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引言
发展低空经济
战略性新兴产业
低空经济是以各种有人驾驶和无人驾驶航空器的各类低空飞行活动为牵引,辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。
据不完全统计,刚刚过去的2023年,有近16个省份将低空经济、通用航空等有关内容写入政府工作报告。
01
航空发动机成本占比高
约占飞机整机价值量的20%~30%
战略性新兴产业航空发动机是为航空器提供飞行所需动力的装置,是航空器的“心脏”。航空发动机是飞机动力的直接来源,其设计、研发、制造、工艺等均需要精尖的科学技术水平,直接影响飞机的性能、可靠性及经济性,在现代工业领域里占据重要地位,被誉为现代工业“皇冠上的明珠”,其发展水平更是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。
航空发动机作为飞机最核心的部件,其性能直接影响着飞机的服役行为和可靠性。航空发动机工作环境严苛,内部结构复杂,设计制造要求高,种种原因使得其制造成本高、价值量高。一般而言航空发动机制造成本约占整机制造价值的20-30%,仅次于飞机机体结构,且机型越小,发动机价值占比越高。
02
低成本航空发动机将成趋势
也将成为低空经济发展“主引擎”
无人驾驶飞行器极致的低成本要求是我国高端装备制造业面临的一次全新挑战,也是低空经济发展的关键要素。
通航产品低成本的难点主要是其配套动力装置低成本的实现,主要涉及设计体系、材料体系和工艺体系标准化的调整和转变。既要保证高端装备的性能基础和安全基础,也要适用于通用航空产品的真实应用场景,通过有针对性的低成本设计、选用民用标准的材料、设计与工艺协同发展和优化控制等措施,直接降低生产制造成本,并引入全过程健康监测和建立视情维护体系,同步降低使用维护成本。
目前,从机制上对上述提及的内容和事项认知不足,尚未形成完整有效的行业应用。
03
推动低成本航空发动机发展
五大维度推动
我们认为,实现低成本的航空动力装置生产制造,具体要从以下几个方面推进:
设计先导
国内通用航空产业的生产制造要真正实现低成本发展,支撑通航产业快速发展,推动低空经济高速增长,首先要解决通航产品的基础设计能力问题。
“先获得国外设计体系授权,依托专利图低在国内进行典型产品生产定型,并同步实现设计能力消化、吸收再逐步改进提升的路径”成为前当通航动力装置实现真正低成本制造和取得适航证的唯一可行路径。
材料体系转化
国内航空领域的材料体系主要满足高性能要求和极限环境的需求,这些都造成了材料成本远远高于大众化需求,将通航领域的产品材料体系与轨道交通行业、工程机械行业和汽车行业打通,是国内通航动力装置实现低成本制造的捷径。
工艺体系转化
高性能材料往往属于难加工材料,也造成航空动力制造体系中,复杂工艺和高价值设备成为主流,工艺制造相关的费用基本占到航空动力装置成本的三分之一。未来通航动力装置的生产组织方式、生产设备选用、工艺布局等都将在现有航空动力制造体系基础上进行较大优化和简化,这也将有利于产品低成本制造。
基于控制的健康管理系统运用
航空动力装置的控制和健康管理一直是商用航空发动机的关键技术,通过控制系统充分发挥航空动力装置的性能和寿命,通过健康管理和监测确保使用安全,两者相辅相成,可以发挥产品最高的性价比。
基于适航理念的试验验证方法研究
通航产品需要在适航体系下进行发展,这个体系对安全性的要求从产品设计一直贯穿到使用环节,通过适航规则研究,建立一套适合无人驾驶航空器动力装置的适航试验验证规范,可以规避动力装置研发期间和产品交付期间不必要的试验内容。
2023年12月,中央经济工作会议将低空经济列为战略性新兴产业培育之一,预计到2025年,低空经济可为中国经济贡献3至5万亿元。
而从低空经济研究领域的预测数据看,未来十年,仅吨位级固定翼无人驾驶航空器的需求量将要达到30万架,每年的生产制造和维修市场将超过1万亿,其中配套动力装置每年的生产制造和维修市场将达到3000亿。
这些都将给航空发动机市场带来巨大的发展机遇,也将促进低成本航空发动机的发展。
年度盘点
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