我国航空铝材自主化进程加速

【中国铝业网】近日，我国ARJ21新支线飞机从上海飞往成都，正式交付给成都航空公司，这是继11月2日C919大型客机总装下线后，我国航空工业又一重大突破——ARJ21新支线飞机是中国首次按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的中短程新型涡扇支线飞机业内人士表示，得益于技术的进步以及国家政策的支持，我国民用飞机制造市场广阔，而铝作为航空器材制造最重要的金属材料之一将发挥举足轻重的作用，相关铝企也将明显受益。
　　
　　ARJ21新支线飞机包括基本型、货运型和公务机型等系列型号，座级78~90座，航程2225~3700公里，主要用于满足从中心城市向周边中小城市辐射型航线的使用要求。据悉，ARJ21交付后，根据行业规定，新款的飞机必须通过运行合格审定，进行100小时的验证，对补充文件进行审查，证明符合民航局的标准后才能投用，预计交付3个月后将投放市场。
　　
　　ARJ21飞机是我国民机产业第一个投入营运的具有完全自主知识产权的飞机，初步探索了一条“自主研制、国际合作、国际标准”的民机技术路线。ARJ21按照“主制造商——供应商”国际通用的研制管理模式，组建了国外系统供应商的管理体系。系统研制由中方提出系统设计要求和技术指标，中方与国外供应商进行联合定义，国外供应商进行研发，中方进行监控、评审、审批和适航审定，中方最后完成飞机级系统集成和综合。
　　
　　中国商飞公司董事长金壮龙表示，通过ARJ21-700飞机研制，我国走完了喷气支线客机设计、制造、试验、试飞全过程，掌握了失速、最小离地速度、颤振、自然结冰、起落架摆振等一大批关键试飞技术和新技术、新材料、新工艺，建立了民机产业体系，为C919国产大型客机项目顺利推进开辟了道路，创造了有利条件。
　　
　　C919是中国拥有自主知识产权的中短程商用干线飞机，标准航程型设计航程为4075公里，增大航程型设计航程为5555公里，可满足航空公司对不同航线的运营需求。C919客机的发展目标是为民用航空市场提供安全、舒适、节能、环保、具有竞争力的中短程单通道商用运输机。在市场定位上，以国内为切入点，同时兼顾国外市场，提供多等级、多种航程的产品。
　　
　　目前，C919大型客机国内外用户数量为21家，总订单数达到了517架。C919首架机计划于2016年首飞。根据预测，C919成功进入市场后，总销量有望达到2000架次左右，中国无大型民用客机的时代也将成为历史。业内人士表示，ARJ21和C919的成功自研，不仅成为民机产业发展的历史性转折，还将为与航空业密切相关的铝加工业带来巨大市场。
　　
　　铝合金凭借密度小、强度适中、易加工成形、耐腐蚀性强，资源丰富、可回收性强等独特的优势，成为航空器制造的主要关键性结构材料。高强铝合金具有密度低、强度高、热加工性能好等优点，其制成的板材、挤压型材、毂件等在航空航天构件上有广泛的应用前景。比如高强铝合金厚板作为主要承力构件，使用比例占飞机上总铝材用量的30%~35%。目前，应用在航空民机的铝合金材料主要有：铝合金铸件、铝合金锻件、大断面铝合金挤压型材、铝合金厚板等。
　　
　　据悉，ARJ21飞机的选材以铝合金为主，铝制零部件的质量占飞机净质量的75%，ARJ21飞机用的铝合金大体上与波音B777飞机的相同，选用综合性能优秀的第四代高强耐损伤铝合金制造主体结构件;而C919的前机身、中机身、中后机身、机头与机翼的结构件则几乎全是用铝材制造的，C919的铝制工作总质量占飞机总净质量的65%。
　　
　　航空运输和通用航空服务需求的不断增长为飞机制造业发展创造了广阔的市场空间。预计未来10年，全球将需要干线飞机1.2万架、支线飞机0.27万架、通用飞机1.83万架、直升机1.2万架，总价值约2万亿美元;同时，随着我国空域管理改革和低空空域开放的推进，国内通用飞机、直升机和无人机市场巨大。
　　
　　国际航空运输协会(IATA)调查报告中表示，再过20年中国将在飞机乘客数量方面超过美国成为全球最大的航空市场：2034年全球飞机乘客总数将增长一倍，达到74亿人，在年均增速为5.2%的情况下，2034年中国将有11.9亿乘客，超过2014年7.58亿人;美国市场的飞机乘客数量将以平均3.1%的速度增长，这能让乘客数量在2034年达到11.6亿人。与此同时，该协会预测，2029年中国就会成为世界第一名。
　　
　　根据空客预测，未来20年，中国新增飞机总数为5363架，其中包括单通道飞机3567架、双通道飞机1477架、超大型飞机319架。
　　
　　中国铝加工业经过多年的发展，已成为国际公认的铝材生产大国，目前，无论是铝合金熔炼设备、轧制设备、还是铝合金挤压设备以及精整设备，现代化的一流铝加工设备之数量对全球各国而言是最多的，但由于基础研究以及高端技术的薄弱，航空航天工业所用的高端铝材方面还是短板。我国自1956年有了现代化的铝加工业以来，所需航空铝合金厚板一直处于净进口状态。
　　
　　在我国拥有自主知识产权的支线客机ARJ21-700与C919大型客机的用材中，铝合金零部件的质量占到飞机总质量的65%~75%。根据计划，到2018年，ARJ21支线客机、C919大飞机所用30%以上的铝合金材料将采用国产铝材，然而中国商飞上海飞机设计研究院副总工章骏日前在出席“2015新材料国际发展趋势高层论坛”时表示，目前中国的大飞机C919上国产材料使用的比例只有5%~6%。中国大飞机对铝合金材料的需求增加了中国铝加工企业航空民机铝合金研发和规模化生产的紧迫感。
　　
　　日前，国家工信部原材料工业司、装备工业司联合在上海组织召开第一次“民机铝材上下游合作机制”工作会议。工业和信息化部原材料司司长周长益表示，为推动民机铝材跨行业协同创新，工业和信息化部将牵头成立“民机铝材上下游合作机制”，并聚焦航空铝材研发、生产和应用关键环节，推进航空铝材完全自主供应，建立自主创新的材料体系和装备技术体系，充分发挥合作机制作用，加大对重点牌号研制和平台建设支持，完善民机铝材应用引导政策和标准体系，鼓励国企民企互为促进和军民融合。
　　
　　全球第二大、亚洲最大的工业铝挤压产品研发制造商中国忠旺作为“民机铝材上下游合作机制”的成员之一参加了此次会议。据悉，作为民营铝企的领跑者，中国忠旺早已开始了在航空航天用铝领域的探索和实践：2013年针对航空航天领域对铝型材的规格、特性及严格的质量要求，忠旺启动了“7075航空挤压棒材”的研发项目;2015年，忠旺民机用7075合金薄壁型材结构件开发成功，满足了民用飞机设计制造的需求，为公司进入飞机制造领域打下基础;2015年，忠旺还与沈阳航空航天大学、中航沈飞民用飞机有限责任公司三方联合创建了辽宁航空航天铝合金研发联合实验室等。忠旺集团现已可生产适用于飞机部件用的高强度铝合金板材、棒材、管材以及不同断面的铝挤压产品。
　　
　　此外，忠旺的天津铝压延材项目至今已筹备了五年之久，该项目第一期年设计产能为180万吨，包括两条生产线，目前第一条生产线的厂房建设及设备安装已基本完成，现正进行最后阶段的设备调试。第一条生产线主要生产铝合金中厚板，包括航空航天、船舶、商用车及轨道车辆等领域使用的交通运输板材及化工容器用板材等，投产后有望扭转国内高端铝板产品依赖进口的局面。
　　
　　“民机铝材自主化的发展要求势必将大力推动国内高端铝材的进一步发展。”业内人士表示，“由于对技术的要求非常高，一些具备规模和实力基础的铝企将率先受益，这些企业往往已经拥有世界上顶尖的现代化铝加工技术装备，也在加强研发力度，积极引入行业人才，加上国家政策的推动落实，国产航空铝材有望早日实现"弯道超车"。