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航空發(fā)動機葉片的制造到底難在哪里?


中國航空發(fā)動機葉片行業(yè)發(fā)展步伐加快

2020年8月20日,由中國科協(xié)航空發(fā)動機產(chǎn)學聯(lián)合體和棗莊市人民政府聯(lián)合主辦的航空發(fā)動機葉片加工技術與裝備發(fā)展高層論壇在滕州召開。與會專家表示,棗莊市將在北京航空航天大學和中國航發(fā)集團的支持下,建設高端機床和航空發(fā)動機葉片制造基地,進而建立高端制造產(chǎn)業(yè)集群。在企業(yè)、高校、政府等機構共同努力下,中國航空發(fā)動機葉片行業(yè)發(fā)展步伐加快。此外,中國飛機數(shù)量日漸增多,航空發(fā)動機葉片作為航空發(fā)動機的核心零部件將隨飛機需求量的提升而增加。

航空發(fā)動機葉片可起到將蒸汽動能轉(zhuǎn)換為機械能的作用

航空發(fā)動機是為航空器提供飛行所需動力的發(fā)動機,是一種高度復雜及精密的熱力機械。航空發(fā)動機是航空工業(yè)的核心,直接影響飛機的性能、可靠性及經(jīng)濟性,是飛機的核心部件,也是促進航空事業(yè)發(fā)展的重要推動力。每臺航空發(fā)動機的零部件數(shù)量在10,000件以上,其中,葉片是航空發(fā)動機的核心部件之一,主要起到將蒸汽動能轉(zhuǎn)換為機械能的作用。

各類葉片是航空發(fā)動機的關鍵零部件,其價值約占航空發(fā)動機的35%

中國航空發(fā)動機葉片行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分為三個環(huán)節(jié):產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)主體為航空發(fā)動機葉片原材料供應商,中游參與者為航空發(fā)動機葉片制造商,下游為航空發(fā)動機整機制造商。

在原材料方面,由于航空發(fā)動機等國防軍工裝備工作環(huán)境苛刻,其葉片零部件需在高溫、高寒等極端條件下正常工作,因此,葉片的原材料需具有高強度、耐高溫、耐腐蝕、低密度等特點,滿足條件的原材料主要包括高溫合金、鈦合金、先進復合材料等。其中,高溫合金可應用于航空發(fā)動機葉片、導向器、渦輪盤等零部件,在整個航空發(fā)動機領域均處于重要地位。

此外,航空發(fā)動機主要由進氣道、風扇、壓氣機、燃燒室、渦輪以及尾噴管組成,每部分均由眾多零部件組成,其核心的零部件為渦輪盤、渦輪葉片、渦輪導向器、風扇葉片、壓氣機葉片、軸承等,其中各類葉片是航空發(fā)動機的最關鍵零部件。

受需求增加驅(qū)動,中國航空發(fā)動機葉片行業(yè)市場規(guī)模持續(xù)擴大

受飛機數(shù)量增加與航空發(fā)動機研發(fā)資金增多等因素推動,中國航空發(fā)動機葉片行業(yè)加速發(fā)展。2015-2019年期間,中國航空發(fā)動機葉片行業(yè)市場規(guī)模(按累計收入計)從816.1億元人民幣增長至1,064.2億元人民幣,年復合增長率為6.9%。未來5年,中國航空發(fā)動機葉片行業(yè)市場規(guī)模將保持較高水平的年復合增長率繼續(xù)增長。

中國航空發(fā)動機葉片行業(yè)市場規(guī)模增長主要受到以下因素驅(qū)動:

(1)軍用飛機換裝需求迫切:中國戰(zhàn)斗機、運輸機等軍用飛機數(shù)量和質(zhì)量均與美國存在差距,機型更新和升級換代的需求迫切。隨著中國空軍裝備具備更新?lián)Q代的基礎,中國軍用飛機換裝時代逐步來臨,航空發(fā)動機葉片行業(yè)受此驅(qū)動將加速發(fā)展;

(2)民航客機需求量增加:中國經(jīng)濟的快速發(fā)展,促使居民人均可支配收入提高,居民有條件在出行中選擇售價較高但用時短、體驗佳的航空工具,促進客機需求量進一步增加。因此,航空發(fā)動機葉片作為航空發(fā)動機的核心零部件將隨著飛機數(shù)量需求的提升而增加;

(3)資本投入增加:資金密集型的航空發(fā)動機行業(yè)離不開巨額資金的投入,中國國防預算的增加與“兩機專項”的資金投入,將加快中國航空發(fā)動機的研發(fā)進程,葉片受此驅(qū)動也將得到快速發(fā)展。


渦輪葉片將持續(xù)變革

隨著飛機設計指標持續(xù)提升,航空發(fā)行機需向大推力、高推重比、低油耗等方向發(fā)展,其中,提高渦輪前進口溫度是提高發(fā)動機推重比的關鍵途徑之一。因此,為滿足航空發(fā)動機的新要求,渦輪葉片將持續(xù)進行變革。

深度見解:下游需求量提升,航空發(fā)動機葉片將進入快速發(fā)展時代

渦輪葉片的制造難度高,而歐美企業(yè)飛機制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展較早,掌握較為先進的技術,因此現(xiàn)階段全球渦輪葉片行業(yè)仍以歐美企業(yè)為主。全球航空發(fā)動機葉片市場中,PCC、Arconic是獨立的渦輪葉片供應商,憑借豐富的經(jīng)驗與先進的渦輪葉片技術占據(jù)行業(yè)主導地位,而GE Aviation、Rolls-Royce等航空發(fā)動機巨頭憑借完善的產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢,且擁有獨立的渦輪葉片工廠,也在葉片行業(yè)中占據(jù)一定的市場份額。

 

在中國方面,中國飛機制造企業(yè)發(fā)展相對較晚,且中國的航空發(fā)動機是由仿制逐步走向自主研發(fā)的,因而其技術與歐美企業(yè)仍存在差距。但隨著“飛發(fā)分離”、“兩機專項”等相關政策的實施,中國航空發(fā)動機行業(yè)將迎來新的發(fā)展機遇。加之中國軍用飛機換裝需求提升與民航運輸業(yè)的蓬勃發(fā)展,促使中國飛機數(shù)量增加,航空發(fā)動機將隨之增多,因此作為航空發(fā)動機重要部件的葉片也將進入快速發(fā)展時代。


本文援引于報告《2020年中國航空發(fā)動機葉片行業(yè)概覽》,首發(fā)于頭豹科技創(chuàng)新網(wǎng)(www.leadleo.com)。文中內(nèi)容源于網(wǎng)絡,不代表本公司觀點。

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