解讀2015年航空制造業(yè)的大事件

寂靜天花板

無人機研制生產(chǎn)
無人機發(fā)展的初期是為了純粹的軍事用途,，上世紀 80 年代，民用無人機開始嘗試應(yīng)用,，主要用于噴灑農(nóng)藥、森林防火,、地震災(zāi)害評估等領(lǐng)域,。近10年來，隨著無人機移動終端的興起,，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，使智能化進程得以迅速向更加小型化,、低功耗的設(shè)備邁進,。如果說硬件成本下降解決了無人機“身體”的問題，那么飛控系統(tǒng)開源化的趨勢無疑是解決了無人機“大腦”的問題,，從此無人機不再是軍用和科研機構(gòu)的專利,，全世界的商業(yè)企業(yè)和發(fā)燒友都加入了無人機系統(tǒng)設(shè)計的大潮中，引爆了民用和消費無人機,，帶來了大眾消費級無人機市場的興起,。
根據(jù)美國消費電子協(xié)會預(yù)測，2015年全球民用無人機銷量將達到40萬架,，銷售額達到1.3億美元,。目前，我國約有170多家單位在生產(chǎn)無人機,，未來整個無人機市場的規(guī)模將超過千億元,，無人機產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，未來飛入千家萬戶,，已經(jīng)是不爭的事實,。
工業(yè)機器人應(yīng)用
機器人產(chǎn)業(yè)已成為如今最熱門的話題之一。習近平總書記曾形容機器人是“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”,，其研發(fā),、制造和應(yīng)用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標志。工業(yè)機器人自上世紀60年代興起,，目前占全球機器人市場總額的80%,，主要服務(wù)于集成組裝。數(shù)據(jù)顯示,，我國既是最大的工業(yè)機器人生產(chǎn)國,，也是最大的工業(yè)機器人需求國。但目前我國機器人應(yīng)用量仍遠遠低于發(fā)達國家，機器換人還有著巨大的潛力,。
12月發(fā)布的《〈中國制造2025〉重點領(lǐng)域技術(shù)路線圖（2015版）》,，明確將工業(yè)機器人作為重點發(fā)展對象之一，要求圍繞汽車,、機械,、電子、危險品制造,、國防軍工,、化工、輕工等工業(yè)機器人,，積極研發(fā)新產(chǎn)品,，促進機器人標準化,、模塊化發(fā)展,，擴大市場應(yīng)用。目前,，中國科學(xué)院沈陽自動化研究所研制的工業(yè)機器人和AGV自動導(dǎo)引車,、求援與反恐移動機器人、五自由度高壓水切割機器人,、激光加工機器人等多項成果,，在實際應(yīng)用中發(fā)揮了不可替代的作用，創(chuàng)造了我國機器人事業(yè)的多項第一,；哈爾濱工業(yè)大學(xué)的機器人技術(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核電站機器人也在核電建設(shè)中被成功應(yīng)用,。沈陽新松機器人自動化股份有限公司作為國內(nèi)機器人自動化領(lǐng)域的龍頭企業(yè),，全球排名前三，具備了一定的國際競爭力,，潔凈（真空）機器人多次打破國外技術(shù)壟斷與封鎖,，大量替代進口。新型直升機發(fā)動機與動力傳輸系統(tǒng)無軸承旋翼是第四代直升機的重要標志之一,，該技術(shù)大幅度簡化了直升機旋翼連接部分的結(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、維護簡單等優(yōu)點,，是旋翼技術(shù)的主要發(fā)展方向之一,，國際上許多先進直升機都采用了無軸承旋翼構(gòu)型。
6月，安裝無軸承旋翼的直11型驗證機懸停飛行取得成功,，標志著中航工業(yè)直升機所完成了國家863課題規(guī)定的裝機考核,，無軸承旋翼研發(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綠色出行,、生態(tài)發(fā)展的需求,，運用新能源、新技術(shù),，減少排放,、提高效率，符合創(chuàng)意經(jīng)濟以人為本的理念,。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低于其他制造業(yè)，是先天的綠色產(chǎn)品,，還可以通過顯著的帶動作用和輻射效應(yīng),，有效促進相關(guān)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，降低整個國民經(jīng)濟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)能的長效機制,。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)域性維護運營體系,，提供專業(yè)化的能源管理服務(wù),，不僅緊跟國家產(chǎn)業(yè)政策，把握時代脈搏,，更從實操層面為助力國家節(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,，在長波長條件下，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)價值和戰(zhàn)略威懾作用的一項技術(shù)。近幾年來,，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)可以實現(xiàn)不同物理機制的隱身,。
為了打破歐美對超材料技術(shù)標準的壟斷，4月,，全國電磁超材料技術(shù)及制品標準化技術(shù)委員會審查和報批了國家標準《電磁超材料術(shù)語》,。這意味著，我國在全球率先制定出超材料領(lǐng)域的國家標準,，將對我國在超材料技術(shù)的研究和標準轉(zhuǎn)化起到重要作用,。有調(diào)研公司預(yù)測，超材料全球市場規(guī)模在2010~2020年間將以高達41%的年復(fù)合增長率發(fā)展,�,？梢灶A(yù)計，隨著全球“工業(yè)4.0”進程持續(xù)深化,、“智能+”應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大,，一個可帶動諸如高速列車、新型地面行進裝備,、航空航天,、國防科技、地面智能機器人等領(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)動機總裝測試
航空發(fā)動機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)動機總成的過程,，其裝配質(zhì)量對大修后性能的影響很大,。發(fā)動機裝配完整后，需進行磨合和試驗,，用以改善摩擦副,、擴大實際接觸面積，增強承載能力,，改善各系統(tǒng)運行的協(xié)調(diào)性,，防止非正常磨損延長發(fā)動機的使用壽命。磨合后,，還需要進行拆檢,，修正誤差，以及進行性能測試,，以確保大修后發(fā)動機性能達到標準,。
11月2日C919總裝下線引起國人關(guān)注，機身最為關(guān)鍵的發(fā)動機也成為了焦點,。定于明年首飛的C919初期將配備美法合資企業(yè)CFM國際公司研發(fā)的LEAP發(fā)動機,，但其最終目標是裝入國產(chǎn)發(fā)動機。因此,，提高我國航空發(fā)動機總裝測試技術(shù)水平,，也隨之提上日程。
特種飛行器設(shè)計制造
特種飛行器是相對于普通飛行器而言的，它包含水上飛機,、地效飛機,、浮空飛艇，等等,。近年來,，各國在特種飛行器設(shè)計與制造方面的需求不斷加大，大眾對特種飛行器的認知程度也在逐年提高,。與此同時,，航空運動也逐漸普及。航空運動裝備包括輕型飛機,、超輕型飛機,、滑翔機、直升機,、動力懸掛滑翔 機,、動力三角翼、熱氣球,、降落傘,、牽引傘、動力傘,、滑翔傘,、航空模型等，如今,，利用航空器在空中進行的體育運動已經(jīng)逐漸被大眾消費市場所接受,。
12月，我國自主研發(fā)的平流層飛艇“圓夢號”進行了首次試飛,。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2萬米左右，可攜帶大量探測通訊設(shè)備,，平流層氣象條件相對穩(wěn)定,，利于飛行器長時間航行。由于這種飛艇飛行高度低于衛(wèi)星,，且不需要軌道,，因此可以長期監(jiān)控廣闊陸地的交通與火災(zāi)等，還能進行通信中繼服務(wù),，用途極多,，是未來城市信息化生活與管理的有效助手。此外,，這種飛艇軍用價值也極高,，一艘飛艇即可監(jiān)控大片陸地與海洋,，能不間斷的探測對方軍事調(diào)動、船舶航行,。航空脈動總裝生產(chǎn)線
總裝脈動生產(chǎn)線徹底改變了“人力密集型”的傳統(tǒng)飛機裝配模式,，通過借鑒汽車工業(yè)的高效流水線作業(yè)方式，使飛機以固有的節(jié)拍移動,，操作人員則在固定區(qū)域進行裝配作業(yè),。脈動生產(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，為飛機裝配建立了一種全新的生產(chǎn)模式,，帶動了飛機生產(chǎn)過程的管理創(chuàng)新,。
中航工業(yè)在中國建立了第一條飛機整體裝配脈動式生產(chǎn)線——“飛豹”飛機生產(chǎn)線，目前,，中國的殲轟7和“獵鷹”高教機等軍民用飛機已經(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)值計算與模擬設(shè)計
隨著飛機設(shè)計技術(shù)的不斷發(fā)展,，利用數(shù)值計算與模擬設(shè)計等方法,，進行飛機總體結(jié)構(gòu)布局、氣動外形的設(shè)計,，搭建模擬飛機各系統(tǒng)預(yù)定功能的物理平臺,，用以計算飛機使用可靠性、成本和壽命等主要因素,，以此改進飛機各部件（機翼,、尾翼、舵面,、機身,、起落架等）的結(jié)構(gòu)型式和受載特點,，以及飛行時的氣動彈性特點,，已成為飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要手段之一。
12月8日,，波音新一代單通道飛機737 MAX在西雅圖的倫頓工廠正式下線,，其亮點之一就在于高效的氣動外形設(shè)計。采用了獨特的上下兩片式構(gòu)型的翼梢小翼,，可以使氣動效率提高1%,，減小飛機阻力，在更遠的航程上進一步提升燃油效率,。此外,，737MAX重新設(shè)計了尾錐，包括輔助動力裝置進氣道,、加長的尾錐,，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。