1. 飛機結(jié)構(gòu)組成及其制造特點

1.1. 飛機的研制流程

飛機是一個龐大而復(fù)雜飛行器系統(tǒng)，是人類制造的一種最復(fù)雜的高技術(shù)產(chǎn)品之一。 現(xiàn)代飛機具有外形氣動要求嚴(yán)格、設(shè)計更改頻繁、產(chǎn)品構(gòu)型眾多等特點?，F(xiàn)代飛機 型號的研制技術(shù)含量高、研制周期長，且研制過程耗資巨大，因此必須按照研制流 程分階段開展論證設(shè)計和過程控制。國內(nèi)通常按照分階段、循序漸進的規(guī)律，通常 將飛機的研制過程劃分為概念性設(shè)計階段、初設(shè)計階段和詳細設(shè)計階段。

概念性設(shè)計階段的任務(wù)是根據(jù)飛機的設(shè)計要求，對所要設(shè)計的飛機進行全面的構(gòu) 思，形成關(guān)于飛機設(shè)計方案較為粗略的基本概念，初步確定滿足設(shè)計要求的初步計方案。具體的工作內(nèi)容主要包括：（1）初步選定飛機的形式，進行氣動外形布局； （2）初步選擇飛機的主要基本參數(shù)；（3）選定發(fā)動機和主要的機載設(shè)備；（4）初 步選擇各主要部件的主要幾何參數(shù)；（5）粗略繪制飛機的三面草圖；（6）進行初步 的性能估算，檢查其是否符合飛機設(shè)計要求所給定的性能指標(biāo)；（7）對初步方案進 行修改整理，并進行評比和論證，選定最合理的方案；（8）經(jīng)主管部門批準(zhǔn)后，繼 續(xù)進行下一階段的設(shè)計工作。概念性設(shè)計階段的工作不需要做進行大量的試驗驗 證，因此這一階段的研制過程所需費用較少，但對飛機設(shè)計工作具有全局性影響的 重大決策，大多是在概念性設(shè)計階段做出的。

初步設(shè)計階段的任務(wù)是對概念性設(shè)計階段確定的設(shè)計方案進行修改和補充，使其進 一步地明確和具體化，最終給出完整的飛機總體設(shè)計方案。這一階段的主要工作包 括：（1）修改、補充和完善飛機的幾何外形設(shè)計，給出完整的飛機三面圖和理論外 形；（2）全面安排各種機載設(shè)備、各個系統(tǒng)和有效載荷；（3）初步布臵飛機結(jié) 構(gòu)的承力系統(tǒng)和主要的承力構(gòu)件；（4）進行較為詳細的重量計算和重心定位；（5） 進行比較精確的氣動力性能計算和操縱性、穩(wěn)定性計算；（6）給出詳細的飛機總體 布臵圖。在初步設(shè)計階段階段，通常還要對飛機及其各系統(tǒng)進行大量的試驗研究工 作，有時還需要制造全尺寸的試驗樣機，用于協(xié)調(diào)各系統(tǒng)和內(nèi)部裝載布臵，因此該階段要耗費較多的時間和資金。

詳細設(shè)計階段的工作主要是進行飛機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括部件設(shè)計和零構(gòu)件設(shè)計。設(shè) 計完成后，要給出飛機各個部件和各個系統(tǒng)的總圖、裝配圖、零件圖，以及詳細的 重量計算和強度計算報告。此階段的工作量很大，而且還要進行許多試驗，包括靜 強度試驗、動強度試驗、壽命試驗和各系統(tǒng)的地面臺架試驗等。下一步的工作是試 制原型機和進行地面試驗，包括全機靜、動力試驗和各系統(tǒng)的地面試驗，如果試驗 中發(fā)現(xiàn)問題，則要對原型機進行修改再進行試飛。試飛合格后申請設(shè)計定型，由國 家有關(guān)部門審查，發(fā)給型號合格證書，下一步則轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)階段。

1.2. 飛機結(jié)構(gòu)組成及技術(shù)要求

飛機主要包括機體、發(fā)動機、機載設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)件及其他四大部分，機體由機頭、機 身、艙門、尾翼、吊掛和雷達罩等結(jié)構(gòu)部件所構(gòu)成，主要保證飛機的氣動外形，并 將飛機各個部分連接成一個整體，占整機總價值量的比重約為 30%；發(fā)動機作為航 空航天器的關(guān)鍵子系統(tǒng)，是保證飛機克服空氣阻力向前飛行的動力源，其價值量占 比約為 25%；機載設(shè)備主要包括飛行控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、 導(dǎo)航系統(tǒng)等系統(tǒng)，是飛機的指揮中樞，用于控制和協(xié)調(diào)各部件的工作，其價值量占 比約為 30%；標(biāo)準(zhǔn)件及其他主要包括緊固件、密封件、操縱件、內(nèi)飾、電線電纜和 電氣通用元器件等部分，其價值量占比也為 15%。

由于使用目的不同，飛機結(jié)構(gòu)和一般的機械結(jié)構(gòu)相比，具有自身的特殊要求。這些 要求可以概括為：氣動要求、結(jié)構(gòu)完整性要求、最小質(zhì)量要求、使用維護要求、工 藝性要求、材料要求：

氣動要求：飛機的機翼、尾翼和機身等部件的幾何外形參數(shù)與飛機的總體性能 密切相關(guān)，上述部件的制造過程應(yīng)保證構(gòu)造外形滿足總體設(shè)計規(guī)定的外形準(zhǔn)確 度，不允許機翼、尾翼、機身結(jié)構(gòu)有過大變形，以保證飛機具有良好的氣動升 力、阻力特性以及良好的穩(wěn)定性和操縱性。

結(jié)構(gòu)完整性要求：飛機結(jié)構(gòu)完整性是確保飛機安全壽命和高可靠性的重要條件之一，它主要包括機體結(jié)構(gòu)的強度、剛度、損傷容限及耐久性等設(shè)計指標(biāo)，保 證結(jié)構(gòu)在承受各種規(guī)定的載荷狀態(tài)下具有足夠的強度，不產(chǎn)生不能允許的殘余 變形，同時也要具有足夠的剛度，以避免出現(xiàn)不能允許的氣動彈性現(xiàn)象與共振 現(xiàn)象。

最小質(zhì)量要求：飛機結(jié)構(gòu)質(zhì)量顯著影響飛機性能的優(yōu)劣，在滿足飛機的空氣動 力要求和結(jié)構(gòu)完整性的前提下結(jié)構(gòu)質(zhì)量應(yīng)盡可能輕，這意味著有效載荷、飛行 速度和飛行距離的增加。

使用維護要求：飛機的使用維護品質(zhì)是衡量飛機性能的一項重要技術(shù)指標(biāo)，良 好的維修性意味著維護成本低，或者無故障的飛行時間更長，意味著飛機的經(jīng) 濟性更好。飛機在結(jié)構(gòu)上必須按照維修方式(定檢、小修、中修)來合理確定檢 查口蓋的、數(shù)量及種類。同時，飛機良好的維修性也體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)上需要布 臵合理的分離面與各種艙口，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部安排必要的檢查和維修通道，增加結(jié) 構(gòu)的開敞性和可達性等。

工藝性要求：由于飛機零件數(shù)量多，多采用薄壁結(jié)構(gòu)，開敞性差，形狀和結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，尺寸大而剛度小，所以使得飛機制造困難，手工勞動量大，因此飛機結(jié) 構(gòu)需要具有良好的工藝性，便于零部件的制造加工和后續(xù)飛機結(jié)構(gòu)的裝配。

材料要求：在保證結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度、強度及抗疲勞特性的情況下，為了滿 足結(jié)構(gòu)質(zhì)量的要求，大量采用鋁合金、鎂鋁合金、欽合金等比強度高的金屬材 料。

1.2.1. 機翼

機翼的主要功用是產(chǎn)生飛機在空中飛行所需的升力，同時也起到一定的穩(wěn)定和操作 作用，此外機翼還可以提供一定的燃油存儲空間。機翼作為飛機的主要氣動面，是 主要的承受氣動載荷的部件，一般由機翼主盒、襟翼、擾流片、副翼、縫翼、發(fā)動 機吊掛等部分組成，其中：副翼安裝在機翼翼梢后緣外側(cè)，是飛機的主要操作舵面， 飛行員操縱左右副翼差動偏轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的滾轉(zhuǎn)力矩；襟翼安裝在機翼后緣內(nèi)側(cè)的翼 面，可繞軸向后下方偏轉(zhuǎn)，依靠增大機翼的彎度來獲得升力增加；縫翼一般位于機 翼前緣，縫翼打開時既增大機翼面積又增大翼型彎度，可達到較好的增升效果。

機翼結(jié)構(gòu)形式主要根據(jù)機翼結(jié)構(gòu)中主承力系統(tǒng)的組成形式來劃分，根據(jù)主要抗彎構(gòu) 件的不同，典型的受力形式有蒙皮骨架式、整體壁板式和夾層結(jié)構(gòu)。主承力系統(tǒng)由 承受作用在機翼上的力和力矩的構(gòu)件組成，通常按照強度設(shè)計的要求選擇機翼結(jié)構(gòu) 形式?，F(xiàn)代飛機機翼大多采用蒙皮骨架式結(jié)構(gòu)，根據(jù)其內(nèi)部承力結(jié)構(gòu)形式的不同， 蒙皮骨架式結(jié)構(gòu)又可以分為雙梁式結(jié)構(gòu)、單塊式結(jié)構(gòu)、多墻式結(jié)構(gòu)等不同類型。

飛機機翼的質(zhì)量通常占全機質(zhì)量的 8%~15%，其中機翼結(jié)構(gòu)質(zhì)量占機翼質(zhì)量的 30%~50%。在構(gòu)造上，飛機機翼通常由蒙皮、骨架和接頭組成，其中：接頭的作用 是將機翼上的載荷傳遞到機身上，骨架結(jié)構(gòu)分為縱向構(gòu)件和橫向構(gòu)件，縱向構(gòu)件包 括翼梁、長桁和墻，橫向部件包括普通肋和加強肋，蒙皮是包圍在機翼骨架外的微 型構(gòu)件，用鉚釘或粘結(jié)劑固定于骨架上，形成機翼的氣動外形。

1.2.2. 機身

機身是指用來裝載人員、貨物、機載設(shè)備等，并將機翼、尾翼、發(fā)動機和起落架等 連成一個整體的飛機部件。機身結(jié)構(gòu)一般由蒙皮和內(nèi)部骨架組成，內(nèi)部骨架包括長 桁、桁梁等縱向構(gòu)件和隔框等橫向構(gòu)件，各結(jié)構(gòu)元件的功能相應(yīng)地一與機翼結(jié)構(gòu)中 各元件相同。

機身通常需要承受剪力、彎矩以及沿機體軸向的軸向力和扭矩，并且機身內(nèi)部需要裝載貨物、成員、發(fā)動機等，承受上述裝載物品帶來的分布載荷和集中載荷，因此 機身結(jié)構(gòu)的設(shè)計一般采用剛性薄壁空間結(jié)構(gòu)，從結(jié)構(gòu)形式上課分為構(gòu)架式結(jié)構(gòu)、硬 殼式結(jié)構(gòu)以及半硬殼式結(jié)構(gòu)，半硬殼式結(jié)構(gòu)又可分為桁梁式結(jié)構(gòu)和桁條式結(jié)構(gòu)兩 種：

構(gòu)架式機身：在早期的低速飛機上，機身的承力構(gòu)架都做成四緣條的立體構(gòu)架。 為了減小飛機的阻力，在承力構(gòu)架外面固定有整形用的隔框、桁條和布質(zhì)蒙皮 （或木制蒙皮），這些構(gòu)件只承受局部空氣動力，不參加整個結(jié)構(gòu)的受力，機 身的剪力、彎矩和扭矩全部由構(gòu)架承受，其中彎矩引起的軸向力，由構(gòu)架的四 根緣條承受，垂直方向的剪力由構(gòu)架兩側(cè)的支柱和斜支柱（或各對張線）承受， 水平方向的剪力由上、下平面內(nèi)的支柱、斜支柱（或張線）承受；機身的扭矩， 則由四個平面構(gòu)架組成的立體結(jié)構(gòu)承受。構(gòu)架式機身的抗扭剛度差，空氣動力 性能不好，其內(nèi)部容積也不易得到充分利用，只有一些小型低速飛機機身采用 構(gòu)架式機身。

硬殼式機身：機身采用框架、隔框形成機身的外形，而蒙皮承受主要的應(yīng)力， 硬殼式機身結(jié)構(gòu)沒有縱向加強件，因而蒙皮必須足夠強以維持機身的剛性，其 主要問題是重量較重，現(xiàn)代飛機較少采用這種結(jié)構(gòu)。

桁梁式機身：桁梁式機身由幾根較強的大梁、較弱的桁條、較薄的蒙皮和隔框 組成。機身彎曲時，彎矩引起的軸向力主要由大梁承受，蒙皮和桁條組成的壁 板截面積較小，受壓穩(wěn)定性較差，只能承受一小部分彎矩引起的軸向力。 桁 梁式機身，由于采用了較強的大梁，因而可以開大的艙口而不會顯著地降低結(jié) 構(gòu)的強度和剛度。

桁條式機身：桁條式機身的桁條和蒙皮較強，受壓穩(wěn)定性好，彎矩引起的軸向 力全部由上、下部的蒙皮和桁條組成的壁板受拉、壓來承受。由于蒙皮加厚， 改善了機身的空氣動力性能，增大了機身結(jié)構(gòu)的抗扭剛度，所以與桁梁式機身 相比更適用于較高速飛機。此外，桁條式機身的蒙皮和桁條在結(jié)構(gòu)受力中能夠 得到充分利用。桁條式機身各構(gòu)件受力比較均勻，傳遞載荷時必須采取分散傳 遞的方法，因而機身各段之間都用很多接頭來連接。

1.2.3. 尾翼

尾翼用于保證飛機的縱向和航向的平衡與安定性，以及實施對飛機的縱向、俯仰和 航向的操縱。一般常規(guī)飛機的尾翼由水平尾翼和垂直尾翼兩部分組成，水平尾翼由 水平安定面和升降舵組成，垂直尾翼由垂直安定面和方向舵組成。從本質(zhì)上說，尾 翼的直接功用也是產(chǎn)生升力，因而尾翼的設(shè)計要求和構(gòu)造與機翼十分類似，通常都 是由骨架和蒙皮構(gòu)成的。根據(jù)水平尾翼和垂直尾翼布局形式的不同，常見的飛機尾 翼的布局形式包括常規(guī)式布局、T 形尾翼、V 形尾翼、無尾式布局等多種不同的形 式。

水平尾翼簡稱平尾，是飛機縱向平衡、穩(wěn)定和操縱的翼面。平尾左右對稱布臵在 飛機尾部，其翼面前半部通常是固定的，稱為水平安定面，后半部鉸接在安定面的 后面，可操縱上下偏轉(zhuǎn)，稱為升降舵。在飛行中，飛機升力的位臵會隨迎角和速度 的變化而移動，飛機重心也因燃油消耗等原因而變動，通常需要通過平穩(wěn)產(chǎn)生負升 力或正升力使飛機保持力矩平衡。飛機平尾按照相對于機翼上下位臵的不同，大致 可以分為高平尾、中平尾和低平尾三種形式。

垂直尾翼簡稱垂尾，起保持飛機的航向平衡、穩(wěn)定和操縱作用。與平尾類似，垂尾 翼面的前半固定的部分稱垂直安定面，方向舵鉸接在安定面后部。垂尾的作用是保 持轉(zhuǎn)彎在無側(cè)滑狀態(tài)下進行，在有側(cè)風(fēng)著陸時保持機頭對準(zhǔn)跑道，以及在飛行中平 衡不對稱的偏航力矩。方向舵操縱系統(tǒng)中可裝阻尼器，以制止飛機在高空高速飛行 中出現(xiàn)的偏航搖擺現(xiàn)象。

1.2.4. 起落架

起落架是飛機在地面停放、滑行、起飛著陸滑跑時用于支撐飛機重力、承受相應(yīng)載 荷的。起落架能夠消耗和吸收飛機在著陸時的撞擊能量，保證飛機靈活穩(wěn)定地 完成在地面上的各種操縱動作。現(xiàn)代飛機的起落架通常由緩沖系統(tǒng)、承力結(jié)構(gòu)、帶 充氣輪胎的機輪、減振器、剎車裝臵及轉(zhuǎn)彎操縱機構(gòu)、減擺器、收放機構(gòu)等組成。 起落架的布臵形式是指飛機起落架支柱的數(shù)口和其相對于飛機重心的布臵位臵。目 前飛機上通常采用后三點式、前三點式、自行車式和多點式四種起落架布局形式：

后三點式：早期在螺旋槳飛機上廣泛采用后三點式起落架。其特點是兩個主輪 （主起落架）布臵在飛機的質(zhì)心之前并靠近質(zhì)心，尾輪（尾支撐）遠離質(zhì)心布 臵在飛機的尾部。在停機狀態(tài)時，飛機 90%的質(zhì)量落在主起落架上，其余的 10% 由尾支撐來分擔(dān)。

前三點式：兩個主輪保持一定間距左右對稱地布臵在飛機質(zhì)心稍后處，前輪布 臵在飛機頭部的下方，飛機在地面滑行和停放時，機身地板基本處于水平位臵， 便于旅客登機和貨物裝卸。

自行車式：前輪和主輪前后布臵在飛機對稱面內(nèi)（即在機身下部），重心距前 輪與主輪幾乎相等。為防止轉(zhuǎn)彎時傾倒，在機翼下還布臵有輔助小輪。這種布 臵型式由于起飛時抬頭困難而較少采用。

多點式：起落架的布臵形式與前三點式起落架類似，飛機的重心在主起落架之前，但其有多個主起落架支柱，一般用于大型飛機上。采用多支點式可以使局 部載荷減小，有利于受力結(jié)構(gòu)布臵；還能夠減小機輪體積，從而減小起落架的 收放空間。

根據(jù)起落架緩沖器和傳遞載荷的方式的不同，飛機起落架的結(jié)構(gòu)設(shè)計可分為構(gòu)架式 起落架、支柱式起落架、搖臂式起落架等不同形式：

構(gòu)架式起落架：通過承力構(gòu)架將機輪與機翼或機身相連，承力構(gòu)架中的桿件及 減振支柱都是相互鉸接的，它們只承受軸向力而不承受彎矩。因此，這種結(jié)構(gòu) 的起落架構(gòu)造簡單，質(zhì)量也較輕，在過去的輕型低速飛機上用得很廣泛，但由 于構(gòu)架式起落架其難以收放，現(xiàn)代高速飛機基本上不采用。

支柱式起落架：減振器與承力支柱合二為一，機輪直接固定在減振器的活塞桿 上，減振支柱上端與機翼的連接形式取決于收放要求，分為懸臂式和撐桿式兩 類。對收放式起落架，撐桿可兼作收放作動筒，扭矩通過扭力臂傳遞，也可以 通過活塞桿與減振支柱的圓筒內(nèi)壁采用花鍵連接來傳遞。這種形式的起落架構(gòu) 造簡單緊湊，易于放收，而且質(zhì)量較輕，常用于起落架較長、跑道路面較好、 受前方撞擊較小的飛機上。

搖臂式起落架：機輪不與緩沖支柱直接相連，通過可轉(zhuǎn)動的搖臂與減振器的活 塞桿相連，減振器也可以兼作承力支柱。這種形式的起落架對垂直撞擊、前方 撞擊以及剎車等均有不同的緩沖能力，緩沖器只承受軸向力，不承受彎矩，因 而密封性能好，可增大減振器的內(nèi)部充氣壓力，以減小減振器的尺寸，克服了 支柱式的缺點，在現(xiàn)代飛機上得到了廣泛的應(yīng)用。

1.3. 飛機結(jié)構(gòu)的工藝特點

飛機結(jié)構(gòu)的基本特點是外形與構(gòu)造復(fù)雜、零件數(shù)目多，尺寸大、剛性小，歸納起來 其主要特點包括如下幾點：

構(gòu)造復(fù)雜，零件多：一輛載重汽車包括發(fā)動機在內(nèi)有 3000 多個零件，而一架 飛機僅殼體上的零件就有 10000 至 100000 件不等，其中還不包括幾百萬件的 螺釘、鉚釘?shù)葮?biāo)準(zhǔn)件。如某型轟炸機僅重要附件就有 8100 種，以及 320 多臺 電子電氣裝臵、長 2400mm 的液壓管路和長 100km 左右的導(dǎo)線。因此，要求有 廣泛的協(xié)作體系，許多零件、附件、成件、儀表設(shè)備都要有專廠供應(yīng)。

外形復(fù)雜，尺寸大：飛機的骨架和蒙皮大多具有不規(guī)則的曲面形狀，在尺寸上， 大型運輸機 C-5A 翼展長達 68m，機身全長 75m，因此決定了零件、組合件、 部件的尺寸也較大，如 B747 機翼上一塊整體壁板長達 34m，A380 超臨界外翼 下整體壁板的長度也達到了 33m。

精度要求高，剛度?。河捎跉鈩恿π阅艿囊?，大部分機體構(gòu)件的外形準(zhǔn)確度 一般都在 10 級精度范圍內(nèi)。如 L-1011 飛機的復(fù)雜曲面蒙皮壁板,最大尺寸為 2.5mX12m，成形誤差要求小于 0.3mm。在滿足性能要求的前提下，飛機的質(zhì) 量越輕越好，多采用剛度小的薄壁結(jié)構(gòu)，一些零件在自重狀態(tài)都會引起結(jié)構(gòu)變 形。

從飛機結(jié)構(gòu)特點分析中可以看出，總休上飛機主要是由結(jié)構(gòu)件和蒙皮兩大部分組成 的。飛機的整體框、整體梁、整體肋、接頭和整體壁板等都是典型的飛機結(jié)構(gòu)零件， 其主要加工方法為機械的切削加工，毛坯常用鍛件和鑄件，主要的加工方式有毛坯 的切割，零件的車削、銑削、磨削、鉆削、刨削等，涉及的加工設(shè)備及工裝主要有 車床、銑床、磨床、鉆床、刨床，以及相應(yīng)的車刀、銑刀、磨削砂輪、鉆頭、刨刀 及相配套的夾具等。飛機的框、肋、析條、蒙皮等都是典型的飛機鈑金類零件，鈑 金類零件是用板料或型材通過塑性成形工藝制造出來的，主要的成形工序有：毛坯 下料、彎曲成形、拉深成形、軋壓成形、旋壓成形等，鈑金成形工藝裝備有毛坯下 料設(shè)備和成形設(shè)備，前者如剪床、沖裁模具、數(shù)控下料機床、等離子切割、高壓水 刀切割及激光切割等，后者主要有普通/數(shù)控沖床、蒙皮拉形機床、型材拉彎機床、 數(shù)控閘壓機床及數(shù)控彎管機床等，此外鈑金成形需要模具。

2. 飛機結(jié)構(gòu)制造與裝配

2.1. 飛機制造工藝裝備

工藝裝備簡稱“工裝”，飛機工藝裝備是指飛機制造國產(chǎn)所需的夾具、模具、量具 和工位器具的總稱。由于飛機產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境不同于一般機械產(chǎn)品，所以在飛機制造過程中除了采用各種通用機床、常用工具和試驗設(shè)備外，還須針對不同的 零件、組合件、部件制造專用工藝裝備，利用這些專用工藝裝備用于對工件進行加 工成形、裝配安裝、測量檢查，以及在工藝裝備之間進行協(xié)調(diào)移形。工藝裝備證飛機零件、部件的質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，降低人勞動強度，實現(xiàn)安全生產(chǎn)都有 重要作用。

飛機工藝裝備是飛機制造的必備裝備，也是飛機制造工程中的一項關(guān)鍵技術(shù)，飛機 企業(yè)的工藝裝備的技術(shù)水平反映了企業(yè)的制造技術(shù)水平。SU-27 飛機全機采用的工裝備總數(shù)達到 61881 項，其中標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備 687 項，生產(chǎn)用工藝裝備 61194 項。 參考國外飛機制造的情況，工藝裝備的費用占總研制費用的 16.5%至 19.5%，設(shè)計 制造周期占飛機研制周期的 1/3 左右。

飛機制造過程中常用工藝裝備可分為標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備和生產(chǎn)工藝裝備兩類。標(biāo)準(zhǔn)工藝 裝備用于協(xié)調(diào)、制造其它工藝裝備的依據(jù)，如標(biāo)準(zhǔn)樣件、標(biāo)準(zhǔn)量規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)模型、結(jié) 合樣板、輔助量規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)控制圖和賦予總體或部分協(xié)調(diào)制造信息的數(shù)學(xué)模型（也稱 數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備，可視為制造數(shù)據(jù)集的一種）。生產(chǎn)工藝裝備用于制造、裝配 及安裝產(chǎn)品所使用的工藝裝備，如型架、精加工臺、模具、型胎、鉆模、銑切夾具、 組合夾具、檢驗夾具、地面設(shè)備和試驗設(shè)備等。包括生產(chǎn)最終產(chǎn)品的裝配工裝、檢 驗夾具和吊運設(shè)備。

標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備以 1:1 的真實尺寸來體現(xiàn)產(chǎn)品某些部位的幾何形狀和尺寸的剛性實 體，作為用于制造、檢驗和協(xié)調(diào)生產(chǎn)的工藝裝備的模擬量標(biāo)準(zhǔn)，是保證生產(chǎn)用的工 藝裝備之間、產(chǎn)品部件和組件之間的尺寸和形狀協(xié)調(diào)與互換的重要依據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)工藝 裝備必須具有足夠的剛度，以保持其尺寸和形狀的穩(wěn)定性，同時應(yīng)比生產(chǎn)用工藝裝 備具有更高的準(zhǔn)確度。標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備的種類可分為標(biāo)準(zhǔn)樣件、標(biāo)準(zhǔn)量規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)平板 等，其中標(biāo)準(zhǔn)樣件又可分為安裝標(biāo)準(zhǔn)樣件、表面標(biāo)準(zhǔn)樣件和反標(biāo)準(zhǔn)樣件。

由于飛機結(jié)構(gòu)不同于一般機械，在飛機的裝配過程中，不能單靠零件自身形狀和尺 寸的加工準(zhǔn)確性來裝配出合格的部件，而須采用一些特殊的裝配工藝裝備。裝配工 藝裝備是一類專用生產(chǎn)裝備，在完成飛機產(chǎn)品從零組件到部件的裝配以及總裝配過 程中，用以控制其形狀幾何參數(shù)且具有定位功能。裝配型架是裝配工藝裝備中主要 的一類，按其用途或工作性質(zhì)可劃分為裝配型架、對合型架、精加工型架、檢驗型 架等，按裝配對象的連接方法，又可將裝配型架劃分為鉚接裝配型架、膠接裝配型 架、焊接裝配型架等，其中鉚接裝配型架數(shù)量最多。

2.2. 飛機鈑金零件成形

鈑金零件是組成現(xiàn)代飛機機體的主要部分，一般占飛機零件總數(shù)的一半以上。據(jù)統(tǒng) 計，一架中型飛機上的鈑金零件達 60000 件，制造工時約占整架飛機總工時的 15%， 飛機鈑金零件的制造直接影響飛機的整機質(zhì)量和生產(chǎn)周期。典型的飛機鈑金零件有 蒙皮、隔框、壁板、翼肋、導(dǎo)管等，飛機鈑金零件具有尺寸大、厚度薄、剛度小、 形狀復(fù)雜、精度要求高的特點。一架飛機的鈑金零件總數(shù)雖然很多，但同種零件的 數(shù)量卻很少，而且材料的品種較多，因而飛機鈑金零件的生產(chǎn)特點為品種多、批量 小、制造方法多樣化。

飛機鈑金零件主要包括具有氣動外形的零件、骨架零件、內(nèi)裝零件等幾個類別，具 有氣動外形的零件要求要有準(zhǔn)確、光滑、流線的曲面形狀，骨架零件要求零件能以 最小自重保有最高的結(jié)構(gòu)效率，所有鈑金零件要求在規(guī)定的使用和儲存期限內(nèi)具有 要求的強度、剛度以及抗疲勞、抗腐蝕和耐熱等物理、化學(xué)性能。飛機鈑金零件不但形狀復(fù)雜，而且需要使用多種比強度高和耐熱、抗腐蝕的材料，其中用量最大的 是硬鋁、超硬鋁和防銹鋁合金，鈦合金因其比強度高、耐熱和耐腐蝕性好的特點， 在鈑金零件用料占比不斷提高。

從成形方法上分，飛機鈑金零件可分為擠壓型材零件、板材零件和航空管件零件三 種。擠壓型材零件通常是飛機骨架零件，包括桁條、大梁以及框肋的緣條等，可 進一步細分成壓下陷型材、壓彎型材、滾彎型材、繞彎型材、拉彎型材、復(fù)雜型型 材等類別。板材是飛機鈑金零件中的重要類別，鈑金成形零件中 80%以上都需要先 裁剪成毛料然后成形，根據(jù)板材零件特征的不同，又可細分為平板零件、板彎型材 零件、拉深零件、蒙皮零件、整體壁板零件和落壓零件等不同類型。航空管材零件 其特點是外形復(fù)雜、質(zhì)量要求高、彎曲方法多、端頭加工復(fù)雜、表面處理方法多以 及需做氣密、強度試驗等，可具體細分為擴口彎曲導(dǎo)管、無擴口彎曲導(dǎo)管、滾波卷 邊彎曲導(dǎo)管、異形彎曲導(dǎo)管和焊接管等類型。

2.3. 飛機結(jié)構(gòu)件切削加工

過去飛機機體主要部分都由鈑金零件裝配而成，隨著飛機性能的不斷提高整體結(jié)構(gòu) 日益增多。由于整體框、梁、肋的出現(xiàn)及整體壁板結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，機械加工零件 的類型和品種日益增加，在某些類型飛機的生產(chǎn)中，機械加工零件所占勞動量比重 已超過鈑金成形零件。整體結(jié)構(gòu)件與鉚接結(jié)構(gòu)相比有如下優(yōu)點：（1）在氣動性能方 面，外形準(zhǔn)確和對稱性好；（2）在強度方面，剛性好，比強度高，可減輕質(zhì)量 15%-20%； （3）氣密性好；（4）可大大減少零件和連接件數(shù)量；（5）裝配后變形小，使部件 成本降低 50%左右。

飛機整體結(jié)構(gòu)件已成為構(gòu)成飛機機體骨架和氣動外形的重要組成部分，它們品種繁 多、形狀復(fù)雜、材料各異。為了減輕質(zhì)量而進行的等強度設(shè)計，往往要在結(jié)構(gòu)件上 形成各種復(fù)雜型腔，因和比一般機械零件相比整體結(jié)構(gòu)件加工難度大，制造水平要 求高，形位精度要求高，而且有嚴(yán)格的質(zhì)量控制和使用壽命要求，例如壁板、梁、 框、座艙蓋骨架等結(jié)構(gòu)件是由構(gòu)成飛機氣動外形的流線型曲面、各種異形切面、結(jié) 合槽口、交點孔組合而成的復(fù)雜實體。目前飛機上常見的整體結(jié)構(gòu)件有整體壁板、 整體梁類零件、整體框肋類零件、整體骨架類零件、接頭類零件等。

飛機整體結(jié)構(gòu)件具有批量小、品種多、協(xié)調(diào)關(guān)系復(fù)雜，要求制造設(shè)備精度高、自動 化水平高、生產(chǎn)效率高、具有柔性等特點，目前飛機整體結(jié)構(gòu)件主要采用數(shù)控加工 的制造方式。對于形狀較簡單的結(jié)構(gòu)件，采用三軸或四軸數(shù)控機床就可以進行加工， 對于形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件，受刀具與零件相對位臵的限制，采用三軸或四軸數(shù)控機床 則需要多次裝卡才能完成零件的加工，目前對復(fù)雜零件采用五軸聯(lián)動加工技術(shù)是現(xiàn) 代航空零部件數(shù)控加工的發(fā)展趨勢。

飛機整體結(jié)構(gòu)件使用的主要材料有鋁合金、合金結(jié)構(gòu)鋼、鈦合金和復(fù)合材料等，在 早期的飛機制造業(yè)中鋁合金是飛機結(jié)構(gòu)的主要材料，用量一般占飛機總質(zhì)量的 70% 至 80%左右，隨著飛機制造業(yè)的發(fā)展以及新材料的出現(xiàn)，鋁合金材料在飛機結(jié)構(gòu)中 的應(yīng)用逐漸減少。目前飛機整體結(jié)構(gòu)件大多為金屬材料制成，其毛坯料大多采用模 鍛和預(yù)拉伸厚板材，后續(xù)經(jīng)過切削加工、校正、成形等工藝流程制成結(jié)構(gòu)制品，最 終經(jīng)過表面光整加工、表面熱處理等工序形成最終的整體航空結(jié)構(gòu)件。

2.4. 飛機的裝配

2.4.1. 飛機部段劃分

為了滿足飛機的使用、維護以及生產(chǎn)工藝上的要求，整架飛機的機體可分解成許多 大小不同的裝配單元。首先，飛機的機體可分解成若干部件，如某殲擊機的部件包 括：前機身、后機身、機翼、襟翼、副翼、水平尾翼、垂直安定面、方向舵、前起 落架和主起落架等。有些部件還可分解成段件，如機翼分解為前緣段、中段和后段， 有的部件或段件可再分解為板件，板件是由部件或段件的蒙皮以及內(nèi)部骨架元件的 一部分所組成的，如機翼中段的上、下壁板，后機身的上、下板件和左、右側(cè)壁板 等。

飛機機體結(jié)構(gòu)劃分為許多裝配單元后，兩相鄰裝配單元間的對接結(jié)合處就形成了分 離面，飛機機體結(jié)構(gòu)的分離面一般可分為設(shè)計分離面和工藝分離面兩類：

設(shè)計分離面：飛機部件之間、部件與可拆卸件之間形成的分離面。如為便于機 翼的運輸和更換，需將機翼設(shè)計成獨立的部件；襟翼、副翼或舵面，需在機翼 或安定面上做相對運動，也應(yīng)劃分為獨立的部件；為便于殲擊機機身后部發(fā)動 機的維修、更換，需要把機身分成前、后機身兩個部件。設(shè)計分離面都采用可 卸連接(如螺栓連接、鉸鏈接合等)，而且一般要求它們具有互換性。

工藝分離面：為滿足制造和裝配過程的需要，需將部件進一步分解為更小的裝 配單元，這種裝配單元之間的分離面稱為工藝分離面。由部件劃分成的段件， 以及由部件、段件再進一步劃分出來的板件和組合件，它們之間的界面都是工 藝分離面，工藝分離面之間一般都采用不可卸連接，如鉚接、膠接、焊接等。

2.4.2. 飛機部件裝配

由于飛機部件的構(gòu)造復(fù)雜，零件及連接件數(shù)量多，大多數(shù)零件在自身重量下剛度較 小，而組合的外形又有嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此其裝配內(nèi)容繁多、工作量大，在裝配 過程后期，機體結(jié)構(gòu)比較封閉、勞動條件較差。因此在飛機成批生產(chǎn)時，通常將部 件進一步劃分為段件，段件再進一步劃分為板件、組合件等各種裝配單元，簡化部 件或段件裝配型架結(jié)構(gòu)，使裝配工作分散、工作環(huán)境開敞從而縮短裝配周期，改善 裝配工作的勞動條件。

部件裝配過程大致可劃分成以下幾個階段：組合件、板件裝配；段件、部件裝配。 按照分散裝配原則劃分出來的板件、組合件的鉚接工作可以通過機械化或自動化的 手段，提高連接質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。段件和部件的裝配可按工藝歸納為三組：（1） 為非板件化結(jié)構(gòu)的段部件，通常由許多分散的單個零件和較小的組合件裝配而成， 而且需要復(fù)雜的、比較龐大笨重的裝配型架；（2）板件化的段部件，主要由裝配或 加工成的板件和組合件裝配而成，而所用的段部件裝配型架較簡單，而且擴大平行 工作面和實現(xiàn)裝配工作機械化的可能性較大；（3）分成段件的部件，實質(zhì)上是預(yù)先 裝配好的各段連接，以及分離面處各系統(tǒng)的連接工作。

2.4.3. 飛機總裝配

飛機總裝配是部件裝配過程的延續(xù)，是飛機裝配工作的最后階段。飛機總裝配的任 務(wù)是根據(jù)飛機圖紙、技術(shù)條件及生產(chǎn)使用說明書的規(guī)定和要求，將部件裝配車間移 交的各段件、部件對接成完整的一飛機，將各專業(yè)廠提供的發(fā)動機、各種儀表、設(shè) 備和附件等安裝在飛機上，用各種導(dǎo)管、電纜、拉桿等連接成系統(tǒng)，進行調(diào)整、試 驗和檢驗，最后將飛機送交工廠試飛車間，作地面及空中試飛。

飛機總裝配難以實現(xiàn)大規(guī)模的機械化以提高生產(chǎn)效率，勞動量一般占飛機制造總勞 動量的 8%一 15%，周期所占百分比可達 20%。此外，飛機總裝配占用的生產(chǎn)面積 大，要求使用高度和跨度較大的廠房。在成批生產(chǎn)中，飛機總裝配采用流水生產(chǎn)的組織形式，在總裝時基準(zhǔn)部件沿著流水線移動，其他部件、系統(tǒng)、設(shè)備、附件等在 總裝的不同階段安裝到飛機上去，進行調(diào)整和試驗，最后總裝出整架飛機。

為節(jié)省總裝工作占用的生產(chǎn)場地，提高總裝工作的效率，主流的飛機制造企業(yè)通常 采用移動式裝配生產(chǎn)線，移動式裝配生產(chǎn)線能實現(xiàn)飛機高質(zhì)量、低成本和快速響應(yīng) 的制造。在裝配流程的設(shè)計上，最主要考慮生產(chǎn)節(jié)拍的要求，均衡分配各站位的工 作量并確定人員配臵，產(chǎn)品在生產(chǎn)線上以固定的時間頻率移動，保障飛機總裝生產(chǎn) 能夠以固定的節(jié)拍進行。此外，在移動式生產(chǎn)線的工藝布局上，既要考慮裝配工作 的工藝流程，也要按有利于移動生產(chǎn)的原則安排物料、工位器具、工具車、看板等 生產(chǎn)資料的布臵。

在飛機總裝配中通常在生產(chǎn)線布臵若干裝配站，必須在機上安裝調(diào)試的工作稱為裝 配站工作，不在機上的總裝配工作稱為工作臺工作。飛機總裝配流水作業(yè)的基礎(chǔ)就 是安裝、調(diào)試工作的節(jié)奏化，所以組織流水生產(chǎn)就是將機體對接及安裝、調(diào)試等工 作劃分為許多工序，然后根據(jù)飛機結(jié)構(gòu)將必須在機上工作的若干工序組合成一個任 務(wù)，而完成該任務(wù)的時間應(yīng)等于或倍比于流水線生產(chǎn)的節(jié)奏時間，這個任務(wù)就是某 裝配站上的工作內(nèi)容。

飛機總裝配工作結(jié)束后，由機場車間與總裝配車間共同檢查飛機的總裝配質(zhì)量，檢 查飛機的外表情況、儀表和設(shè)備的成套性，進行車間分工的某些試驗工作，包擴飛 機電氣、無線電、操縱、液壓等各系統(tǒng)檢驗與試驗，加注燃油、滑油開展發(fā)動機試 車試驗，并在試飛合格后將飛機移交給訂貨方。

3. 飛機制造業(yè)的行業(yè)特點

飛機制造業(yè)是交通運輸設(shè)備制造業(yè)中的一部分，主要包括零部件制造和整機制造兩 大類別。飛機制造是一個非常復(fù)雜的先進技術(shù)制造業(yè)，涉及 70 多個學(xué)科和大部分 工業(yè)產(chǎn)業(yè)。一架大飛機一般由 300-500 萬個零部件組成，主要包括機體、發(fā)動機、 航電設(shè)備、機電設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)件（電線電纜、電器通用器件）五大部分，因此飛機制 造業(yè)主要包括機體制造、發(fā)動機制造、核心機載設(shè)備制造（航電和機電設(shè)備）和標(biāo) 準(zhǔn)件制造，其中發(fā)動機制造和機載設(shè)備制造屬于核心設(shè)備制造。除此之外，航空材 料也是飛機制造業(yè)的重要組成部分，鋼、鋁、鋁鋰合金、鈦和復(fù)合材料是飛機機體 和主要結(jié)構(gòu)件部分的構(gòu)成材料，其中 30%以上的飛機材料仍使用鋁合金，但復(fù)合材 料的使用比例逐漸擴大，未來將達到 23%-25%。

飛機制造業(yè)是高新技術(shù)最集中的高端制造業(yè)：航空產(chǎn)品復(fù)雜度高，比如美國波音 747 零部件共 600 多萬個；我國的運七支線客機零部件 55 萬多個；19 座以下小型 飛機至少需要 10 萬個的零部件。產(chǎn)品精度也很高，飛機零部件的技術(shù)參數(shù)達到 10-7 量級，相比較，一輛汽車的零部件技術(shù)參數(shù)為 10-4 量級。發(fā)達國家如美國、日本、 韓國等國，已經(jīng)將飛機及其零部件制造列為高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，我國在 2006 年也將飛機 制造業(yè)列為了優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)行業(yè)。

飛機制造業(yè)是高投入、高收益和高風(fēng)險并存的行業(yè)：由于航空產(chǎn)品的技術(shù)含量、復(fù) 雜度和精度都很高，因而在研發(fā)過程中需要大量的資金投入作支撐。軍機研制經(jīng)費 高，美國為其第三代軍機 F-15 投入 17.5 億美元，為隱身戰(zhàn)斗機 F-117A 投入 20 億 美元，F(xiàn)-22 總花費高達 130 億美元。同時，民機的研發(fā)費用也很高，比如空客 A320 花費 20 億美元，波音 777 投入了 50 億美元。 高投入帶來高收益，如 F-16 的售價為 1840 萬美元，F(xiàn)117A 售價 4600 萬美元，B-2-售價高達 5.1 億美元，A-320 售價 3800 萬美元，波音 777 售價 1 億美元以上。高技術(shù)含量、高投入、高收益伴隨的 必然是高風(fēng)險。飛機研制周期很長，一般來說，從預(yù)研到交付長達 5 年，因而需要 持續(xù)的資金支持作為保障。同時，只有保證充足的銷售額才能獲利，比如，空客 A-300 花費了 20 年時間進行生產(chǎn)，在交付 1100 架的時候才達到盈虧平衡。

飛機制造業(yè)有很高的產(chǎn)業(yè)帶動作用：根據(jù)發(fā)達國家的經(jīng)驗，飛機制造業(yè)的投入產(chǎn)出 比在十年后大約是 1:80，技術(shù)轉(zhuǎn)移比是 1:16，就業(yè)拉動比是 1:40，一個機型500 多 個一級配套企業(yè)，有 3000-5000 個二級配套廠商，這樣金字塔式的供應(yīng)鏈?zhǔn)沟煤娇?工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的規(guī)模式效應(yīng)，對城市經(jīng)濟和區(qū)域經(jīng)濟產(chǎn)生一系列的輻射作 用，引領(lǐng)著整個產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的階梯式發(fā)展。

飛機制造業(yè)需要規(guī)模龐大的產(chǎn)業(yè)配套：飛機制造的產(chǎn)業(yè)鏈很長，包括與飛機有直接 配套關(guān)系的飛機本身和隨機器材（地面設(shè)備和工具），以及與飛機制造過程配套的 制造設(shè)備、工藝設(shè)備、檢測設(shè)備和材料等。航空產(chǎn)品復(fù)雜度很高，涉及 70 多個學(xué) 科和大部分的工業(yè)領(lǐng)域，因此需要規(guī)模巨大的產(chǎn)業(yè)配套，如波音 747 由 100 多萬個 零部件構(gòu)成，需要上萬個配套企業(yè)進行協(xié)同生產(chǎn)；波音 787 大約有 400 萬個零部件， 其中 90%的零部件生產(chǎn)分包給了 40 多個國家的合作伙伴，自己僅生產(chǎn)尾翼以及進 行最后的組裝。

4. 中國飛機制造業(yè)發(fā)展歷程（略）

新中國成立之前，中國基本沒有自己的飛機制造業(yè)，國內(nèi)只有幾家小型飛機修理廠。 1949 年之后，中國的飛機制造業(yè)經(jīng)歷了從修理到制造、從仿制到自行研制、從自主 發(fā)展到國際合作的成長過程，并逐步建立起自己的飛機制造業(yè)。自主研制成功了 Y7、MA60、Y8、ARJ21 等民用飛機，同時飛機制造業(yè)企業(yè)加強了國際合作，從轉(zhuǎn) 包飛機零部件到承擔(dān)國外整機總裝生產(chǎn)，轉(zhuǎn)包生產(chǎn)零部件涉及波音 737、747、757 和空中客車 A310、A320、A330/340 和 ATR42/72 等。

4.1. 1951 年—1954 年：從修理到制造

4.2. 1955 年—1976 年：從仿制到自行研制

4.3. 1977 年—至今：從自主發(fā)展到國際合作

5. 中國飛機制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

航空工業(yè)的發(fā)展水平是衡量一個國家綜合實力的重要標(biāo)志之一，許多發(fā)達國家將航 空工業(yè)作為支柱性產(chǎn)業(yè)大力發(fā)展，發(fā)展中國家也積極采取措施扶持本國航空工業(yè)參 與世界競爭。我國已經(jīng)將航空工業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分重點扶持， 并通過實施大型飛機重大專項，推動我國民用航空工業(yè)實現(xiàn)快速發(fā)展。此外，我國 也制定了一些了扶持航空工業(yè)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策，支持民用飛機產(chǎn)業(yè)發(fā)展、推動航空 工業(yè)軍轉(zhuǎn)民的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變、促進航空工業(yè)國際合作與外貿(mào)進口、引導(dǎo)非公有制資本進 入國防科技工業(yè)建設(shè)領(lǐng)域，并鼓勵非公有制企業(yè)參與軍民兩用高技術(shù)開發(fā)及其產(chǎn)業(yè) 化。隨著上述政策的逐步落實，一批民營企業(yè)進入航空零部件制造領(lǐng)域，打破了我 國航空工業(yè)原有相對封閉、自給的經(jīng)營體制。

我國航空零部件產(chǎn)業(yè)已經(jīng)基本建立獨立自主的工業(yè)體系，在推動國防裝備現(xiàn)代化轉(zhuǎn) 型升級、促進通用航空發(fā)展方面起到了關(guān)鍵作用。在國民經(jīng)濟快速發(fā)展、各項改革 不斷深化的備件下，國內(nèi)軍用飛機面臨升級換代的迫切需求，民用航空運輸業(yè)迅速 發(fā)展也帶動民用飛機市場急劇擴大，航空工業(yè)也迎來了前所未有的發(fā)展機遇。目前 我國軍用和民用航空工業(yè)進入快速發(fā)展時期，技術(shù)水平明顯提升，航空零部件基礎(chǔ) 能力建設(shè)進一步加強，此外航空工業(yè)的國際合作不斷深化，與世界先進水平間的差 距不斷縮小，并逐步形成軍民結(jié)合、寓軍于民的產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。

飛機制造業(yè)通常采取“整機制造商—多級供應(yīng)商”的制造模式。產(chǎn)業(yè)鏈的第一級為 整機制造商，主要從事產(chǎn)品設(shè)計、總裝制造、市場營銷、客戶服務(wù)和適航取證環(huán)節(jié)； 第二級為關(guān)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(shè)備；第三級主要包括眾多為產(chǎn)業(yè)鏈上層的整機與子系統(tǒng)制造商提供零部 件與材料的供應(yīng)商。航空航天零部件制造是航空航天制造業(yè)的基礎(chǔ)性子行業(yè)，是實 現(xiàn)航空航天材料向關(guān)鍵子系統(tǒng)和整機制造轉(zhuǎn)變的重要環(huán)節(jié)，具有產(chǎn)品門類繁多、工 藝路線復(fù)雜和產(chǎn)品精密度高的特點。從軍民融合與資產(chǎn)專用性角度，零部件制造業(yè) 較專用子系統(tǒng)及整機組裝，在不同機型及軍民應(yīng)用領(lǐng)域之間具有更廣泛的通用性及 下游市場；同時，由于零部件產(chǎn)品的高度定制化，零部件制造商易與整機及子系統(tǒng) 制造商形成較深入的合作關(guān)系。

當(dāng)前我國航空制造產(chǎn)品仍然以軍用飛機為主，中航工業(yè)集團基本壟斷國內(nèi)所有軍機 型號的生產(chǎn)。中航工業(yè)集團公司設(shè)有航空武器裝備、軍用運輸類飛機、直升機、機 載系統(tǒng)、通用航空、航空研究、飛行試驗、航空供應(yīng)鏈與軍貿(mào)、專用裝備、汽車零 部件、資產(chǎn)管理、金融、工程建設(shè)等產(chǎn)業(yè)。中航工業(yè)集團下轄 100 余家成員單位， 覆蓋了從研發(fā)設(shè)計、零部件制造到子系統(tǒng)與整機組裝的全產(chǎn)業(yè)鏈，其中整機制造企 業(yè)主要包括沈飛集團、成飛集團、洪都航空、西飛集團、哈飛集團等，產(chǎn)品涵蓋殲 擊機、殲擊轟炸機、轟炸機、運輸機、教練機、偵察機、直升機、強擊機、通用飛 機、無人機等飛行器，以及空空、空面、地空導(dǎo)彈。

我國飛機制造業(yè)歷經(jīng)數(shù)次戰(zhàn)略性和專業(yè)化重組，目前形成了以中航工業(yè)及其下屬單 位、以及中國商飛為主的制造格局，各企業(yè)依據(jù)自身實力和技術(shù)研發(fā)格局，承接不 同類型航空器產(chǎn)品的研發(fā)和制造。圍繞航空工業(yè)的產(chǎn)業(yè)布局，我國航零部件制造行 業(yè)形成了內(nèi)部配套企業(yè)為主，科研機構(gòu)、合資企業(yè)和民營企業(yè)有效補充的市場競爭 格局。

6. 中國飛機制造市場

6.1. 軍用飛機制造市場

空軍是現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中的戰(zhàn)略軍種之一，先進戰(zhàn)機作為我國空軍主戰(zhàn)裝備亟待批量列 裝。軍用航空器主要包括戰(zhàn)斗機（又稱殲擊機）、攻擊機（又稱強擊機）、轟炸機、 武裝直升機、軍用運輸機、預(yù)警指揮機、空中加油機、偵察機、教練機和無人機等。 在軍用航空領(lǐng)域，由于世界格局不斷變化、周邊環(huán)境中仍存在不確定及不穩(wěn)定因素， 我國持續(xù)保持相對較高的國防投入，進行軍隊體制改革以適應(yīng)國防和軍隊?wèi)?zhàn)略要 求，提升軍隊?wèi)?zhàn)斗力。根據(jù)財政部發(fā)布的《關(guān)于 2019 年中央和地方預(yù)算執(zhí)行情況 與 2020 年中央和地方預(yù)算草案的報告》，2019 年我國國防預(yù)算將增長 6.6%，達到 12684.08 億元。國防投入持續(xù)增加，其中空軍作為重要的戰(zhàn)略軍種之一，其現(xiàn)代化 建設(shè)進入快車道，決定軍用航空領(lǐng)域市場需求將在一段較長周期內(nèi)持續(xù)旺盛。

我國軍機總量與美國存在較大差距，對標(biāo)世界一流軍隊，軍機增補空間很大。截至 2019 年底，美國擁有軍用飛機 13266 架，占比 25%，數(shù)量居全球第一；其次是俄羅，數(shù)量達 4163 架，占比 8%；我國擁有軍機數(shù)量為 3210 架，占比約為 6%，其中 戰(zhàn)斗機 1603 架、直升機 903 架、運輸機 276 架、教練機 366 架、特種飛機 111 架， 同美國存在較大差距。建設(shè)一流軍隊已成為國家發(fā)展戰(zhàn)略，對標(biāo)美國，我國軍機尤 其是先進戰(zhàn)機在數(shù)量上存在很大增補空間，以“20 系列”為代表的國產(chǎn)先進戰(zhàn)機進入批產(chǎn)列裝階段，訂單有望加速釋放，帶動我國航空產(chǎn)業(yè)景氣度進一步提升。從 戰(zhàn)斗機的代際結(jié)構(gòu)上看，中國戰(zhàn)斗機中大量存在著殲-7、殲-8 等老舊二代機型，三 代機、四代機數(shù)量占比遠低于美國、俄羅斯兩個世界強國。J-7、J-8 等二代機均為 上世紀(jì) 90 年代以前的主流機型，服役時間較長，未來將逐步升級為 J-10、J-16、J-20 等三代半或四代新機型。此外隨著國內(nèi)新型直升機、教練機、運輸機的成熟，相關(guān) 飛機也面臨著大量的列裝、換裝需求。

我國空軍目前正在向戰(zhàn)略空軍轉(zhuǎn)型，未來 10 年帶來軍機需求規(guī)模約 1.98 萬億元。 當(dāng)前我國軍用飛機正處于更新?lián)Q代的關(guān)鍵時期，未來 10 年現(xiàn)有絕大部分老舊機型 將退役，殲-10、殲-11、殲-15、殲-16 和殲-20 等將成為空中裝備主力，新一代先進 機型也將有一定規(guī)模列裝，運輸機、轟炸機、預(yù)警機及無人機等軍機也將有較大幅 度的數(shù)量增長及更新?lián)Q代需要。

按照飛機機身零部件占到飛機總價值量的 30%計算，預(yù)計 2021-2030 年十年間我國 軍機列裝帶來的航空零部件的市場規(guī)模約為 6000 億元，按照加工服務(wù)費用占零部 件價值的 15%計算，航空零部件生產(chǎn)制造服務(wù)市場空間約為 900 億元，年均約為 90 億元。

6.2. 民用飛機制造市場

航空工業(yè)是典型的知識密集型、技術(shù)密集型行業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈長、國際分工程度高、市 場容量大是國際航空工業(yè)的突出特征。隨著經(jīng)濟全球化和區(qū)域經(jīng)濟一體化趨勢愈加 明顯，我國航空工業(yè)融入世界航空產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)是大勢所趨。航空工業(yè)作為參與國際 化分工深入的行業(yè)之一，其健康發(fā)展可以有效帶動國內(nèi)企業(yè)參與國際競爭，充分利 用國際國內(nèi)兩個市場、兩種資源，分享世界經(jīng)濟發(fā)展帶來的成果。目前國際航空轉(zhuǎn) 包生產(chǎn)大致分為 3 個層級。美國、歐洲、日本屬于第一陣營，以參與設(shè)計研發(fā)、工程制造、大部件集成為主，利潤率較高；中國大陸、韓國、墨西哥、突尼斯等屬于 第二陣營，以機體結(jié)構(gòu)件的制造為主，利潤率一般；俄羅斯、印度等屬于第三陣營， 大多處于零組件供應(yīng)商層級，利潤率較低。經(jīng)過多年的積累，我國已基本掌握世界 先進的數(shù)控加工技術(shù)和大型飛機機翼制造關(guān)鍵技術(shù)，具有復(fù)合材料加工、特殊工藝 制造、大型鈑金零件成型加工能力。

隨著我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，民用航空國際轉(zhuǎn)包已經(jīng)發(fā)展到新的高度。我國民用航 空事業(yè)起步較晚，并且在零部件的生產(chǎn)中，大都是以國際轉(zhuǎn)包的形式為先進的民用 飛機提供零部件產(chǎn)品。近些年來，我國航空企業(yè)一直通過國際航空轉(zhuǎn)包生產(chǎn)以及大 量合資企業(yè)建設(shè)的方式，不斷提升國際主力機型結(jié)構(gòu)部件、金屬型材、金屬零部件 等方面的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量，逐步成為世界航空產(chǎn)業(yè)重要的組成部分，提升了國 際化發(fā)展能力。我國的航空零部件轉(zhuǎn)包最初主要是通過“三來加工”的形式出現(xiàn)，即 客戶來圖、來料和來樣，企業(yè)根據(jù)客戶的圖紙對零部件進行生產(chǎn)和裝配。在國際轉(zhuǎn) 包業(yè)務(wù)配套過程中，國內(nèi)航空零部件生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)實力明顯得到提升，業(yè)務(wù)規(guī)模 不斷擴大。

目前中國民機國際轉(zhuǎn)包規(guī)模較之美國、歐洲、日本仍有很大差距，甚至低于韓國。 2014 年，全球民機轉(zhuǎn)包生產(chǎn)市場規(guī)模約 250 億美元，其中日本承接的轉(zhuǎn)包生產(chǎn)規(guī) 模占比約 13-17%，韓國約 8.3%，而我國占比僅 6.5%。而同期我國民機采購數(shù)量占 波音空客交付總量的比例高達 16.64%。我國現(xiàn)有的民機國際轉(zhuǎn)包體量遠低于發(fā)達國 家所獲得的國際貿(mào)易補償?shù)钠骄鶚?biāo)準(zhǔn)。究其原因，一方面我國航空零部件的國際轉(zhuǎn) 包業(yè)務(wù)中，除西子航空等極個別公司直接承接了空客等整機廠的少量訂單外，均由 中航工業(yè)及其下屬公司總攬承包并分包，但中航工業(yè)作為我國航空事業(yè)的中堅力 量，主要精力更多投向自主機型的研發(fā)及生產(chǎn)；另一方面，民營企業(yè)雖有較強的國 際轉(zhuǎn)包業(yè)務(wù)承接意愿，礙于波音、空客一級供應(yīng)商認證的嚴(yán)苛條件，民營企業(yè)極難 直接從波音、空客取得訂單。未來伴隨著波音、空客國際采購趨勢的加深和國內(nèi)航 空零部件制造主體的多元化特征凸顯，一批實力雄厚、工藝完整、技術(shù)質(zhì)量過關(guān)的 民營企業(yè)將可能獲得波音、空客一級供應(yīng)商認證，突破現(xiàn)有制造格局。公司作為航 空零部件制造領(lǐng)域的優(yōu)勢民營企業(yè)，隨著自身加工實力和產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提升，將 優(yōu)先受益于行業(yè)格局的調(diào)整。

從上世紀(jì) 80 年代開始，全球航空行業(yè)景氣度持續(xù)上升，航空客運量持續(xù)走高，各 國對飛機的需求量保持持續(xù)增長。根據(jù)《中國商飛公司市場預(yù)測年報（2019-2038）》， 未來二十年，全球航空旅客周轉(zhuǎn)量將以平均每年 4.3%的速度遞增，預(yù)計將有 45,459 架新機交付，價值約 6.6 萬億美元。同時，根據(jù)波音公司發(fā)布的《商業(yè)市場展望 （2018-2037）》，在地區(qū)發(fā)展分布方面，亞太地區(qū)需求最為強勁，未來 20 年預(yù)計新 增 16,930 架，市場價值達 2.67 萬億美元，成為全球最大的航空市場。根據(jù)《中國 商飛公司市場預(yù)測年報（2019-2038）》，到 2038 年中國機隊規(guī)模將達到 10,344 架， 未來二十年，中國航空市場將接收 50 座以上客機 9205 架，價值約 1.4 萬億美元（約 10 萬億人民幣）。按照我國對外采購干線飛機數(shù)量及最低 5%的貿(mào)易補償標(biāo)準(zhǔn)，以及 國產(chǎn)飛機已取得訂單的情況，按飛機零部件約占飛機總價值 30%的比例測算，我國 民用航空零部件國際轉(zhuǎn)包市場規(guī)模約 1000 億元。

以 ARJ21 和 C919 為代表的國產(chǎn)民航飛機批產(chǎn)在即，有望打開航空零部件國內(nèi)分包 市場空間。我國繼運-10 后自主研制的第二種大型客機 C919 已于 2017 年 5 月實現(xiàn)首飛。目前 C919 客機市場前景看好，全國人大代表、C919 大型客機總設(shè)計師吳光 輝在今年兩會期間表示，目前 C919 的全球客戶達到 28 家，訂單總數(shù)達到 815 架， 中航工業(yè)及下屬成飛民機、沈飛民機等承擔(dān)了 C919 大部分機身部件的生產(chǎn)工作， 預(yù)計占飛機總價值量 15%左右。此外，截止 2020 年 3 月我國 ARJ21、新舟 60 和新 舟 600、新舟 700 分別獲得訂單 724 架、524 架（根據(jù) 2016 年的 343 架推測）和 285 架，按照各自售價及零部件占飛機總價值 30%左右的比例計算，國產(chǎn)飛機已有 訂單可為零部件制造帶來分包收入約為 1600 億元。

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（報告觀點屬于原作者，僅供參考。作者：東北證券，陳鼎如、劉中玉）