【簡介：】行業(yè)內主要企業(yè)：航發(fā)動力(600893)、中航西飛(000768)、中航沈飛(600760)、中直股份(600038)、洪都航空(600316)、中航重機(600765)、日發(fā)精機(002520)
本文核心數據：中國民用

行業(yè)內主要企業(yè)：航發(fā)動力(600893)、中航西飛(000768)、中航沈飛(600760)、中直股份(600038)、洪都航空(600316)、中航重機(600765)、日發(fā)精機(002520)

本文核心數據：中國民用飛機交付量、中國軍用飛機機隊規(guī)模

行業(yè)概況

1、定義

根據《中國制造2025》中的介紹，我國目前的飛機整機制造主要是指由由噴氣發(fā)動機，螺旋槳或火箭發(fā)動機產生的推力向前推動的固定翼飛機的制造。

2、產業(yè)鏈剖析：結構復雜，參與者以國有企業(yè)為主

飛機產業(yè)鏈包括前期設計研發(fā)、原材料供應、部件制造、整機總裝制造、售后維修等環(huán)節(jié)。飛機制造業(yè)通常采取“整機制造商――多級供應商”的制造模式。產業(yè)鏈的第一級為整機制造商，主要從事產品設計、總裝制造、市場營銷、客戶服務和適航取證環(huán)節(jié);第二級為關鍵航空子系統(tǒng)制造商，所提供的子系統(tǒng)包括機體、發(fā)動機、航空電子等主要機載設備;第三級主要包括眾多為產業(yè)鏈上層的整機a與子系統(tǒng)制造商提供零部件與材料的供應商。

從飛機制造行業(yè)產業(yè)鏈參與企業(yè)來看，由于極高的技術與資金壁壘，我國的飛機制造行業(yè)主要參與企業(yè)多為國有大型集團，雖然民營企業(yè)也有參與，但多為原材料、零部件等。

行業(yè)發(fā)展歷程：處于行業(yè)發(fā)展的黃金時期

從發(fā)展歷程來看，我國早在1911年就開始涉獵飛機制造領域，僅比1903年萊克兄弟晚了8年，我國航空先驅馮如先生更是在1909年就在美國駕駛馮如1號成功試飛，所以在航空領域開始階段，我國并沒有比國際晚太多。但是受制于當時國內的政治經濟環(huán)境，建國之前中國的航空裝備制造發(fā)展存在著“積貧積弱”的發(fā)展特點。建國后，隨著國內政局穩(wěn)定和國家的大力支持，我國的航空事業(yè)才開始有起色。

進入新世紀后，隨著中國“世界工廠”地位的逐步確立，中國在制造業(yè)領域長期的技術積累，中國航空產業(yè)逐步進入發(fā)展黃金時期。尤其是在國產C919成功試飛后，中國航空裝備制造真正開始走向國際尖端領域。

行業(yè)政策背景：國家戰(zhàn)略化行業(yè)

飛機作為現代工業(yè)制造業(yè)領域的高端裝備之一，零件多、結構復雜，制造過程中涉及的工藝裝備種類多、成本高，生產工藝準備工作量大、周期長。因此，飛機整機制造是對于一個國家高端制造業(yè)的巨大挑戰(zhàn)。

近年來，國家陸續(xù)出臺了各項產業(yè)政策，引導國產飛機制造行業(yè)往產業(yè)化、商業(yè)化、高端化發(fā)展。

行業(yè)發(fā)展狀況

1、民用領域：

――民用飛機交付量快速增加

對于民用飛機來說，我國國內的一級民用飛機制造商只有航空工業(yè)集團和中國商飛兩家。根據兩家企業(yè)的社會責任報告，近年來我國民用飛機的交付量在不斷上升，2021年，我國民用飛機的總交付量共計590架，較2020年增多了90架。

――民用航空機隊規(guī)模不斷增大

從民用領域的航空機隊數量來說，近年來我國航空機隊的整體規(guī)模不斷上升。根據民航局的統(tǒng)計數據，2021年末我國航空機隊的數量為4054架，較2020年新增151架。

2、軍用領域：

――中國空軍規(guī)模不斷擴大

從我國空軍的機隊規(guī)模來看，近年來我國軍用飛機數量在不斷增加。截至2021年末，我國空軍機隊規(guī)模達到3285架，同比增長0.77%。

――中國空軍換代需求明確

從中美兩國的空軍飛機代際來看，截至2021年末，在中國服役的戰(zhàn)斗機中以殲7/殲8為代表的二代機數量占比約為47%，而以殲10、殲11、殲15為代表的三代機占比約為52%，而殲20、殲31為代表的四代機目前尚未大規(guī)模列裝部隊，其中殲20的服役數量僅19架，占比2%。

對比美國來看，以F15、F16和F18為主的三代機，在目前美國空軍機隊中的占比達到了82%，而以F22、F35為代表的四代機的裝備占比則達到了約18%，遠高于中國。

行業(yè)競爭格局：

1、區(qū)域競爭格局：陜西省是我國重要的飛機制造產業(yè)基地

我國的飛機制造業(yè)已經初步顯現集聚特征，聚群化分布、區(qū)域分工日趨顯現。目前已基本形成六大聚集區(qū)，包括環(huán)渤海、長三角、珠三角、中部地區(qū)、西部地區(qū)和東北地區(qū)。具體形成以長三角及中部的西安為核心，以珠三角、東北地區(qū)為兩翼，以北京、天津、四川等研發(fā)、制造為支撐的航空產業(yè)格局。在熱力圖中可以清晰的看到，以西安市為代表的陜西省是中國最重要的航空產業(yè)生產基地之一。

2、企業(yè)競爭格局：以國有大型集團企業(yè)為主導

依托于航空裝備制造行業(yè)的自然壟斷行業(yè)特質，我國飛機制造行業(yè)主要由航空領域的國有大型企業(yè)集團主導，歷經數次戰(zhàn)略性和專業(yè)化重組，形成中國航空工業(yè)集團、中國航發(fā)、中國商飛以及中外合資企業(yè)為主，眾多原材料和零部件配套供應商為輔的企業(yè)格局。

行業(yè)發(fā)展前景及趨勢預測：

1、民用飛機制造：國產民用飛機制造需求量接近2200架

結合波音發(fā)布的《2021年民用航空市場展望》和《中國商飛公司2021-2040年民用飛機市場預測年報》，在未來20年中，我國民用飛機市場將新增民航飛機約8892架，對應市場規(guī)模91840億元。

考慮到我國ARJ21支線飛機、C919大飛機以及CR929飛機的研發(fā)、生產、交付進程，我國國產民用飛機的需求量為2223架。

注：美元兌人民幣匯率為6.4。

2、軍用飛機制造：預計2027年我國軍用飛機規(guī)模突破3800架

隨著中國的和平崛起，以美國為首的西方國家單邊主義、保護主義盛行，為了保證我國主權和領土完整，我國空軍部隊的“換裝”與“增量”勢在必行。中國軍用飛機制造的發(fā)展方向主要可以分為戰(zhàn)略轟炸機、軍用運輸機、軍用直升機和軍用無人機四大方向。預計到2027年末，我國軍用飛機機隊規(guī)模將突破3800架。

以上數據參考前瞻產業(yè)研究院《中國民用飛機制造行業(yè)市場需求預測與戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》。

綜觀飛機制造業(yè)近百年的歷史，尤其是近幾十年來的發(fā)展史，飛機制造技術的發(fā)展由民用運輸和軍事用途強烈需求所牽引，并受到世界經濟和科學技術發(fā)展的推動，形成了今天飛速發(fā)展和廣泛應用的局面。?

冷戰(zhàn)時代的軍備競賽，刺激了軍事工業(yè)，尤其是飛機制造業(yè)的發(fā)展。為了研制高性能新型戰(zhàn)機、大型軍用運輸機、特種軍用飛機和武裝直升機，各國政府和軍方不斷推出新的研究計劃，投入巨額資金，開發(fā)先進制造技術及其專用設備，基本建立了飛機先進制造技術發(fā)展的基礎。?

隨著世界經濟較長時期的衰退，各國航空公司利潤急劇下降，直接影響到飛機制造商。因此，他們?yōu)榱松?，降低飛機全壽命周期內的成本就成為了新一代民機研制的一個重要指標和先進制造技術的發(fā)展方向。?

冷戰(zhàn)結束后，各國大量削減國防經費，軍方難以承受高性能武器裝備的高昂采購費用，如F-22戰(zhàn)斗機每架1.6億美元。如此高昂的采購費，限制了該飛機的生產數量，因此美國軍方提出研制買得起的飛機――JSF聯合攻擊機(每架約3億美元)作為相應的補充。軍機的研制生產也提出了高性能和全壽命周期低成本的雙重目標。?

計算機技術的不斷發(fā)展，精益生產等許多新理念的誕生，使得飛機先進制造技術處于不斷變革之中，傳統(tǒng)技術不斷精化，新材料、新結構加工、成形技術不斷創(chuàng)新，集成的整體結構和數字化制造技術構筑了新一代飛機先進制造技術的主體框架。為了進一步了解國外飛機先進制造技術發(fā)展的這一趨勢，本文介紹幾種主要制造技術(本站節(jié)選其中的《先進數控加工技術》)。

西方工業(yè)發(fā)達國家飛機制造業(yè)應用數控技術始于60年代。近50年的數控技術發(fā)展中，發(fā)達國家飛機制造業(yè)中數控技術發(fā)展現狀和應用水平主要體現在以下幾個方面：基本實現機加數控化、廣泛采用CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)和DNC技術，達到數控加工高效率，建立了柔性生產線和發(fā)展了高速切削加工技術。?

1 基本實現了機加數控化
發(fā)達國家數控機床占機床總數的30%～40%，而航空制造業(yè)更高，達到50%～80%。波音、麥道等飛機制造公司都配置了數量可觀的各種不同類型的先進數控設備，特別是大型、多坐標數控銑和加工中心，同時與之相關的配套設備齊全，數控化率高，基本實現了機加數控化。?

波音公司在Auburn民機制造分部建立了鋁、鈦、鋼結構件機加車間和機翼蒙皮與梁結構件機加車間，機加設備362臺，配置NC機床約180臺，數控化率達50%。?

在90年代中后期，這些公司仍在進一步加強對機加設備進行技術改造和更新，特別是多坐標高速數控銑床和加工中心。如波音公司在Wichita軍機制造分部就新配有法國Forest Line公司43m×3m×2m高架3龍門5坐標Minumac 30TH 數控銑床，加工“空中客車”飛機結構件的英國航宇(BAe)、原德國漢堡DASA公司、負責貝爾直升機結構件制造的Remele公司等都配有數量不等的法國Forest Line公司的高速5坐標龍門銑床。其中Remele公司多達6臺，主軸功率40kW，轉速40000r/min，可加工零件壁厚薄到0.76mm。同時還配有Fischer機床頭，主軸功率75kW，轉速5000r/min,可加工尺寸很大的機翼壁板，切削效率很高。貝爾直升機公司還添置了美國費城Marwin公司用于加工飛機結構件的Automax IV雙主軸5坐標高速加工中心，規(guī)格為20m×8m×9m，主軸轉速24000r/min，進給速度?20m/min?。?

2 數控加工效率高
發(fā)達國家飛機制造公司數控技術應用水平高。表現在：不僅數控設備利用率高(一般達80%)，主軸利用率高(95%)，且加工效率極高，加工周期短，勞動生產率是我國的20～40倍。大型機翼整體加工件加工效率約50kg/h。麥道公司制造C-17軍用運輸機起落架艙隔框，加工效率約30kg/h。?
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3 廣泛應用先進的CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)
廣泛應用CAD/CAPP/CAM/CAE自動化設計制造應用軟件以及DFX等并行工程，并有足夠的工藝知識數據庫、切削參數數據庫、各種規(guī)范化的技術資料作為使能工具。因而設計與工藝手段先進，工藝精良，NC加工程序優(yōu)質，縮短了工藝準備周期，提高了設備利用率和生產效率，大大縮短了零件生產周期。?

4 DNC技術廣泛應用
發(fā)達國家飛機制造公司大多數在70年代末80年代就已經廣泛地應用了分布式數字控制技術(Distributed NC，DNC)。波音公司在Wichita 軍機分部建立的一個DNC系統(tǒng)，大約連接有分布在若干不同車間中的130多臺數控設備, 包括加工中心、大型銑床、數控測量機。麥道、MBB和extron工廠等都建立了DNC系統(tǒng)。美國大約有2萬多家小型飛機零部件轉包制造商，60％～80％都使用了DNC系統(tǒng)。采用DNC技術具有明顯的經濟和技術效益，通?？商岣呱a率15%～20%。?

5 高速切削技術的應用
高速加工(High Speed Machining,HSM)被認為是21世紀機加工藝中最重要的手段。高速切削與常規(guī)切削相比具有明顯優(yōu)點：加工時間減少約60%～80%，進給速度提高5～10 倍，材料去除率提高3～5倍，刀具耐用度提高70%，切削力減少約30%，表面粗糙度Ramax可達8～10μm，工件溫升低，熱變形、熱膨脹減小，適宜加工細長、復雜薄壁零件等。
飛機大型復雜整體結構件采用高速數控加工技術是近幾年飛機機加技術發(fā)展的一種趨勢。因此，20世紀90年代中后期，飛機制造商添置了許多先進的多坐標高速數控銑和加工中心用于鋁、鈦、鋼等材料的各種整體結構件加工。波音Bertsche Engineering公司的高速加工中心，用于航空航天鋁合金、復合材料零件的加工。
對鋁合金高速加工，切削速度可達2000～5000m/min，主軸轉速達10000～40000r/min，加工進給速度為2～20m/min ，材料去除率30～40kg/h。?
高速切削加工技術對機床、刀具、控制系統(tǒng)、編程等都提出了更高的要求。發(fā)達國家對高速加工的配套技術研究和應用作為一個系統(tǒng)工程看待,解決得較好，并在不斷完善。?

6 應用高自動化水平的制造系統(tǒng)
發(fā)達國家飛機制造公司非常重視應用高自動化水平的制造系統(tǒng)，提高新飛機研制生產能力，加強企業(yè)競爭力。70年代末80年代先后建立了柔性制造系統(tǒng)(FMS)用于飛機結構件柔性加工，在新機研制中發(fā)揮了重要作用。90年代中后期，由于高速切削機床技術的發(fā)展和進步，飛機整體加工件的增多，開始較廣泛應用柔性加工單元或以柔性加工單元組成柔性生產線來加工飛機整體結構件(在汽車制造業(yè)領域也同樣得到應用)。如波音Wichita軍機分部用高速加工單元組成的柔性加工生產線來加工飛機整體隔框零件。達索飛機公司在“陣風”號飛機制造中也建立了一條柔性加工生產線，由4臺5坐標切削中心構成，配有自動化工件裝卸小車，容量達1000的機械手控制的工具庫，只需配備一個操作者。
西方發(fā)達國家不僅重視發(fā)展數控主體技術，并注重協(xié)調發(fā)展與數控技術配套的各單元自動化技術，包括數控車間信息管理系統(tǒng)，從而使得數控技術得以快速發(fā)展并達到了很高的應用水平，有力地推動了飛機制造業(yè)發(fā)展和進步。目前，發(fā)達國家飛機制造商不僅實現了高效數控加工，而且實現了數字化設計(D-D)和數字化制造(D-M)。