飞机的的发展趋势是怎样的? 飞机的的发展趋势是怎样的?

作者&投稿:茅索 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

竞争前景:产业链集群化,未来发展的必经之路

航空制造产业尤其是大飞机产业是国家战略产业,不仅关系到一般意义上的经济发展,而且关系到中国在关键领域的技术能力爬升。需要通盘考虑产业链整合,系统创新,形成中国大飞机的国际产业竞争力。

世界大飞机产业的发展历程证明,由于大飞机产业的特殊性,大飞机产业的集群化是必经之路。法国的图卢兹、美国的西雅图、加拿大的蒙特利尔和巴西的坎普斯都是飞机产业集聚的地区,是大飞机产业集群化战略发展的典型范例。这些飞机产业集群不仅使世界着名的飞机公司,如空客、波音、庞巴迪以及安博威更加壮大,而且也使产业群内大量的中小飞机企业和配套企业得以蓬勃发展,产生了巨大的产业聚集效应。大飞机产业集群发展可以使企业的原材料采购和零部件销售规模化,能够把具有产业关联的各个企业连结成紧密联系的团队。大飞机产业集群产生的“邻近效应”,不但使飞机技术创新所需要的大量经验类知识通过面对面交流在飞机产业的企业群体内部共享,更促进企业间的人才交流和技术交流,促使企业间竞争意识的增加。

国家一定会大力培养国内民机产业链,推进国内零部件企业和分包商的研发和管理水平,加强企业协作,吸引多种体制企业加入民机产业队伍,培养出一大批能够生产出符合国际适航认证标准的原材料和零部件的厂商,逐步实现发动机、机载设备和先进复合材料的国产化,这样生产成本才有可能降低,产品才有可能在市场上有竞争力。产业集群发展战略对大飞机产业发展有利效应,因势利导,通过产业政策的引导,形成比较有影响的若干大飞机产业集群是我国政府一定会选择的道路。



——更多数据参考前瞻产业研究院发布的《中国飞机制造及修理行业市场前瞻与投资规划分析报告》。



山鹰觅食、寻找猎物,总是把翅膀张得大大的,在空中低速盘旋。发现猎物,瞬间收拢翅膀,成后掠翼向下俯冲,即将触地时,又迅速张大翅膀,叼住猎物。鸟类高超的变化翅膀飞行,给飞机设计师很大启示,导致了“可变后掠翼”技术的产生。

飞机在飞行时,低、高速飞行对机翼的要求是不一样的。低速飞行,要求后掠角小,最好是平直翼,飞行速度越快,飞机的后掠角越大。

可变后掠翼具有活动的机翼,一会儿伸出翅膀,像雄鹰展翅;一会儿向后缩拢翅膀,像海燕掠水。

可变后掠翼的缺点是:结构复杂,重量增加。于是设计师又推出了一种新的可变翼飞机——斜翼机。这种斜翼飞机的机翼是直的,能沿机身上轴心缓慢移动。起飞和着陆时,机翼呈水平状态,高速飞行时,机翼逐渐转向倾斜,象一把张开的大剪刀,因此又称“飞剪”。

斜翼机比变后掠翼飞机结构简单,同时兼顾了低高速飞行的要求。

不久前,设计师又来了灵感,将单斜翼机变成双斜翼机,这就是X翼飞机。X翼飞机可以像直升机一样,垂直起落,并在空中停留。飞机飞行时,X翼不动,组成一副前掠一副后掠翼,可以用很快的速度飞行。

这实际上是直升机和固定翼飞机的组合,想得真妙呀。

人类模仿鸟类定翼翱翔,发明了固定翼飞机,现代飞机已发展到比任何鸟类飞得更快、更高、更远,但在飞行的灵活度上,飞机还远远比不上鸟和昆虫。

鸟类飞行主要靠定翼翱翔和扑翼飞行,研究表明,扑翼飞行,所需要动力最小,只有固定翼的1/30,而且翅膀拍动越快,飞行本领越高。

蜂鸟是世界上最小的鸟,只有几克重。它的翅膀每秒扑动80次,飞行本领最高,它可以垂直起落,一下子可以飞到200米高度。突然间又可以直降下来。它在吸吮花蜜时,可以直立竖在空中,进退自如,这是多么高超的飞行技巧!鸽子每秒扑动4~6次,飞得也不坏。鹤的体重较大,每秒扑动1次,飞得较笨拙。

昆虫飞行的最大特点是振翅,即高频率的扑翼。蜜蜂每秒200次,苍蝇达300次,蚊子500次以上,有些昆虫高达1000次!昆虫飞行本领之高,令鸟类望尘莫及。

令人讨厌的苍蝇,可以说是最优秀的微型飞机器。它可以瞬间起落,根本不需要滑行助跑。它风驰电掣般地飞行,在快速飞行时又能突然中断,它可以前飞,倒飞,悬停,上下翻飞,何等灵活!

如果飞机能像昆虫一样飞行,该多妙啊!

到目前为止,人们还没有制成一架实用价值的扑翼飞机,但对扑翼飞机的研究,已经取得了很大进展。正在研制的昆虫翼飞机,是将扑翼动作转换成旋转运动,达到扑翼飞行的效果。

飞艇,曾有过灿烂的时代,但由于飞艇内的氢气多次起火爆炸,使飞艇走上衰落的道路。

火是影响飞艇发展的主要障碍。

于是人们想到了用不易燃的氦气替代氢气,装在飞艇内。飞艇再一次复活了,终于从火的障碍中飞出来了,并呈现出飞速发展的势态。

人们把飞艇和飞机结合在一起,形成了各式各样的浮力飞机。

浮力飞机像一般飞机一样起飞。但由于浮力飞机的升力是浮力和空气动力两部分合成的,其升力和载重量要比一般飞机大得多。

目前世界上最大的安-225运输机,最多可运载武装士兵1000名,而浮力飞机则可运载10000名。

现代“飞人”

自古以来,人们就幻想着像鸟一样在天空自由飞翔。《封神演义》里有个“雷震子”。他吃了师傅云中子给他的4枚红杏,左右胁下各长出一个肉翅来。从此,他就可以飞翔自如。如果咱们的解放军战士也能像传说中的雷震子一样,自由飞翔于崇山峻岭之中,好似“天兵天将”,突然杀到敌人后方,那该多好啊!

人用体力扑翼飞行是很困难的,但可以借助微型飞行器使人飞起来,像鸟一样逍遥自在,真正成为“飞人”。

水中飞鱼——潜水飞机

在辽阔的海洋里,生活着各种各样的飞鱼。它们时而在水中潜游,时而跃出水面,在空中滑翔飞行。

科学家正在研制一种飞机,它可以突然从水里钻出来,飞向蓝天;又可以从天上俯冲下来,钻入大海,这种飞机称为潜水飞机。

当潜水飞机要潜入水中时,打开水舱阀门,飞机的水舱里就会进水,当飞机的重力大于浮力时,飞机便沉入水中。需要浮出水面时,只要将飞机水舱里的水排出就可以浮出水面了。

潜水飞机具有空中飞行、水上活动和潜水航行三大本领。水中蛟龙和天上神鹰相结合,真可谓天宫龙宫尽显神威。

原子能飞机

原子能是一种先进的动力。现在已有了用原子能作动力的核潜艇。那么,能否也用原子能作动力制造原子能飞机呢?

科学家在1956年就研究制出了供飞机使用的原子能发动机,但原子能飞机始终没有上天。原因是产生原子能的核反应堆太大、太重了,一般飞机无法安装。

现代出现了一些大型飞机,其内部空间较大,有利于安装核反应堆,制造原子能飞机已成为现实。

另外,由于飞艇体积大,特别适宜安装原子能设备。未来的原子能飞艇,重达几千吨,内部犹如一座小城市,可载数千人。飞艇顶部有直升机起落平台,用直升机接送乘客上下飞艇。飞艇可以不着陆连续围绕地球飞行。

太阳能飞机

1981年7月7日,小型太阳能飞机“太阳挑战者”号,静静地在天空飞翔。经过5个半小时,飞行260千米,横跨英吉利海峡,一口气从巴黎飞抵伦敦。这次历史性的飞行,向人们展示太阳能已进入了航空领域。

新近研制的大型太阳能飞机“猎鹰”已经试飞,在实用性上又跨出了重要的一步。它巨大的机翼上布满了太阳能电池,带动8个螺旋桨慢慢地搅动空气,声音很小。速度达到每小时145千米。“猎鹰”的“爪子”部位还装备性能优良的导弹。

太阳能飞机可以永不着陆,成为空中流动堡垒。

微波飞机

微波是一种无线电波。加拿大科学家首先制成了世界上第一架无人架驶的微波飞机。

在地面上设置一个超大功率的发射机,一由它产生超强功率的微波,发射给微波飞机。微波飞机把接收到的微波转换成直流电,再去驱动螺旋桨转动,带动飞机飞行。

目前,微波飞机还处在实验阶段,受地面微波发射天线的限制,不能飞得很远。

微波飞机不需要携带任何燃料,像一颗精巧的低轨道卫星。它在军事上可以完成许多传统飞机不能承担的重要使命。它可以做为预警机守卫国土,也可以进行环境复杂的空中侦察,还可以作为最好的空中通讯中继站。

飞碟式飞机

在广阔的天空除了形形色色的飞行器外,还经常出现一种叫“昂佛”的怪物,也有人把它叫“飞碟”。“昂佛”是“来历不明的飞行物”,它已成为航空科学之谜。

研制“飞碟”式飞机,一直是飞行家们的梦想。早在1940年,德国就率先制成了第一个飞碟式飞行器,被盟军称为“神秘的希特勒飞盘”。它可以垂直起落,能悬停,又能飞行。

到了近代,各式各样的“飞碟”式飞机不断出现。它结构简单,机动灵活,生存性高。可像神话中的“波斯飞毯”一样,自由飞舞。

未来的“飞碟”式飞机很可能成为空战的主力。

空天飞机

空天飞机能从一般机场跑道上起飞、加速,穿越大气层,进入地球轨道,执行任务后再返回大气层,在机场着陆。被称为航空、航天飞机,简称空天飞机,它将代替目前只能垂直发射,但可以水平着陆的航天飞机,因此又被称为第二代航天飞机。

空天飞机最大的优点是运输费用低,只有航天飞机的十分之一,并且不需要规模庞大、设备复杂的航天发射场。

空天飞机最高飞行速度是音速的25倍,在2小时内,可以到达地球上的任何地方,有重要的战略意义。

装备激光武器的空天飞机将是未来航天战的主力。



行业内主要企业:中国商飞(600615)、航发动力(600893)、中航西飞(000768)、中航沈飞(600760)

本文核心数据:C919复合材料用量、C919双电系统进口依赖

1、大飞机的定义

在航空产业中,“大飞机”(Big
Aircraft)并非其原生的专业术语,也不是国际通用称谓。在国内的航空市场,“大飞机”一次源自于2003年国家科技部受国务院委托组件的“大飞机项目论证组”。

经过多年的发展,“大飞机”一词被普遍认可的定义是:起飞汇总量超过100吨的运输类飞机,包括了客运飞机、货运飞机和军用运输机等。

发展至今,我国的大飞机家族包括了民用大飞机C919、大型军用运输机运-20“鲲鹏”和水陆两栖飞机AG-600“鲲龙”。

2、大飞机产业链:产业链长、复杂度高

从产业链整体来看,大飞机行业的产业链结构复杂,涉及行业数量多、种类杂,产业链整体复杂度较高。

聚焦行业中游的制造环节来看,大飞机价值含量最高的是机体部分,价值占比可以达到30%-35%,此外,机载设备与航空发动机的价值占比分别为25%-30%和20%-25%。[x1]

3、航空材料领域

(1)复合材料的广泛应用是发展的整体趋势

随着飞机飞行速度、起飞重量、载客量的不断增加,对于航空材料轻质化、高强度、耐高温、耐腐蚀、抗冲击等特性的需求强度逐步提高。在目前使用的常见航空材料中,钛合金、复合材料凭借其优异的抗腐蚀抗疲劳等特性,对铝合金等传统航空材料形成了挑战,在波音出产的超大型客机B787中,复合材料的用料比例更是超过了50%。复合材料的大量应用是飞机发展的大趋势。

(2)C919复合材料的用量较少,进口依赖程度较高

C919中对于复合材料的大规模应用属于国产飞机在复合材料应用上的首次尝试,因此对比来看,虽然较以往的国产飞机而言,C919在复合材料的用量占比上有较大提升,但横向对比来看,C919的复合材料用量依旧相形见绌。

从进口依赖程度来看,受制于国内精细加工技术水平、原材料等一系列问题,C919约有90%的原材料与零部件从海外进口,数量达到了200多万种,进口依赖问题较为严重。

4、动力系统:国产商用航发处于研发阶段

(1)寡头垄断下的商用航发市场

航空发动机是飞机的动力输出组件,是飞机的核心构成部分,直接影响着飞机的性能、可靠性和燃油经济性能。目前,世界商用航空发动机市场发展成熟,基本由RR、GE、P&W和CFM国际等寡头垄断。根据《Commercial
Engines 2021》的数据,2020年全球商用航空发动机行业的CR4高达82.23%。

(2)国产商用航发预计2025年进入市场

我国的C919使用的航空发动机是美国CFM国际的leap-1c型发动机,与波音737MAX和空客A320NEO相同。目前为止,leap-1c型发动机是商用航发市场中最成熟的民用大飞机发动机,性能可靠的同时还有不错的燃油经济性。

由于历史原因,我国对于航空发动机的研发长期以来以军用领域为主,民用航空发动机的研发历史几乎为一片空白,因此目前国内的大部分国产民用飞机装配的发动机均为进口产品。

我国首个民用航空发动机(CJ-1000A)的研发起始于2011年,我由国大型客机发动机重大专项的主承制单位——中航商发与俄罗斯联合研制。2017年,CJ-1000A核心机完成组装,并且在试验之中达到100%转速;2018年,完成CJ-1000A验证机研制和试车工作;2021年,CJ-1000A的发动机叶片正式进入装机测试。根据预测,我国国产的CJ-1000A型发动机预计在2025年完成适航取证,全面进入商业化运行。

5、双电系统:依旧存在进口依赖

——机电系统

飞机机电系统是大飞机中最复杂和庞大的系统之一,包括了燃油系统、机轮刹车系统、防护救生系统、能源系统等。

我国机电系统的发展与国际龙头相比仍旧存在着一定差距,国内的机电生产企业相对分散,规模相对较小,缺少核心竞争力。

——航电系统

航电系统是现代飞机的重要组成部分,主要包括了通信系统、导航系统、显示系统、飞控系统等。这部分系统能够帮助飞行员更好地了解飞行状况、减轻飞行员工作负担。

目前,我国民用航空的航电系统大多以进口品牌为主,国产化进程仍需努力。

6、C919整体对外依赖程度较高

整体来看,我国C919产业链对进口产品的依赖程度较高,特别是航空发动机、机电系统、航空复合材料零部件等关键部分的对外依赖程度均在50%以上。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国民用飞机制造行业市场需求预测与战略规划分析报告



隐形飞机的发展趋势是怎样的?~

第一,隐形飞机的种类将越来越多?各种隐形战斗机?轰炸机?侦察机,以及具有隐形性能的无人机?直升机,都将相继出现,并逐渐形成完整的系列结构?
第二,隐形飞机的雷达反射截面将不断减小?目前,隐形飞机与一般飞机相比,雷达反射截面已降低了1~2个数量级,如B—1A轰炸机的雷达反射截面为B—52的1/10,而B—1B的雷达反射截面又是B—1A的1/10?F—117A战斗机的雷达反射截面小于0.1平方米,B—2轰炸机只有0.1平方米,将来F—22战斗机的雷达反射截面只有F—15的1%?
第三,隐形飞机将兼备多种隐形特性?B—2和F—117A均采用了多种隐形技术,具有反红外?反雷达等多种隐形性能?今后的隐形飞机仍将向尽可能具备多种隐形特性的方向发展?
第四,注重现役飞机的隐形改装,发展具有部分隐形特性的飞机?例如,印度将对其主力战斗机“美洲豹”攻击机?“幻影”2000H和米格—29战斗机进行隐形改装,加装雷达波吸收材料,使其雷达反射截面降低70%?

山鹰觅食、寻找猎物,总是把翅膀张得大大的,在空中低速盘旋。发现猎物,瞬间收拢翅膀,成后掠翼向下俯冲,即将触地时,又迅速张大翅膀,叼住猎物。鸟类高超的变化翅膀飞行,给飞机设计师很大启示,导致了“可变后掠翼”技术的产生。
飞机在飞行时,低、高速飞行对机翼的要求是不一样的。低速飞行,要求后掠角小,最好是平直翼,飞行速度越快,飞机的后掠角越大。
可变后掠翼具有活动的机翼,一会儿伸出翅膀,像雄鹰展翅;一会儿向后缩拢翅膀,像海燕掠水。
可变后掠翼的缺点是:结构复杂,重量增加。于是设计师又推出了一种新的可变翼飞机——斜翼机。这种斜翼飞机的机翼是直的,能沿机身上轴心缓慢移动。起飞和着陆时,机翼呈水平状态,高速飞行时,机翼逐渐转向倾斜,象一把张开的大剪刀,因此又称“飞剪”。
斜翼机比变后掠翼飞机结构简单,同时兼顾了低高速飞行的要求。
不久前,设计师又来了灵感,将单斜翼机变成双斜翼机,这就是X翼飞机。X翼飞机可以像直升机一样,垂直起落,并在空中停留。飞机飞行时,X翼不动,组成一副前掠一副后掠翼,可以用很快的速度飞行。
这实际上是直升机和固定翼飞机的组合,想得真妙呀。
人类模仿鸟类定翼翱翔,发明了固定翼飞机,现代飞机已发展到比任何鸟类飞得更快、更高、更远,但在飞行的灵活度上,飞机还远远比不上鸟和昆虫。
鸟类飞行主要靠定翼翱翔和扑翼飞行,研究表明,扑翼飞行,所需要动力最小,只有固定翼的1/30,而且翅膀拍动越快,飞行本领越高。
蜂鸟是世界上最小的鸟,只有几克重。它的翅膀每秒扑动80次,飞行本领最高,它可以垂直起落,一下子可以飞到200米高度。突然间又可以直降下来。它在吸吮花蜜时,可以直立竖在空中,进退自如,这是多么高超的飞行技巧!鸽子每秒扑动4~6次,飞得也不坏。鹤的体重较大,每秒扑动1次,飞得较笨拙。
昆虫飞行的最大特点是振翅,即高频率的扑翼。蜜蜂每秒200次,苍蝇达300次,蚊子500次以上,有些昆虫高达1000次!昆虫飞行本领之高,令鸟类望尘莫及。
令人讨厌的苍蝇,可以说是最优秀的微型飞机器。它可以瞬间起落,根本不需要滑行助跑。它风驰电掣般地飞行,在快速飞行时又能突然中断,它可以前飞,倒飞,悬停,上下翻飞,何等灵活!
如果飞机能像昆虫一样飞行,该多妙啊!
到目前为止,人们还没有制成一架实用价值的扑翼飞机,但对扑翼飞机的研究,已经取得了很大进展。正在研制的昆虫翼飞机,是将扑翼动作转换成旋转运动,达到扑翼飞行的效果。
飞艇,曾有过灿烂的时代,但由于飞艇内的氢气多次起火爆炸,使飞艇走上衰落的道路。
火是影响飞艇发展的主要障碍。
于是人们想到了用不易燃的氦气替代氢气,装在飞艇内。飞艇再一次复活了,终于从火的障碍中飞出来了,并呈现出飞速发展的势态。
人们把飞艇和飞机结合在一起,形成了各式各样的浮力飞机。
浮力飞机像一般飞机一样起飞。但由于浮力飞机的升力是浮力和空气动力两部分合成的,其升力和载重量要比一般飞机大得多。
目前世界上最大的安-225运输机,最多可运载武装士兵1000名,而浮力飞机则可运载10000名。
现代“飞人”
自古以来,人们就幻想着像鸟一样在天空自由飞翔。《封神演义》里有个“雷震子”。他吃了师傅云中子给他的4枚红杏,左右胁下各长出一个肉翅来。从此,他就可以飞翔自如。如果咱们的解放军战士也能像传说中的雷震子一样,自由飞翔于崇山峻岭之中,好似“天兵天将”,突然杀到敌人后方,那该多好啊!
人用体力扑翼飞行是很困难的,但可以借助微型飞行器使人飞起来,像鸟一样逍遥自在,真正成为“飞人”。
水中飞鱼——潜水飞机
在辽阔的海洋里,生活着各种各样的飞鱼。它们时而在水中潜游,时而跃出水面,在空中滑翔飞行。
科学家正在研制一种飞机,它可以突然从水里钻出来,飞向蓝天;又可以从天上俯冲下来,钻入大海,这种飞机称为潜水飞机。
当潜水飞机要潜入水中时,打开水舱阀门,飞机的水舱里就会进水,当飞机的重力大于浮力时,飞机便沉入水中。需要浮出水面时,只要将飞机水舱里的水排出就可以浮出水面了。
潜水飞机具有空中飞行、水上活动和潜水航行三大本领。水中蛟龙和天上神鹰相结合,真可谓天宫龙宫尽显神威。
原子能飞机
原子能是一种先进的动力。现在已有了用原子能作动力的核潜艇。那么,能否也用原子能作动力制造原子能飞机呢?
科学家在1956年就研究制出了供飞机使用的原子能发动机,但原子能飞机始终没有上天。原因是产生原子能的核反应堆太大、太重了,一般飞机无法安装。
现代出现了一些大型飞机,其内部空间较大,有利于安装核反应堆,制造原子能飞机已成为现实。
另外,由于飞艇体积大,特别适宜安装原子能设备。未来的原子能飞艇,重达几千吨,内部犹如一座小城市,可载数千人。飞艇顶部有直升机起落平台,用直升机接送乘客上下飞艇。飞艇可以不着陆连续围绕地球飞行。
太阳能飞机
1981年7月7日,小型太阳能飞机“太阳挑战者”号,静静地在天空飞翔。经过5个半小时,飞行260千米,横跨英吉利海峡,一口气从巴黎飞抵伦敦。这次历史性的飞行,向人们展示太阳能已进入了航空领域。
新近研制的大型太阳能飞机“猎鹰”已经试飞,在实用性上又跨出了重要的一步。它巨大的机翼上布满了太阳能电池,带动8个螺旋桨慢慢地搅动空气,声音很小。速度达到每小时145千米。“猎鹰”的“爪子”部位还装备性能优良的导弹。
太阳能飞机可以永不着陆,成为空中流动堡垒。
微波飞机
微波是一种无线电波。加拿大科学家首先制成了世界上第一架无人架驶的微波飞机。
在地面上设置一个超大功率的发射机,一由它产生超强功率的微波,发射给微波飞机。微波飞机把接收到的微波转换成直流电,再去驱动螺旋桨转动,带动飞机飞行。
目前,微波飞机还处在实验阶段,受地面微波发射天线的限制,不能飞得很远。
微波飞机不需要携带任何燃料,像一颗精巧的低轨道卫星。它在军事上可以完成许多传统飞机不能承担的重要使命。它可以做为预警机守卫国土,也可以进行环境复杂的空中侦察,还可以作为最好的空中通讯中继站。
飞碟式飞机
在广阔的天空除了形形色色的飞行器外,还经常出现一种叫“昂佛”的怪物,也有人把它叫“飞碟”。“昂佛”是“来历不明的飞行物”,它已成为航空科学之谜。
研制“飞碟”式飞机,一直是飞行家们的梦想。早在1940年,德国就率先制成了第一个飞碟式飞行器,被盟军称为“神秘的希特勒飞盘”。它可以垂直起落,能悬停,又能飞行。
到了近代,各式各样的“飞碟”式飞机不断出现。它结构简单,机动灵活,生存性高。可像神话中的“波斯飞毯”一样,自由飞舞。
未来的“飞碟”式飞机很可能成为空战的主力。
空天飞机
空天飞机能从一般机场跑道上起飞、加速,穿越大气层,进入地球轨道,执行任务后再返回大气层,在机场着陆。被称为航空、航天飞机,简称空天飞机,它将代替目前只能垂直发射,但可以水平着陆的航天飞机,因此又被称为第二代航天飞机。
空天飞机最大的优点是运输费用低,只有航天飞机的十分之一,并且不需要规模庞大、设备复杂的航天发射场。
空天飞机最高飞行速度是音速的25倍,在2小时内,可以到达地球上的任何地方,有重要的战略意义。
装备激光武器的空天飞机将是未来航天战的主力。

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