承載能力，改善各系統(tǒng)運(yùn)行的協(xié)調(diào)性,，防止非正常磨損延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命,。磨合后，還需要進(jìn)行拆檢,，修正誤差,，以及進(jìn)行性能測(cè)試，以確保大修后發(fā)動(dòng)機(jī)性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),。
11月2日C919總裝下線引起國(guó)人關(guān)注,，機(jī)身最為關(guān)鍵的發(fā)動(dòng)機(jī)也成為了焦點(diǎn)。定于明年首飛的C919初期將配備美法合資企業(yè)CFM國(guó)際公司研發(fā)的LEAP發(fā)動(dòng)機(jī),，但其最終目標(biāo)是裝入國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī),。因此，提高我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)總裝測(cè)試技術(shù)水平,，也隨之提上日程,。
特種飛行器設(shè)計(jì)制造
特種飛行器是相對(duì)于普通飛行器而言的，它包含水上飛機(jī),、地效飛機(jī),、浮空飛艇，等等,。近年來(lái),，各國(guó)在特種飛行器設(shè)計(jì)與制造方面的需求不斷加大，大眾對(duì)特種飛行器的認(rèn)知程度也在逐年提高,。與此同時(shí),，航空運(yùn)動(dòng)也逐漸普及。航空運(yùn)動(dòng)裝備包括輕型飛機(jī),、超輕型飛機(jī),、滑翔機(jī)、直升機(jī),、動(dòng)力懸掛滑翔 機(jī)、動(dòng)力三角翼,、熱氣球,、降落傘、牽引傘,、動(dòng)力傘,、滑翔傘、航空模型等，如今,，利用航空器在空中進(jìn)行的體育運(yùn)動(dòng)已經(jīng)逐漸被大眾消費(fèi)市場(chǎng)所接受,。
12月，我國(guó)自主研發(fā)的平流層飛艇“圓夢(mèng)號(hào)”進(jìn)行了首次試飛,。平流層飛艇也被稱作臨近空間飛艇,，這種飛艇飛行高度約為2萬(wàn)米左右，可攜帶大量探測(cè)通訊設(shè)備,，平流層氣象條件相對(duì)穩(wěn)定,，利于飛行器長(zhǎng)時(shí)間航行。由于這種飛艇飛行高度低于衛(wèi)星,，且不需要軌道,，因此可以長(zhǎng)期監(jiān)控廣闊陸地的交通與火災(zāi)等，還能進(jìn)行通信中繼服務(wù),，用途極多,，是未來(lái)城市信息化生活與管理的有效助手。此外,，這種飛艇軍用價(jià)值也極高,，一艘飛艇即可監(jiān)控大片陸地與海洋，能不間斷的探測(cè)對(duì)方軍事調(diào)動(dòng),、船舶航行,。航空脈動(dòng)總裝生產(chǎn)線
總裝脈動(dòng)生產(chǎn)線徹底改變了“人力密集型”的傳統(tǒng)飛機(jī)裝配模式，通過(guò)借鑒汽車工業(yè)的高效流水線作業(yè)方式,，使飛機(jī)以固有的節(jié)拍移動(dòng),，操作人員則在固定區(qū)域進(jìn)行裝配作業(yè)。脈動(dòng)生產(chǎn)線充分展現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新的高度結(jié)合,，為飛機(jī)裝配建立了一種全新的生產(chǎn)模式,，帶動(dòng)了飛機(jī)生產(chǎn)過(guò)程的管理創(chuàng)新。
中航工業(yè)在中國(guó)建立了第一條飛機(jī)整體裝配脈動(dòng)式生產(chǎn)線——“飛豹”飛機(jī)生產(chǎn)線,，目前,，中國(guó)的殲轟7和“獵鷹”高教機(jī)等軍民用飛機(jī)已經(jīng)全面采用了這種新生產(chǎn)模式，大大提高了生產(chǎn)效率,。
數(shù)值計(jì)算與模擬設(shè)計(jì)
隨著飛機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展,，利用數(shù)值計(jì)算與模擬設(shè)計(jì)等方法，進(jìn)行飛機(jī)總體結(jié)構(gòu)布局,、氣動(dòng)外形的設(shè)計(jì),，搭建模擬飛機(jī)各系統(tǒng)預(yù)定功能的物理平臺(tái)，用以計(jì)算飛機(jī)使用可靠性,、成本和壽命等主要因素,，以此改進(jìn)飛機(jī)各部件（機(jī)翼,、尾翼、舵面,、機(jī)身,、起落架等）的結(jié)構(gòu)型式和受載特點(diǎn)，以及飛行時(shí)的氣動(dòng)彈性特點(diǎn),，已成為飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要手段之一,。
12月8日，波音新一代單通道飛機(jī)737 MAX在西雅圖的倫頓工廠正式下線,，其亮點(diǎn)之一就在于高效的氣動(dòng)外形設(shè)計(jì),。采用了獨(dú)特的上下兩片式構(gòu)型的翼梢小翼，可以使氣動(dòng)效率提高1%,，減小飛機(jī)阻力,，在更遠(yuǎn)的航程上進(jìn)一步提升燃油效率。此外,，737MAX重新設(shè)計(jì)了尾錐,，包括輔助動(dòng)力裝置進(jìn)氣道、加長(zhǎng)的尾錐,，以及加厚升降舵上方的尾部橫截面,，改善了氣流的穩(wěn)定性。