世界民用航空航天产业发展动态

2016-04-25 12:29:13 江苏省企业技术改造协会 27

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一、世界民用航空航天业总体发展态势

(一)世界民用航空业发展态势

(二)世界民用航天业发展态势

二、世界民用航空业发展动态

(一)干线飞机

(二)支线飞机

(三)公务机

(四)民用航空制造业研发进展

三、世界民用航天业发展动态

(一)世界主要国家民用航天业发展态势

(二)民用航天业重点领域发展动态

四、世界航空维修市场发展动态

(一)民用航空维修市场发展态势

(二)民用航空维修技术发展趋势


 

 

世界民用航空航天产业发展动态


一、世界民用航空航天业总体发展态势

(一)世界民用航空业发展态势

1.商用客机的储备订单数量创新高

截至2014年11月,全球在役喷气客机总量为2万架左右。2013年底,商用喷气客机的确认储备订单数创新高。其中71%的储备订单都是单通道客机,这反映了单通道机型的强劲需求。波音787和空客350XWB这两个机型占据了双通道客机储备订单70%左右的份额。

根据航升在线机队数据库统计,截至2014年8月底,空客A320系列飞机及对数量比上年同期增长了8.4%,达到5614架。波音737-600/700/800/900飞机数量增长了7.3%达到4576架,而737-200/300/400/500机队数量下降了8.3%,减至1067架。在宽体机领域,波音777仍然保持领先地位,机队数量比上年同期增长了8.1%,达到1184架。空客A330飞机在役数量从上年同期的927架增至1013架,增长幅度为9.3%。在支线飞机方面,巴航工业继续巩固其市场领先地位,E-Jets飞机机队数量比上年增长了8.2%。ERJ飞机机队规模降低了3.5%,数量为695架。庞巴迪公司50座机级飞机的数量减少了11%,但CRJ700/900/1000系列飞机比上年同期增长了7.5%,达到649架,成为原畅销机型CRJ100/200飞机的替代机型。涡桨支线飞机制造商ATR公司的ATR72飞机数量增长了14.6%,达到581架。俄罗斯“超级喷气”100飞机目前有28架正在服役,有76架尚未交付,尚未首飞的MC-21飞机持有92架订单。

2.双发远程客机竞争加剧

面对空客的A350XWB新宽体客机计划,波音公司在2013年11月的迪拜航展上宣布推出波音777X系列先进双发客机系列计划,不仅瞄准350座级以下的A350XWB-1000和400座及以上的A380之间的市场缺口,而且直逼A380的市场。

空客为应对波音777X的攻势,考虑新的发展战略。在2014年范堡罗航展,空客公司推出了基于A330、换装遄达7000发动机的A330neo计划。A330neo将继承A330优越的经济性、多功能性以及可靠性的同时,A330neo最为明显的变化就是安装新的发动机,相比安装在现款A330上的遄达700发动机,遄达7000的风扇直径从97.5英寸增加到112英寸,涵道比由5∶1增加到10∶1,燃油消耗降低11%,噪声降低10分贝。除了新发动机以外,A330neo还进行了诸多气动性能改进,包括对上部机腹整流罩的优化,1号缝翼的优化等,其中最主要是安装和A350XWB类似的融合式翼梢小翼。该翼梢小翼由复合材料制成,相比现款A330的小翼,它和大翼完全融为一体,尺寸更长,A330neo飞机的翼展也由此从60.3米增加到64米,有效提高了飞机的升阻比,减小了阻力。但A330neo更大的翼展并没有超过现款A330所使用的登机口限制,仍然满足E类机场的要求,地面运行不需要做出任何改变。空客认为,该机型在中远程市场段将享有绝对垄断地位。因为与A330neo航程接近的波音767已经停产,波音757也没有退出替代机型,而A320neo和波音737-9属于尺寸更小、航程更短的市场。

3.制造商着力业务部门重组提升企业效益

2014年7月23日,庞巴迪公司正式宣布重组,将原来的庞巴迪宇航集团拆分成商用飞机部、公务机部和飞机结构件与工程服务部,新的组织架构计划于2015年1月1日生效。重组过程中将解雇1800名雇员,主要来自财务和人力资源部门,占宇航业务员工的4.8%。C系列飞机项目关系到庞巴迪宇航业务的命运。2014年5月,由于PW1500G发动机故障导致C系列飞机停飞;C系列飞机在研制试验中也发现了一些问题,需要进行设计改进,这使得原本已经历多次推迟的C系列项目更加困难。

虽然庞巴迪宇航的喷气公务机业务发展较好,但也面临较大的竞争压力。从2006年起,庞巴迪取代湾流成为第一大喷气公务机制造商。但是,目前里尔85、环球7000和8000等新喷气公务机项目进展并不顺利。面临支线喷气飞机市场占有率不断被竞争对手挤压,在Q400项目上与俄罗斯的合作始终悬而未决,庞巴迪不得不靠重组来重新梳理公司未来的发展路径,寻找新的盈利来源,并精简机构渡过难关。庞巴迪希望通过此次调整来适应当前的竞争形势,应对面临的困难与挑战,解决自身存在的问题,通过优化组织结构和改善管理,有效提高效率和竞争力,同时扭转C系列飞机等机型研制拖期、商用飞机订单下降的不利局面。

4.欧美地区积极出台绿色航空发展战略

美国和欧洲国家为了保持在航空运输领域的领先地区,从战略高度积极推进绿色航空的发展,提出了针对性的战略规划。

美国制定了一系列驱动绿色航空技术发展的详细计划,包括“航空环境责任项目”(ERA)、“低能耗、低排放与低噪声”(CLEEN)计划和“N+3”飞机发展计划等。ERA计划由美国航空航天局(NASA)负责,与欧盟的“清洁天空”计划形成抗衡。CLEEN计划由美国联邦航空管理局(FAA)负责,主要研究未来3年内技术成熟度能达到6、7级的绿色飞机和发动机技术。“N+3”飞机发展计划由NASA提出,计划将于2030—2035年投入使用,燃油消耗率比现役波音737降低70%。

欧盟制定了一系列框架计划对技术发展和演示验证提供支持。2014年,欧盟启动了第8框架计划(FP8)对航空航天的投资进行全面规划和重点投入。“清洁天空”2阶段计划在欧盟FP8计划下继续开展,“清洁天空”计划开展了6项综合技术验证项目,包括绿色支线验证机、智能固定翼飞机验证机、绿色旋翼机验证机、绿色运行系统验证机、生态设计研究。“清洁天空”2阶段计划的主要目标是推进用于下一代商用飞机、支线飞机、喷气式公务机和旋翼机的相关技术的成熟度,以满足欧洲航空业设定的环境保护目标,大幅降低二氧化碳、氢氧化物和噪声排放。在该计划的支持下,欧盟共开展了3000多个项目,推动了绿色航空技术的快速发展。国际航空运输协会于2013年采用自下而上的评估方法提出了未来民用飞机发展技术路线图,对能够改善燃油效率的绿色航空技术进行了量化评估。

5.前沿技术推动航空工业发展

在新科技革命中,航空工业和航空科技既承担着推动者的使命,又扮演着被推动和革新的角色。新科技革命已经对传统的飞行器设计、制造理念与方法已经组织样式和流程产生了革命性影响,直接催生了高超声速飞行器、无人机系统、微型飞行器、倾转旋翼/复合旋翼飞行器等突破性进展。

纳米技术的航空应用已经有所突破,纳米涂层材料已投入使用,基于碳纳米管的复合材料也已进入工程评估。除纳米材料外,与飞行器结构和特殊功能系统密不可分的其他先进材料和多种类型的功能材料,如超材料、智能材料、仿生材料以及极端制造技术,对未来飞行器的发展同样有着重大影响。

随着未来飞行器向高性能、多功能、复合化、智能化、低成本和高环境适应性的方向发展,传统的固定翼飞机和直升机的各自独立飞行方式正在被颠覆,高速旋翼机、混合式飞艇、前翼—旋翼/机翼飞机、“圆盘旋翼”机、风扇—推力混合动力垂直起降飞机等新构型新布局飞行器正在研究和开发中。

脑机交互技术有了重大突破,经脑机接口采集到的脑电信号,经过专门算法,解读出情感参数,生成特征信号,传给具有一定智能功能的设备,已可实现人类首次用脑电波控制4轴遥控飞机。2014年5月,德国慕尼黑工业大学在脑飞行计划中实现飞行员用大脑精准操控飞行;9月,西班牙、法国、美国科学家联合发布人际脑电波远程传输首获成功,发出的信号在编码端和解码端正确无误地得到传递和接收。基于脑机互动的控制系统与飞行动力学相结合,将产生新的飞行控制方式,极大地改变人机界面;借鉴人脑构造和运行,开发出全新的信息处理系统,从而赋予飞行器航电系统新的功能和形态。

(二)世界民用航天业发展态势

1.世界民用航天产业稳步增长

全球航天产业保持稳定增长的态势。根据美国航天基金会发布的《2014年航天报告》,全球航天经济总量2013年增长到了3141.7亿美元,比2012年的3022.2亿美元增加了4%。增长的很大一部分源自商业活动(含航天产品与服务和商业基础设施)的推动。从2008年到2013年,全球航天经济总量已增长了27%。商业航天产品与服务收入比2012年增长了7%,而商业基础设施与保障业则增长了4.6%。政府开支2013年下降了1.7%,但各国的增减情况差异很大。美国航天预算的大幅削减,加拿大、印度、俄罗斯、韩国和英国预算的大幅增加。这几个国家的航天预算增幅都在25%以上。并购活动2013年有所减少,只有24项与航天有关的交易,而2012年有30项。在各公司出于政府航空航天和国防活动预算的不确定性而采取谨慎态度之际,这一变化也符合全球国防并购活动的走势。随着美国和其他地区的这种不确定性开始下降,加之全球卫星服务需求的继续增加,并购活动很可能会在不久的未来再次增多。美国航天队伍人数连续第6年下滑,从2011年的242724人减少到了2012年的234173人,减幅为3.6%。欧洲和日本的航天就业人数均有所增加。欧洲地区就业人数2012年增加了1.5%,新增约500人。在日本,航天队伍总人数增长了11%,但作为日本政府航天局的日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的雇员数量有所减少。

2.航天军民融合发展趋势更加突出

航天系统建设周期长、投入高、风险大,其技术具有典型的军民两用性,为最大限度发挥航天装备效益,实现军事航天能力的持续发展,航天大国积极推进航天军民融合式发展。

美国在发展下一代气象卫星计划中,注重航天能力共用,把军事需求与民用需求进行整合,与国家海洋与大气管理局联合开发联合极轨卫星系统以满足军事作战所需的战场气象监测与预报信息。2014年1月通过的美国国防法案废除了1999年指定的将卫星和航天器零部件列入军事技术出口管制清单的法规。新的法案将许多航天器零部件列入了受限较少的商业管制清单,虽然贸易限制对制造商的影响难以量化,但将增强美国航天器零部件制造商的竞争力。通过购买商业卫星服务来满足军事通信和远程监控的需求也反映了航天军民融合的发展态势。2014年6月,美国军队与SES公司签订了一份价值820万美元的合同,租用非洲上空的一颗卫星上的两个应答器。这份5年期合同是一系列探索性协议之一,目的是寻求一条获得商业卫星通信服务,同时比2013年减少10亿美元开支的新路。法国通过销售斯波特(SPOT)卫星的高分辨率图像及后续增值服务,形成对地观测卫星产业。日本2014年5月发射的先进陆地观测卫星—2卫星,除用于对地观测外,也兼具海洋监视能力。

3.卫星导航系统呈现多极竞争态势

目前,世界卫星导航定位系统发展的格局,已经从全球定位系统(GPS)一枝独秀,演变为美国GPS、俄罗斯GLONASS、中国北斗和欧洲伽利略四大导航系统竞相发展,日本准天顶卫星系统、印度区域导航卫星系统猛赶直追的局面。

美国加快GPS系统现代化。2014年,共发射4颗GPS-2F卫星(2F-8/7/6/5),使GPS-2F卫星数量达到8颗,GPS系统工作星数量达到34颗。俄罗斯继续推进GLONASS系统建设。2014年3月和6月,俄罗斯发射两颗GLONASS-M卫星,对卫星星座进行补充更新。11月,俄GLONASS-K卫星计划于2015年完成状态测试。当前GLONASS系统工作星为24颗,新一代GLONASS卫星将于2020年完成在轨部署。欧洲伽利略导航系统工作星开始发送导航信号。2014年8月,欧洲发射首批两颗具备完全运行能力的伽利略-5和伽利略-6导航试验卫星,卫星未能进入预定轨道。当前,伽利略系统在轨卫星4颗,计划于2017年完成30颗全部卫星组网。印度导航卫星系统建设取得新进展。2014年4月和10月,印度发射区域导航卫星(IRNSS)系统第二颗和第三颗卫星,向建立独立卫星导航系统又迈进一步。印度计划2015年前完成7颗卫星组网并投入运行。建成后,可为印度及其周边1500千米范围内的用户提供定位、导航和授时服务。中国北斗卫星导航系统首次获得国际组织认可,将用于海事领域。2014年11月,国际海事组织海上安全委员会第94次会议审议通过了对北斗卫星导航系统认可的航行安全通函,使北斗导航系统成为继GPS、GLONASS后第三个服务世界航海用户的全球卫星导航系统。

4.运载火箭项目商业化趋势加剧

新一代运载火箭研制采用了商业化开发和运作模式,最终的目标是降低太空项目的成本,取得竞争优势。2011—2013年,俄罗斯、中国、美国和欧洲生产的运载火箭数量之和已占全世界的91.7%,印度和日本等国家也开始制造自己的运载火箭型号。

根据美国联邦航空管理局(FAA)的统计,商业发射的数量从2011年的19次增加到2013年的23次,在这段期间,政府主导的发射数量从66次下降到58次,而商业团体的发射活动占全部发射任务的比例已从22.4%提高到28.4%。太空探索技术公司(SpaceX)开发了“猎鹰”系列商业发射运载火箭,已获得40多个商业发射合同。该公司计划在2015年发射首个“重型猎鹰”火箭,回收和再利用“猎鹰”9火箭的第一级推进器。

2014年12月,欧洲航天局(ESA)成员国通过了一项为期10年、总预算为82亿欧元的计划,研制阿丽亚娜6运载火箭以及升级阿丽亚娜5获奖和“织女星”小型火箭。阿丽亚娜6火箭计划在2020年投入使用,研发投入比阿丽亚娜5火箭减少了每年1亿欧元的政府补助,因此发射成本比政府主导的发射项目降低30%。负责研制阿丽亚娜6和升级5ME火箭的公司为空客赛峰运载火箭公司,由空客公司和赛峰集团合资成立,该公司的目标是承接法国航天局34%的发射合同。

2014年3月,日本宇宙航空开发机构(JAXA)选择三菱重工负责研制下一代H-X运载火箭,预计在2021年投入使用。H-X项目的关键目标是将火箭的发射成本降到现役的H-ⅡA运载火箭的一半,从而能与SpaceX的“猎鹰”9火箭竞争。

5.新技术引入支撑卫星需求的增长

新技术的引入使卫星市场出现了新的变化,这些技术不仅可以降低卫星本身及其发射成本,提高卫星性能和发射灵活度,同时也可以激发新的市场和服务。

新技术不断满足卫星功率需求的增长。砷化镓太阳能电池和锂离子电池增加了大型商用通信荷载的可用电源。高数据流量的Ku和Ka波段卫星可以更快的速度处理更多的数据,利用点波束指向特定地点的特性,可重复使用同样的频率为多个客户服务,增加了卫星可提供的带宽。尽管卫星的尺寸在增大,市场对于采用新技术的小卫星的采购量也在增长。波音公司的702SP全电卫星使用氙离子推进器来提升轨道,只有同等功能的化学推进式卫星重量的一半。2015年年初,ABS和Eutelsat公司的首批两台全电卫星将以联体的方式用SpaceX的“猎鹰”9运载火箭一起发射升空,波音估计发射成本可降低20%。为了缩短变轨的时间,空客防务与空间公司将在欧洲的首个全电卫星E3000上使用推力更大的离子发动机。洛克希德·马丁公司将大推力的霍尔效应推进器作为A2100卫星的全电推进方式。欧洲的下一代卫星平台NeoSat按照电推进的方式进行优化,但是也可使用化学推进或混合推进方式,计划在2020年前发射,可降低30%的成本。2014年12月,Eutelsat公司从空客订购了首台软件定义的量子卫星,这台重点为450千克的SmallGEO卫星将于2015年发射。部署在低轨道的小型通讯卫星数量不断增长。O3b网络公司将12颗重量为700千克的Ku波段卫星发射到中距离地球轨道(MEO),以便提供全球因特网连接服务。2015—2017年,该公司还将发射72颗重量为800千克的L波段铱星组成下一代MEO卫星星座。激光通信公司计划用8~12颗MEO卫星组成全光学通信系统,该系统能够以200吉字节/秒(GB/s)的运算速度每秒处理6万亿字节(TB)的数据。

二、世界民用航空业发展动态

(一)干线飞机

1.波音飞机订单和交付量持续走高

2014年波音共交付723架民用飞机,连续第二年创历史新高;收获了价值2327亿美元的1432架净订单,打破了公司2007年创下的纪录,见表1。截至2014年底,波音民用飞机的储备订单数达到5789架,为公司最新纪录。2014年,三个飞机项目再次创下了年度交付新纪录:737项目交付485架飞机;777项目交付99架飞机;787项目交付114架梦想飞机,包括首架787—9交付启动用户新西兰航空,以及向13家航空公司客户首次直接交付飞机。

在波音2014年获得的1432架民用飞机净订单中,新一代737和737MAX占到了1104架,777和777X则占到283架。2014年波音继续给市场带来创新产品和服务,包括在9月启动737MAX8的改型737 MAX 200。这种机型最多可载客200人,显著提升了盈利能力并将燃油效率提升最高达20%。

表1   2014年波音飞机订单、交付和储备订单情况

机型

总订单数

净订单数

交付数

储备订单数

737

1196

1104

485

4299

747

2

0

19

36

767

4

4

6

47

777

283

283

99

564

787

65

41

114

843

合计

1550

1432

723

5789

资料来源:波音公司

2.空客交付宽体飞机数量创公司最高纪录

空中客车公司超额完成公司制定的各项目标。2014年,空客向分布在全球各地的89家客户(包括8家新客户)交付了629架飞机,创造了公司新的交付纪录(图1)。在全年交付的629架飞机中,包括490架单通道的A320系列,108架A330系列飞机,30架A380飞机以及年底交付的首架A350XWB宽体飞机。至此,空客成功实现飞机交付量连续13年增长。

图片关键词

图1   2003—2014年空客飞机交付量情况

资料来源:空客

空客在订单方面也取得卓越成绩。2014年,空客共获得了来自67家客户(包括14家新客户)的1456架净订单,使得2014年成为空客历史上年度订单量第二高的年份(2013年空客净订单1503架)。在2014年的1456架净订单中,包括1321架A320系列飞机订单和135架宽体飞机(包括A330、A350XWB和A380)订单。截至2014年年底,空客的储备订单量攀升至业内最高的6386架,价值9193亿美元。

截至2014年年底,空客在100座以上级别民用飞机市场的市场占有率超过50%。在2014年所取得的突出销售成就中,A330neo在推出六个月的时间里就获得120架确认订单最值得一提。另一亮点是美国达美航空公司订购了25架换装新发动机的A330neo飞机,用于跨大西洋航线,同时还订购了25架空客最新型远程宽体飞机A350XWB用于跨太平洋航线。另外,单通道的A320neo和现款A320系列继续获得市场的青睐,获得了数笔大订单,特别是获得了数笔来自租赁公司的大订单。

工业生产方面,2014年空客最新机型A350XWB成功完成测试、取证以及首架飞机按时交付卡塔尔航空公司。同时,空客在这一年按计划交付了30架A380客机,其中韩亚航空、卡塔尔航空和阿提哈德航空都是首次接收这一旗舰机型。在2014年宣布启动A330neo项目并受到市场追捧之际,大受市场欢迎的现款A330系列飞机获益于空客公司对其进行的持续改进,依然保持强大的市场吸引力。A320neo项目目前正在稳步推进,随着2014年9月成功完成首飞,空客将于2015年第三季度完成A320neo飞机的取证工作并在第四季度交付首架飞机。

3.波音和空客寡头竞争愈发激烈

2014年,波音和空客全新飞机的研制均已接近完成,未来10年的重点将集中在提高产量和对现有机型的改进升级,收入与利润将进一步提高,公司经营业绩与财务状况将不断优化,双方的竞争也将进一步升级。

从研制项目的进展情况来看,目前波音的窄体机项目737MAX的订单已超过2500架;737NG已有5000架下线,2017年737NG的生产速度将达到47架/月。波音777作为波音最大的双发宽体客机,最新改进包括8X和9X两个机型,该机的复合材料机翼制造与组装中心计划于2016年建成。波音787项目的在研机型仅剩下787-10仍处于详细设计阶段,计划2017年实现首飞、2018年首架交付。受到波音787的影响,在空客A330市场份额与订单不断下降的情况下,A330neo的推出对A330项目扭转不利局面具有重要作用。A320neo的油耗预计将在A320ceo基础上进一步节省15%。首架装配普惠PW1100G发动机的A320neo已经首飞,计划于2015年第4季度首架交付配装PW1100G发动机的A320neo,2016年第2季度交付首架配装Leap-1A发动机的A320neo。

从重大战略活动来看,波音2014年的全球并购更为活跃,共实施了3次市场兼并活动,并购对象均为软件公司。2014年5月,波音宣布并购燃油效率管理与分析软件供应商英国ETS航空有限公司,为客户提供数字化解决方案,通过优化飞行运营、维修以及机组人员规划与计划等,提高飞机运营商机队运营效率。同月,波音又并购荷兰航空软件公司Aerdata集团,旨在为客户提供飞机维修记录管理。6月,波音并购Ventura解决方案公司以提高公司的信息与安全能力。为加强亚太地区客户支持,波音还与新加坡航空公司下属的SIA工程公司共同出资成立波音亚太航空服务公司。空客集团从2014年1月1日起进行结构调整与业务重组,整合成空客公司、空客防务与航天公司、空客直升机公司三大子公司,并计划在2016年年底裁员5800人。2014年,空客还积极展开对外合作项目。2月,空客与新加坡航空签署谅解备忘录,在新加坡成立飞行培训合资公司空客亚洲培训中心,为空客飞机运营商提供飞行员培训服务。该新公司空客持有55%股份,新加坡航空持有45%股份。6月,空客与CESI培训与教育集团建立合作关系,为空客员工提供培训课程,以保持空客员工的技术水平。

4.单通道飞机需求推高未来干线飞机市场

波音预测未来20年全球需要36770架新飞机,较上年预测的数据增长4.2%。波音在伦敦发布2014年度《当前市场展望》报告,预测全球对新飞机的需求价值约为5.2万亿美元(表2)。推高市场预期的主要因素是对单通道飞机的强劲需求。由于低成本航空公司的不断涌现,单通道飞机预计将成为增长最为迅猛的细分市场,未来20年将需要25680架单通道飞机,占总需求量的70%。

波音预测,未来20年双通道宽体机细分市场需要8600架新飞机,其中对像787-8和787-9梦想飞机、座级介于200到300座的小型宽体客机的需求增长幅度最大。预测反映出航空市场的需求继续从超大型飞机向类似787-10和新型777X这样的高效双发宽体机型转移。

表2   2014—2033年全球干线飞机新增数量和市值预测

项目

亚太

北美

欧洲

中东

拉美

独联体

非洲

全球

2014—2033年新交付数

大型宽体

210

20

60

300

0

30

0

620

中型宽体

1420

510

590

790

40

60

50

3460

小型宽体

1940

630

810

460

360

90

230

4520

单通道

9540

4820

5870

1360

2360

990

740

25680

支线

350

1570

120

40

190

160

60

2490

合计

13460

7550

7450

2950

2950

1330

1080

36770

2013年机队数

5470

6650

4350

1180

1380

1180

700

20910

2033年机队数

15220

9120

7710

3360

3530

1820

1420

42180

2014—2033年民用航空市值/10亿美元

大型宽体

80

10

20

120

0

10

0

240

中型宽体

480

170

190

270

10

20

20

1160

小型宽体

490

140

220

120

90

30

50

1140

单通道

960

490

600

130

230

80

70

2560

支线

10

60

10

5

10

10

5

100

合计

2020

870

1040

640

340

150

140

5200

资料来源:波音公司

(二)支线飞机

1.庞巴迪持续完善支线产品

庞巴迪航空集团2014年实现收入105亿美元,同比增长11.9%;业务部门支出为91.5亿美元,同比增长12.7%,因此庞巴迪航空集团的全年运营利润为13.5亿美元,同比增长6.6%。2014年,庞巴迪的商用机型C-Series、CRJ NextGen和Q400 NextGen获得了148份净订单,与2013年获得的81份商用飞机净订单相比增长了82.7%。全年共交付84架商用飞机(其中有22架是在2014年第四季度交付的),与2013年交付的55架商用飞机相比增长了52.7%。

庞巴迪计划通过对CRJ900的持续改进,在2020年前将其燃油效率提升10%以上。该机采用三级客舱布局,载客76人,包括公务舱12人、优质经济舱36人、经济舱28人。三舱的作为排距分别是0.99米、0.89米和0.79米。庞巴迪可能采取的措施包括改进气动外形、采用轻质材料。发动机圆锥喷管技术已经在庞巴迪现有机型上得到应用,能将油耗降低0.5%。庞巴迪还可能在CRJ900的改进型上采用碳刹车技术,这项技术可使飞机减重181千克,目前该技术已经在CRJ1000飞机上应用。此外,庞巴迪还在研究气动优化、机翼尺寸等方面的改进,并对方向舵和平尾的集成设计技术进行测试。

2.巴航工业储备订单增长

2014年,巴航工业营业收入增长至近63亿美元,全年交付92架商用飞机和116架公务机,达到了既定目标。但是,由于交付的产品中E175比例较高、大型公务机交付量低于预期造成了公司息税前利润降低了24%,仅为5.43亿美元,低于既定目标。其中,在2014年第四季度,巴航工业交付了30架商用飞机,收入降低了11%至20亿美元,息税前利润减少超过一半,仅为1.96亿美元。储备订单方面,截至2014年年底,巴航工业的确认订单储备量为459架,储备订单价值接近210亿美元,增长了15%(表7.3)。从确认订单数量来看,E190机型为580架,位居首位,E175机型紧随其后,订单数量为421架,接下来依次为E170机型和E195机型,订单数量分别为193架和145架。从交付数量来看,E190机型遥遥领先,交付数量为515架,E175和E170交付数量分别为249架和188架,见表3。

表3   截至2014年年底巴航工业支线飞机订单储备情况

机型

确认定单数

承诺订单数

交付数

确认储备定单数

E170

193

12

188

5

E175

421

353

249

172

E190

580

135

515

65

E195

145

2

138

7

E175—E2

100

100

0

100

E190—E2

60

70

0

60

E195—E2

50

50

0

50

总计

1549

722

1090

459

资料来源:巴航工业

3.未来20年支线飞机市场仍具增长潜力

庞巴迪预测在未来20年,20至149座级细分市场的飞机交付量将为13100架,价值达6580亿美元,具有上升空间。

庞巴迪按细分市场的行业交付量预测,20~59座级市场新飞机的交付量为400架,新飞机交付量将保持温和发展,老飞机将退役,并被大型飞机取代。60~99座级细分市场交付量为5600架,细分市场的机队规模将达到目前的两倍以上,新交付飞机中大型涡桨飞机和大型支线机数量相当,市场将继续成为商用航空最活跃的细分市场之一。100~149座级细分市场交付量为7100架,在过去20年该市场不是飞机发展的关注要点,但随着全新机型的投入使用,机队将进行大幅转换。

全球空中旅行和飞机的需求继续向新兴市场转移。随着国内生产总值(GDP)的增长和中产阶级的壮大,新兴市场的空中旅行需求不断增长。但是,与公务航空业情况相同,在预测期内,北美将继续引领商用飞机交付量,预计交付3650架新飞机;其次为大中华区,交付2280架飞机;随后为欧洲,交付量为1840架;亚太地区交付量为1400架;拉丁美洲交付量为1100架;独联体交付量为830架;印度交付量为760架;非洲交付量为700架;中东交付量为540架。20~149座级飞机在新兴市场开发、直飞和增加频率方面至关重要。全球70%的中短途市场日单向客流量为50至250人次,20~149座级飞机为最佳选择。

(三)公务机

1.全球喷气公务机交付量企稳回升

全球喷气公务机交付量结束了连续5年下滑的趋势,出现了复苏迹象。根据航升咨询公司的数据显示,2014年,全球喷气公务机共交付了713架喷气公务机,比2013年的663架增长了7%。其中超轻型喷气公务机(最大起飞重量小于4536千克)市场交付36架,同比下降35%,交易量持续下跌。入门级喷气公务机(最大起飞重量4536~5987千克)交付量为45架,达到2009年以来的最高位,相比2013年大幅度增加了73%。轻型公务机(最大起飞重量5987~9072千克)交付了119架,比上年增加了11%。轻中型飞机(最大起飞重量9072~14967千克)的交付量为83架,比上年增长了24%。竞争日益激烈的中型喷气公务机(最大起飞重量14967~22680千克)继续保持增长态势,交付169架,比上年增长15%。重型喷气公务机(最大起飞重量22680~36287千克)的市场需求量依然保持高位,新交付227架,基本与2013年持平。

2015年,全球喷气公务机机队首次突破2万架,截至2015年3月,在役及库存飞机达到20228架。北美的公务机运营商拥有12781架飞机,占全球机队63%的份额。欧洲运营商的在役/储存飞机数量为2683架,占全球机队的13%,拉丁美洲和加勒比海的运营商的机队份额占12%,亚太地区拥有1125架飞机,占全球机队的5.5%。在全球公务机机队中,塞斯纳飞机有6595架,占全球机队数量的32.6%;庞巴迪的“挑战者”“环球”和里尔系列飞机总计4501架,占全球机队数量的22.3%;湾流公司的飞机为2712架,达索公司的“猎鹰”公务机为2069架。从飞机的类型来看,轻中型公务机和轻型公务机各占25%左右的份额,中型公务机和重型公务机分别占据了18%和11%的市场份额。全球公务机机队中大约92%的飞机用于公务、公司、行政任务,其他飞机用于国家元首乘用、飞行训练、空中救护、空中研究以及军事任务等。

全球不同地区对公务机的市场需求有所不同。北美地区需求多元化,欧洲地区商业客机改装公务机数量全球第一;亚太地区公务机机队发展速度较快;拉美及加勒比海地区,巴西飞机制造业的优势以及岛国免税的吸引力使得公务机的市场需求有所增加。

2.公务机研制倾向更远、更宽敞的产品

2014年全球喷气公务机交付价值为220.15亿美元,高于2008年的219.48亿美元,这增强了公务机制造商的研发热情。公务机市场对“更远、更宽敞”产品的偏好,直接影响到公务机制造商的研发方向,见表4。

庞巴迪交付量高居公务机制造商榜首。2014年,庞巴迪交付公务机204架,总价值达到75.6亿美元。经多次延期后的里尔85于2015年1月宣布暂停,主要原因是公司巨大的资金压力。同时进行的C系列客机、“环球”7000/8000都需要大量的资金支持。庞巴迪缺乏制造全复合材料中型公务机的技术基础及经验积累,里尔85作为庞巴迪宇航首款按FAR-25部设计的全复合材料公务机,取证难度相当大。放弃里尔85项目也是庞巴迪的战略选择。由于里尔85的复合材料制造通用性与其他里尔产品关联度较低,庞巴迪专门为里尔85项目建造了复合材料工厂、建立了一套研制管理体系,然而里尔85项目对企业整体发展的带动有限。

湾流交付量仅次于2008年交付峰值。2014年湾流共交付了150架公务机。从交付的产品类别看,湾流公司2014年交付大都是中大型公务机,与2008年43%的中小型公务机相比,在产品价值方面都有了很大的提升。湾流推出G500/G600两款全新设计的机型,G500与G600分别定位于9260千米和11112千米市场,航程与达索新推出的“猎鹰”5X/8X以及庞巴迪“环球”5000/6000相近。G500将于2017—2018年取证交付。2018年后将同时出现高性能G500与老款G450同场竞技的局面。G600是对G500与G550之间细分市场的补充,其将在首架G500交付后的12~18个月进入市场。

达索公司在2014年交付了66架公务机,全部是中大型产品。“猎鹰”5X是达索近10年首款全新设计的机型,达索在5X的备餐间顶部设计了一个大尺寸天窗以改善采光效果。“猎鹰”5X将于2015年首飞,2017年投入市场,这将对投入市场超过10年的G450和“环球”5000的销售带来冲击。“猎鹰”7X的最新改进型“猎鹰”8X已完成了首飞。8X在7X的基础上将机身等值段延长1.1米,更换了发动机,优化了机翼前缘及翼梢小翼。按照计划,“猎鹰”8X将于2016年年中完成适航取证,2016年下半年开始交付。

巴航工业在2014年共交付了5型116架公务机,其中交付量最好的当属飞鸿300,批产五年累计交付250架,加上飞鸿100累计交付的318架,这一型号系列已取得了巨大的市场成功。针对公务用途全新研制的中型公务机莱格赛500,在2014年取证的同时,交付了3架。这款高性价比的产品及莱格赛450,其结构通用件接近95%,这样大大减少了生产、设计、取证费用的同时,推出两款不同级别的产品参与市场竞争,见表4。

表4   全球主要公务飞机制造商机型最新研制机型

类别

庞巴迪

塞斯纳

达索

巴航工业

湾流

其他

 

超轻型公务机


Mstang

M2


Phenom100


HondaJet




Eclipse550


CJ2+

CJ3/CJ3+


SJ30-2

 

轻型公务机

L70


CJ4



Phenom300

 

 

 

G150

PC-24


L75


XLS+




L60XR


Latitude


Legacy450


L85

Sovereign+



 

中型公务机

CL350



CitationX+

F2000S

Legacy500

G280


CL605

CL850

Longitude


F2000LX

Legacy600

Legacy650





F900LX

G450

 

大型公务机

G5000



F7X


G500




F5X

G550

G6000


F8X


G7000

G8000


G650


G650ER

大型合作航空公司




 

Lineage

1000E


ACJ

318/319

 

BBJMAX8/9

BBJ

1/2/3












说明:无底纹区域表示该机型正在生产中,深色底纹区域表示该机型正在研制中

资料来源:庞巴迪公司

赛纳斯在2014年交付了159架公务机,距2008年的历史峰值有所差距,这与塞斯纳公司产品平台过于老旧有关。塞斯纳公司在产的大部分涡扇公务机,投入市场已经10~20年之久,只是通过延长机身、升级航电、换发、改进内饰等方式延续着生命。塞斯纳在2006年发布的CE—850“奖状哥伦布”就是一款全新设计的宽体远程公务机,但很可惜这一项目有始无终。

3.公务机市场有望复苏

公务航空市场持续表现出明显的复苏迹象。2014年公务机交付量结束下滑局面,比上年增长7%。根据庞巴迪对全球公务机市场的预测报告,2015年交付量将继续上升。随着公务机需求向新兴市场转移,大、中型类别的公务机数量将实现增长,其中大型公务机增长最快。该报告预测,2014—2033年公务机量将达到22000架,市场规模约为6170亿美元。2014—2023年庞巴迪公务飞机交付量有望达到9200架,市场规模为2640亿美元;2024—2033年交付量为12800架,市场规模为3530亿美元(图2)。从2014年至2033年,新交付公务机地区中,北美比例最大,其次为欧洲,后者将继续保持第二大市场的地位。从未来20年的交付量来看,中国预计将成为第三大区域,2014至2033年交付量将为950架,2024至2033年交付量将为1275架。

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图2   2014—2033年全球公务机市场预测

资料来源:GAMA and Bombardier

(四)民用航空制造业研发进展

1.积极开展多项绿色、高效能、低油耗民用航空发动机研发项目

开式转子发动机是可以满足下一代民用飞机动力需求的备选方案之一。当前,英国罗罗公司、法国斯奈可玛公司和美国通用电气(GE)公司都在开式转子发动机研发领域开展了大量工作。比如,罗罗公司的发动机在德荷DNW高速风洞实验室进行了噪声测试,斯奈克玛公司主导研制的直接传动式开式转子发动机也已进入试验验证阶段。欧洲清洁天空研究项目中,专门设有可持续绿色发动机研究计划,作为该计划重点研究对象之一的开式转子发动机,将在2018年左右完成全部验证计划,并达到技术成熟度6。

齿轮传动发动机通过减速齿轮箱的衔接,可以保持低压转子在高速优化转速下运转,同时确保风扇在低转速、高效率下工作,在保持材料安全裕度的同时达到高性能表现。普惠公司从20世纪80年代开始专注于齿轮传动发动机研制,并在21世纪初完成验证机台架试验,为进一步提高整机燃油经济性,普惠公司为其PW1000G系列发动机配备了带有可变面积风扇喷口技术的短舱,并预期最先在C系列飞机上得到应用。通过新材料升级和设计技术改善等措施,齿轮传动发动机的性能可以再次提升,但是否需要性能升级,最终有客户需求和市场前景来决定。

作为一种新型发动机设计,一种能够进一步降低燃油消耗率的间冷回热发动机得到关注。目前,美国和欧洲正在广泛开展间冷回热发动机相关技术研究,其中典型代表便是新航空发动机核心机概念项目,该项目获得欧盟的7000万欧元资助,由德国MTU公司主导负责,各大航空院校、研究机构和企业等共同参与。该发动机在应用过程中遇到的主要困难为:发动机后部热端部件内的回热器重量较大,在安装时受到支撑结构和空间限制;未匹配整机性能,高压压气机构型的设计需要反复权衡;离心压气机可以作为高压压气机的优选方案之一,既易于满足压比要求,又能保证喘振裕度。MTU公司和英国兰克菲尔德大学的性能计算表明,间冷器和回热器只有在设计点才会明显增强发动机的推力,在非设计点其优势会有所下降;间冷回热循环参数的优化结果表明,发动机总压比在30左右能够最大限度发挥这一构型的内在优势。

2.民用航空电子设备设计更强调人机互动

各大航电设备制造商都在积极设计新一代更安全、高效的驾驶舱。罗克韦尔柯林斯公司正在研究“革命性的座舱”,其重点是提升飞行员的态势感知能力,简化自动飞行模式,同时增加了包括四维(4D)在内下一代航空运输系统(NextGen)的显著特征。霍尼韦尔公司的新一代驾驶舱方案强调各种信息的连通性,十分注重“以人为核心”,强调要以明确、易于理解的方式向飞行员提供所需的信息。泰雷兹公司在2013年巴黎航展上推出了“航电2020”未来驾驶舱,它以直观的人机交互为基础,最大特征是取消了所有开关、旋钮或按钮,设有四维导航、数字滑行等新功能,还可显示机载间隔辅助系统。通过调整飞机速度确保与其他飞机的间隔,实现规定的飞机运行目标,从而维持正常交通流。泰雷兹公司的“绿色起飞”概念也将在“航电2020”中实现,优化了飞机起飞和爬升程序,降低了碳排放和噪声。

提高机载设备中数据和资源的共享能力是航空电子系统的发展方向之一。为了实现航空电子云的资源共享,跨平台的资源虚拟化是十分必要的。目前虚拟化技术已经比较成熟,但是虚拟化技术主要是针对处理器、内存和存储器,还没有针对传感器、通信设备、导航设备、飞行控制设备、气象监测设备、雷达和娱乐设备等航空电子资源的虚拟化方法。目前的虚拟化技术限制了用户对服务的配置,比如用户不能够配置服务的处理器和存储器的个数。解决这个问题的方法之一是使用额外的字符定义对硬件的需求,这样并不影响与现行虚拟化技术的兼容性。

3.民用航空制造技术向高可靠、高精度和数字化方向发展

飞机机体的寿命和可靠性与制造技术密切相关,通过采用以提高机体表面完整为目标的高速数控加工、热表处理、表面强化技术,以及激光冲击强化、超声波冲击强化技术,可进一步提高机体表面压应力层的深度,从而大幅度提高机体结构的抗疲劳型和可靠性。

数控加工技术重点关注两个方向:一是提高材料去除速率、保证工件精度、降低资源消耗,如采用切削参数优化技术提高工件材料去除速率、采用加工方法优化技术提高零件加工合格率、采用分布式数控(DNC)及集成管控技术提高数控设备运行有效性、应用模拟与仿真技术降低零件加工成本和资源消耗。二是发展基于智能化的自适应加工技术,用自动化的过程代替手工劳动,通过现场快速测量、特征型面重构、加工数据再处理、加工运行等过程,实现工件的精确加工。

数字化制造技术从概念走向应用。国外飞机研制模式已经从传统的大而全的主制造商—供应商方式转变为设计、制造与服务保障全球一体化协同方式,飞机制造也经历了模线样板、图纸数字化、无纸化设计、数字样机、数字化生产线、移动生产线,进入数字化工厂时代。增材制造技术开始得到发展和应用,但总体还处于探索和初步应用阶段。欧美国家已将增材制造技术视为提升航空航天领域水平的关键支撑技术之一。波音公司已经利用增材制造技术制造了大约300种的不同的飞机零部件,包括将冷空气导入电子设备的形状复杂的导管等。目前波音公司和霍尼韦尔公司正在研究利用增材制造技术打印出机翼等更大型的产品。

三、世界民用航天业发展动态

2014年全球航天发射次数达到20年来的高值,轨道发射达到92次(1994年为93次)。俄罗斯和印度发射了新型火箭,NASA的Orion乘员飞行器成功地进行了试验飞行,中国发射了绕月实验舱,日本发射了一个登陆小行星的航天器。2014年的航天发射成功率为1992年以来最高的一年,俄罗斯、美国和中国的火箭发射次数占据了全球发射总数的80%以上。

(一)世界主要国家民用航天业发展态势

1.美国

(1)美国航天业市场略有增长

美国航空航天工业协会的报告显示,与2013年相比,2014年美国航空航天与防务公司保持了赢利,年销售额预计增加到2284亿美元,2013年为2194亿美元(图3);2014年税后利润为255.01亿美元,为年销售额的9.3%。2014年航天业销售额较2013年略有上升,增长25亿美元。2014年是航天产业出口的关键一年,11月,美国政府公布了航天器系统及其相关设备的最终出口规则,使得商业卫星从“美国军需物品清单”中剔除,保证了美国在未来几年国际市场的竞争力,同时将维持美国航天工业基础的健康发展。

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图3   2011—2015年美国航空航天业主要产品销售额

说明:2014、2015年为估计值

资料来源:美航空航天工业协会

美国在发射数量和发射质量方面均有较大提高。2014年完成23次发射任务,占全球发射总次数的25%,仅次于俄罗斯;发射航天器个数为130个,其中1次发射失败,损失30颗卫星,包含29颗微纳卫星,发射数量居全球首位。美国航天器数量多、质量佳的主要原因在于微纳卫星的快速增长,这也是2014年全球航天器发射数量继续大幅增加的驱动力。美国从2013年开始,微纳卫星的数量快速增加。在航天器研制数量和所属数量方面,美国保持领先地位,拉大与其他国家的差距,尤其在微纳型应用航天器的研制和应用方面,美国处于绝对领先地位。在2014年发射的293个航天器中,美国研制的航天器为148个,在2013年的基础上继续增加60.87%,其中应用卫星数量为126个;所属航天器总数量为141个,其中应用卫星数量为119个。

美国航空航天局集中精力研制探索系统,并依靠“国际空间站”的研究进一步推动空间生存和作业能力的发展,而近地轨道的运载能力则依靠商业航天运输。美国航空航天局公布了2015财年的预算案,预算申请总额为174.606亿美元,涵盖了科学、航空、空间技术、航天探索、航天活动、设施建设等。航天探索和航天活动仍是美国航空航天局发展的重点领域,二者的预算申请分别为39.76亿和39.054亿美元,占预算总额的45.14%。美国航空航天局在2015财年的预算案中明确提出人类航天飞行已经进入了近地轨道以远的深空探索的时代。为了实现深空探索的目标,美国航空航天局将采用能力驱动的方法,实施多目的地探索的战略。

(2)制定战略规划阐述未来发展路径

美国以保持“领导地位”为目标,全面推进航天发展。在民用航天方面,着重技术创新引领发展。2014年6月,美国航空航天局发布了《NASA2014战略规划》文件,概述了NASA未来发展构想,将提供对NASA未来科研活动的清晰、统一和长期的指导,提出了三大战略目标:扩展太空知识、能力和机会的边界;推进对地球的了解以及开发改善地球生活质量的技术;通过有效管理人员、技术能力和设施实现任务、为美国公众服务。白宫首次出台《民用对地观测国家规划》,以天基为重点,从全球视野对美国对地观测系统全面规划,提出“地球大数据计划”(BED I),支撑地球科学和技术创新发展。针对航天领域,加强政策保障和引导,提出航天出口管制阶段性意见,更新调整“商业管制清单”;修订遥感数据政策,放宽商业遥感卫星图像分辨率许可限制;解除企业参与全球竞争的政策束缚,提升企业全球竞争力。

2.欧盟地区

(1)欧洲民用航天市场保持稳步发展

欧洲航天产品销售额和就业人数均保持稳定增长。根据欧洲航空航天和防务工业协会(ASD)2014年10月发布的年报显示,2013年欧洲航天工业产出为107亿欧元,比上年同期增长9.2%;航天产品销售额为68.2亿欧元,卫星应用系统为33.7亿欧元,占航天产品销售总额的49.4%,航天发射产品销售额为14.5亿欧元,占比21.3%,科学系统产品销售额为10.8亿欧元,占比15.8%,工程与服务产品销售额为3.6亿欧元,占比5.3%,地面系统销售额为4.4亿欧元,占比6.4%,其他产品销售额为1.2亿欧元,占比1.8%;航天产品在欧洲的销售额为38.7亿欧元,航天产品出口欧洲以外地区的销售额为15.8亿欧元。航天产业就业人数为3.62万人(图4),比上年同期增长1.4%。从就业人员的组成分析,研究生及以上学历人员占比40%,大学本科毕业人员占比27%,高等职业院校毕业人员占比23%,职业学校毕业人员占比5%,学徒工占比4%,普通学校毕业人员占比1%。

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图4   2000—2013年欧洲航天产业销售额及就业人数趋势

资料来源:ASD

虽然欧洲2014年受“联盟”火箭发射故障的影响,推迟了部分发射,但仍可看出增加势头。在2014年的92次发射中,欧洲11次,发射航天器23个;欧洲发射首批“伽利略”全面运行能力(FOC)卫星,因火箭上面级问题未进入预定轨道,因而推迟了后续发射计划,这对欧洲“伽利略”系统的部署计划造成影响。欧洲受发射部分失败的影响,推迟了部分发射任务,在所属航天器数量连年增加的趋势下,2014年出现下降。2014年欧洲航天器研制数量为33个,其中应用卫星数量为20个;所属航天器总数量为32个,其中应用卫星数量为18个。欧洲的航天器研制数量一直多于所属数量,但从2012年开始,两者的差值减小;美国2012年之后的研制数量开始多于所属数量,分流了欧洲的航天器出口份额。

欧洲两大火箭制造商进行整合提升航天竞争力。2014年12月3日,空客集团和赛峰公司宣布成立新的合资公司,公司命名为空客赛峰运载火箭公司。空客赛峰运载火箭公司初始员工数量为约450人,于2015年1月1日起投入运营。新公司将负责维持阿丽亚娜5型运载火箭的出色质量和可靠性,同时缔造顶尖航空运载火箭的最新产品,以推动欧洲在航空工业领域的领先地位。新公司将在法德两国的关键产业基地融合空客集团和赛峰在太空运载火箭领域的技术专长。合资公司的总部拟设在巴黎附近的伊西莱穆利诺市。这一新的合资实体将成为全球运载领域的一支重要力量,更好地服务于科研以及商业用户。

(2)欧盟持续推进欧洲航天一体化建设

欧盟在“欧洲2020战略”指引下,持续推进欧洲航天一体化建设。在民用航天方面,正在制定新版航天政策,大力推进“哥白尼”和“伽利略”两大欧洲联合旗舰项目,寻求欧盟级空间探索专项,制定一体化航天工业政策,提高航天技术独立自主能力。在军事航天方面,在欧洲空客防务与空间系统公司(EDAS)和北约联合空天力量转型办公室的领导下,以空间信息系统和空间态势感知为重点,全面规划军事航天系统。为提升欧洲航天创新能力,完成“科学进步引发的技术突破”战略研究,规划了空间态势感知与空间气象、载人空间探索、天体生物学和行星保护、空间数据气候建模等4个空间技术群,提出22个前沿技术方向,以期在新一轮技术革命中抢占先机。

3.俄罗斯

(1)航天工业呈现复苏态势

俄罗斯为保证其航天大国地位,对航天业进行战略规划和稳定投入。根据2013年12月俄联邦通过的2014—2016年俄联邦预算法,俄罗斯2015年的航天预算总量为2024.74亿卢布。《2030年前及未来俄联邦航天活动国家政策》确定未来航天领域主要目标和优先级,提出在载人航天飞行和无条件完成航天领域国际义务中保持俄罗斯联邦的领先地位的同时,确保有利于科学和社会经济的航天活动的安全与实施。

在经历了2010年至2012年连续发生7次航天发射事故的低谷期,以及2013年的改革调整期后,2014年俄罗斯航空航天呈现出复苏势头,展现出其保持自身在航空航天领域传统优势的决心。俄罗斯在发射次数的排名上始终领先,从数量上看,除2012年外,俄罗斯各年度发射次数较为稳定,占全球发射活动的1/3左右。2014年,俄罗斯发射次数最多,达到33次,占全球航天器发射总次数的35.87%;发射航天器为88个,其中1次发射失败,损失1颗卫星;1次发射部分失败,1颗卫星未入正确轨道。

在航天发射方面,俄罗斯继续保持了较高的成功率,成功将土耳其、埃及、哈萨克斯坦等国的商业卫星及多颗本国军用民用卫星送入预定轨道,完成多次“进步”号货运飞船和“联盟”号载人飞船的发射任务,确保了国际空间站及俄罗斯舱段的正常运行。

运载火箭方面,俄加紧新型“安加拉”系列运载火箭的研制工作。2014年10月,俄罗斯提出,计划于2016年向太空发射“安加拉”轻型运载火箭。截至目前,“安加拉”家族已有四枚运载火箭,载重量从1.5吨到35吨不等,使用氧和煤油环保燃料。新型“安加拉”运载火箭能让俄罗斯独立进入太空并有可能达到新的技术水平,俄罗斯将有能力将重型航天器送入地球静止轨道。新火箭的所有组件都是俄罗斯本国制造,这将保障俄罗斯的技术安全性。

(2)细化2030年前航天应用阶段目标与任务

俄罗斯加紧制定“2016—2025年规划”,进一步加大航天投入力度。发布“2030年前使用航天成果服务俄联邦经济现代化与区域发展的国家政策总则”,从国家层面推动航天应用,构建国家航天应用基础设施和一体化综合信息网,实施区域政府示范工程和导航应用专项示范工程,建立政府和民间联合机制,推动市场化运营,推动航天可持续发展。启动航天工业体制改革,突出联邦航天局政府管理职能,正式成立联合火箭—航天集团(ORKK),对国有航天企业进行股份制改造,理顺管理关系,提升工业实力,提高国际竞争力。

4.日本

(1)日本航天业投入获得持续增长

日本2014财年航天开发预算中,航天经费预算为3666亿日元,较2013财年增加了13.9%。包括基本预算和推进优先课题两部分。其中,基本预算额度为2774亿日元,占总预算经费的76.27%;推进优先课题申请的预算额度为892亿日元,占总预算经费的13.73%。日本内阁府宇宙战略室在审定预算经费时,强调要把“提升航天开发能力和应用水平”作为核心目标,全力推进航天应用,鼓励日本的企业“参与国际市场竞争,在竞争中提高技术和产品水平,要在增强航天产品在国际市场上的竞争力方面下功夫。这样做不仅可以获得丰厚的经济利益,还可以提高日本企业在国际上的知名度,提升日本在国际上的地位”。

日本的发射活动比以往有所增加。2014年,日本发射航天器次数为4次,发射航天器个数为18个。2014年5月24日,H-2A火箭在种子岛发射了“先进陆地观测卫星”(ALOS)2,并搭载发射了4颗小卫星。ALOS-2又称“大地”2,由三菱电机公司建造,重量约为2.3吨,载有L波段合成孔径雷达,用于制图、区域观测、灾害监测和资源普查,设计寿命5年。10月7日,H-2A火箭在种子岛发射了“向日葵”8静地气象卫星。该卫星采用DS-2000平台,发射重量约3500千克,载有“先进向日葵成像仪”(AHI)、“空间环境数据获取监测仪”(SEDA)和“数据采集分系统”(DCS),采用东经140度轨位,设计寿命15年以上。AHI将同美“静地业务环境卫星”(GOES)R系列的“先进基线成像仪”(ABI)兼容,能增强短时预报、数值预报和环境监测能力。12月3日,H-2A火箭在种子岛发射了日本第二个小行星采样回送探测器“隼鸟”2,并搭载发射了3颗小卫星。“隼鸟”2任务为的是要在日首次小行星采样回送任务成功的基础上再进一步。

(2)日本航天业加强空间利用布局

日本以国家安全为重心,修订国家航天规划。日本防卫省依据最新“国家安全保障战略”和“防卫计划大纲”,发布新版《防卫航天开发利用基本方针》,提出建立涵盖“活动空间”(即侦察监视)、“基础空间”(即通信导航)、“应对空间”(即预警监视)和“稳定空间”(即空间安全)的完整军事航天体系,发展侦察监视、快速响应、军用通信、导航、导弹预警和空间态势感知等卫星系统。正在开展新版《宇宙基本计划》的修订工作,以“突出宇宙开发在国家安全保障的重要性”、“通过太空合作强化日美同盟”为重点,将军事卫星体系纳入国家航天规划,全面体系化发展。

(二)民用航天业重点领域发展动态

美国卫星产业协会(SIA)2014年6月公布的卫星产业报告显示,2013年全球航天产业收入3200亿美元,其中,卫星产业的总收入约为1952亿美元,同比增长3%,占全球航天产业收入的61%。本节着重对卫星产业中的卫星服务业、卫星制造业、发射服务业、地面设备制造业等重点领域发展动向展开分析。

1.卫星服务业市场保持稳定增长

2013年全球卫星服务业收入增长了5%,达到1186亿美元,见表5。大众消费通信服务(包括卫星电视直播、卫星音频广播、卫星宽带和消费卫星宽带)收入增长到981亿美元,其中,卫星电视直播服务,包括直播卫星/直播到户(DBS/DTH),收入为926亿美元,占到所有卫星服务收入的78%,占大众消费通信服务收入的94%。卫星固定通信服务收入与2012年持平,其中转发器租赁和管理网络服务收入也与上年相同,分别为118亿美元和46亿美元。2013年卫星移动通信服务收入增长率为6%。卫星遥感服务收入增长16%,主要源自美国政府对卫星遥感图像产品和服务需求的增加,以及2013年新的商业遥感公司部署试验卫星和加大资本投入的结果(如天空盒子成像公司和行星实验室公司)。

2.卫星制造业市场继续增长

2013年全球卫星制造业总收入为157亿美元,比2012年增长8%,见图5。2013年发射了107颗卫星,多于2012年的81颗。通信卫星占到2013年卫星制造业总收入的47%,而军事监视卫星则占到30%。立方星虽占研发型卫星的大多数,但在总收入中占比不到1%。美国卫星制造收入增长了33%(增速略高于2012年),从82亿美元增至109亿美元,主要原因是面向美国政府用户的高造价卫星的交付,约75%的收入来自美国政府合同。2013年全球地球静止轨道(GEO)商业卫星共签订了23颗制造订单,与2012年的18颗卫星相比增加了5颗。美国卫星制造商2013年共获得15颗GEO商业卫星制造订单,订单数全球占比为65%,较2012年67%的略有下降。

表5   2008—2013年全球卫星服务业收入情况

单位:亿美元

项目

2008年

2009年

2010年

2011年

2012年

2013年

大众消费通信服务

681

753

809

886

933

981

卫星电视直播

649

718

769

844

884

926

卫星音频广播

24

25

28

30

34

38

消费卫星宽带

8

10

12

12

15

17

卫星固定通信服务

130

144

150

157

164

164

转发器租赁

102

110

111

114

118

118

管理网络服务

28

34

39

43

46

46

卫星移动通信服务

22

22

23

24

25

26

移动话音业务

9

7

7

7

7

8

移动数据业务

13

15

16

17

18

18

遥感服务

7

10

10

11

13

15

总计

841

928

992

1078

1135

1186

资料来源:美国卫星产业协会

 

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图5   2008—2013年全球卫星制造业收入情况

资料来源:美国卫星产业协会

高吞吐量卫星(HTS)采用频率复用、点波束和星上处理等技术大幅提高了卫星的工作效率。目前全球已有27颗HTS卫星在轨运行,已订购或在研的HTS卫星数量为24颗。虽然大多数的HTS卫星都是地球静止轨道卫星,但是2013年有4颗HTS卫星发射到中地球轨道(MEO),它们是O3b宽带卫星星座的首批4颗卫星,另有8颗O3b卫星正在准备发射或者正在建造中。全电推进技术可以大幅减轻卫星质量,但是其最终到达GEO轨道所需要的时间更长。2012年全球首次签订了全电推进GEO商业通信卫星订单。2013年,美国政府也签订了首份全电推进卫星订单。目前全球大部分的卫星制造商都可以向用户提供全电推进技术。

3.发射服务业收入略有下降

相比2012年21%的高位增长,全球卫星发射业总收入2013年下降了7%,但美国这项收入增加了17%,从20亿美元增至24亿美元。全球卫星发射业收入下滑的原因是高费用发射次数较少。2013年全球以商业方式采购的卫星发射收入为54亿美元,比上年略有下滑,见图6。全年开展的以商业方式采购的发射次数为62次(发往低地轨道31次,中地轨道4次,静地轨道23次,静地轨道以外4次),略多于2012年的59次。以商业方式采购的阿里安航天公司发射次数比2012年少了3次。海射公司2013年只进行了1次发射,而2012年是3次。

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图6   2008—2013年全球发射服务业收入

资料来源:美国卫星产业协会

政府用户仍是卫星发射收入的主要推动力量,占到以商业方式采购的卫星发射收入的70%,高于2012年64%的占比。美国在所有以商业方式采购的发射收入中所占份额最大,为45%,其中超过70%来自美国政府卫星的发射。

2013年共签订了32颗商业卫星的发射订单,比2012年的25颗有所增长。其中美国公司的订单为6颗,比2012年的8颗有所减少。欧洲卫星发射公司的订单在全球商业卫星中占据最大份额,为18颗。俄罗斯获得4颗订单,而中国和其他公司各取得2颗订单。

4.地面设备制造业收入较上年略有增长

2013年地面设备业总收入增长了1%,达到560亿美元,见图7。其中,网络设备收入较上年下降10%,卫星导航设备占到地面设备业总收入的近57%,占比低于2012年的60%。2013年卫星导航设备收入下降了3%,反映了市场从独立设备向内置芯片的转移。非卫星导航类(卫星电视、无线电广播、宽带设备和移动卫星终端)者设备收入增长了22%。

据欧洲全球导航卫星系统局市场研究报告统计,2013年全球导航卫星系统(GNSS)设备直接销售额约为710亿美元。目前在用的具备GNSS功能的设备约有22亿部,预计2022年将达到约70亿部。GNSS设备销售收入的47%来自内置于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、数码相机和其他基于位置服务(LBS)移动设备。GNSS的主要市场是农业、汽车、航空、位置服务(LBS)、海事、铁路和勘测领域。其中汽车领域收入约430亿美元,占GNSS全部收入比重60.6%;基于位置服务收入200亿美元,占比28.2%;勘测领域收入为34亿美元,占比4.8%;航空领域收入10亿美元,占比1.4%;农业领域收入8亿美元,占比1.1%。

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图7   2008—2013年全球地面设备收入情况

资料来源:美国卫星产业协会

四、世界航空维修市场发展动态

(一)民用航空维修市场发展态势

1.全球民用航空维修市场维持增长态势

据《航空周刊》报告显示,2014年全球民用航空维修市场规模达到563亿美元,各地区的维修需求各有侧重。非洲地区的在役机队规模将达到1500架,所需维修费用为19亿美元,其中部件修理费用为5.16亿美元。亚太地区的发动机维修费用将达到39亿美元,2016年有望继续增至44亿美元,改装费用将达到10亿美元。东南亚地区的涡桨飞机维修业务将急速增长。中国的民用航空维修费用将达到39亿美元,其中航线维修费用为6.47亿美元。东欧的机体重维修费用是发动机维修费用的1/3,预计到2016年该地区的机体重维修费用将会降至2.89亿美元。印度的维修费用将达到7.23亿美元,其中发动机维修费用为2.84亿美元。拉丁美洲(包括墨西哥地区)的维修费用将超过30亿美元,其中部件维修费用约为9.26亿美元。与2014年相比,中东的重维修费用将大幅下降,预计为5.28亿美元,但改装费用仍将达到5.48亿美元。2015年中东地区的在役机队规模将超过1600架。北美的维修费用为158亿美元,其中航线维修费用将占到30亿美元。西欧的机体重维修费用将位居全球首位,到2016年将成为全球第二大机体重维修市场,仅次于北美。此外,西欧的发动机维修费用将达到47亿美元。

2014年的机队维修市场中,空客A320和波音737-300/400/500的重维修工作量最大,分别占整个机体重维修市场需求的12%和8%。2014年发动机修理和翻修支出为220亿美元,占全球总的维修支出的39%。其中维修需求最大的发动机是CFM56-3和V2500-A5。在整个发动机的维修需求中,北美约占33%。在亚太地区,中国和印度运营商的发动机维修费用占该地区的26%。在2014年的部件维修市场中,机轮和刹车的需求较为旺盛,随后是辅助动力装置(APU)、发动机燃油和控制部件以及设备翻新。

2.民用航空维修市场发展趋势

根据《航空周刊》的民航机队和维修预测,喷气飞机和祸桨飞机维修市场规模将从2014年的563亿美元增至2019年的651亿美元,但在此期间,机体重维修工时数呈下降态势,其复合增长率为-0.4%。这主要是因为维修供应商通过持续改进提高了工作效率、航材和发动机的修理成本增加以及新飞机的交付速度加快。据《航空周刊》预测,虽然2014—2019年的机体重维修工时数下降,但从2020年起,工时数的复合年均增长率将达到0.9%,到2023年达到7500万工时。2014—2023年全球整个维修市场的复合年均增长率为3.4%,到2023年市场规模达到763亿美元。

(1)窄体飞机客舱改装业务发展迅速

2015—2016年,航空公司为了减轻客舱重量、满足乘客不断增长的个人电子设备使用需求,将会对电源系统进行改装。2005—2008年交付的一大批窄体飞机都已相继进入机体重维修阶段,因此航空公司将在重维修阶段完成其客舱翻新和升级改装。近几年,内饰升级主要集中于宽体飞机的头等舱和公务舱;受低成本(LCC)运营模式的影响,亚太地区越来越多的内饰升级工作转移至窄体飞机的经济舱中。

越来越多的航空公司选择客舱升级,希望通过提升乘客的乘坐体验延长飞机的使用寿命。窄体飞机运营商在与维修企业签署重维修服务协议时,有意识地增加飞机客舱内饰升级改装的项目。航空公司受其市场营销部门的驱动,要求为飞机客舱加装无线局域网(Wi-Fi)设施和最先进的机上娱乐系统等。此外,技术的升级也是推动客舱改装升级的原因之一。如一直专注于空客A320、波音737CL/737NG等窄体机型维修服务的FL技术公司,希望能够更多地拓展客舱和航电系统升级等业务,特别是在客舱内加装WIFI模块或者对其他通信设备进行改装。

(2)窄体飞机重维修市场需求强劲

重维修是窄体飞机维修市场的重要组成部分。2015—2016年,空客A320和波音737两款机型的机龄、飞行小时数和飞行循环等统计数据显示其C检和D检工作量将会增加,其重维修检查工作几乎垄断了整个窄体飞机维修市场,而MD80飞机步入了退役阶段、重维修工作量开始下降。在发展中国家,特别是亚洲地区,空客A320和波音737这两款机型逐渐进入成熟期,接近了重维修时间点。

《航空周刊》预测数据显示,2015—2016年波音737NG和空客A320的重维修费用将分别位居第一和第二。空客A3202015年的重维修费用预计达到8.1亿美元,2016年将达到8.43亿美元;波音737NG系列飞机2015年的重维修费用将达到4.85亿美元,2016年将达到4.93亿美元。长期从事波音窄体飞机维修和改装工作的FlightStar公司希望在2015年承接更多空客窄体飞机的维修工作,特别是早期生产的波音737NG和空客A320飞机。

随着越来越多的航空公司将机队更换为新机型,以及俄罗斯等独联体国家的经济继续保持增长趋势,窄体飞机维修市场的一大亮点是因波音737CL的加速退役而导致其维修需求持续走低,以及空客A320在租赁市场中的需求增长而带来的维修量增加。从窄体飞机的维修需求来看,未来3~5年内起落架等关键部件的大修需求也将非常强劲。

(3)新一代宽体飞机进入大修期

新一代宽体飞机开始进入大修期,2009—2010年交付的约35架空客A380将在2015—2016年进行重维修,而波音777和空客A330飞机凭借其市场占有率,总体维修费用在宽体飞机维修市场占较大份额。波音747-400等四发宽体飞机的维修市场呈明显下降趋势,有不少波音747-400开始淘汰,其拆解工作将有所增加。从2015—2016年宽体飞机重维修费用预测数据可以看出,2015年波音747-400的维修费用预计4.13亿美元,2016年将缩减至3.27美元;而空客A330-300在2015年的维修费用预计为2.19亿美元,2016年则将增至2.42亿美元。

就整个宽体飞机维修市场而言,随着波音747-400、波音767、麦道MD-11、空客A300、A310、A340等维修需求量大的飞机的陆续退役,宽体飞机的整体维修量呈下降趋势。由于新一代宽体飞机所需维修需求的减少,以及熟练工人紧缺和劳动力成本上涨等因素,亚洲维修企业的成本优势逐渐被削弱,北美地区宽体飞机维修企业与亚太宽体飞机维修企业之间的维修成本差距正日趋缩减,而且北美的机体维修设施充足,这将有助于北美地区维修市场的复苏。

法荷航工程维修公司的市场分析报告称,未来两年内波音和空客或将引入许可证制度,限制维修企业对波音787和空客A350技术数据的访问。因此,从事新一代宽体飞机维修的企业可能在数量上会有所减少。对于法荷航工程维修公司来说,波音787和空客A350等新一代宽体飞机可为其部件和发动机维修业务带来新的发展机遇。同样,汉莎技术也正计划拓展其波音787和空客A350等新一代宽体飞机的基地维修业务。目前该公司的宽体飞机维修业务主要集中于空客A330、A340、A380和波音747-400、747-8和767等机型,同时汉莎技术也在通过其合资公司Ameco为波音777提供全方位服务。

(4)CFM56和V2500引领发动机维修市场

在空客A320neo和波音737MAX等新一代窄体飞机投入运营前,空客A320和波音737NG等在未来3~4年内仍将是主力机型,而这类窄体飞机所装配的CFM56-5B、CFM56-7B和V2500-A5发动机的维修需求正在不断增多。2015年,这些发动机将进入首翻期,维修需求将有所增长,同时CFM56-3发动机因其配装的飞机开始进入退役而导致维修市场开始下滑。据预测,V2500-A5和CFM56-7B发动机的维修需求将在2015年和2016年位居全球发动机维修市场前两位,其中V2500-A5的维修市值分别超过28亿美元和32亿美元;CFM56-7B的维修市值分别超过24亿美元和27亿美元。

GE90、GE9X等宽体飞机的发动机维修增长也较快,GE90和GEnx两款发动机的维修需求将占宽体飞机发动机维修市场需求增长的主要部分,2015年GEnx发动机将迎来其首次返厂维修。而PW4000等较老宽体飞机装备的发动机的维修市场正在缩水。《航空周刊》的数据显示,到2016年GE90-115B发动机的维修市场有望位居全球十大维修市场的第3位,其维修费用将超过17.6亿美元;2015年其维修市场预计将居于全球十大维修市场的第4位,维修费用为14亿美元。相反,普惠公司的PW4000-94发动机在2015年将位居第7位,维修费用约为8.82亿美元;在2016年将位居第10位,维修费用降为8.18亿美元。

据MTU预计,2015—2016年V2500-A5、CFM56-5B和CFM56-7B的维修市场将迎来小高峰,这部分业务的增长将有力补偿CFM56-3发动机维修需求的下滑。支线飞机发动机的维修市场趋势也极为类似。虽然50座级支线喷气机逐步淘汰,CF34-3发动机维修市场严重下滑,但70座级和90座级支线飞机配装的CF34-8和CF34-10发动机的维修市场将有所增长,将对CF34-3发动机维修市场的下滑进行补充。宽体飞机的发动机维修市场也将有些变化。例如,随着CF6-80C2发动机配装的波音767等飞机的逐步退役,该型发动机将进入二手航材市场。

2015年,预计全球航空发动机维修市场的增长率为8%左右,其中,CFM56—7B发动机维修市场的增长率超过20%,是增幅最大的发动机维修细分领域。2015年亚太地区(包括中国)的航空发动机维修市场规模为38亿美元,2016年将超过43亿美元。

(二)民用航空维修技术发展趋势

目前,飞机维修已不仅仅是通过判定飞机零部件的寿命来确保飞机安全性能,还需要从引入新型制造加工模式、加强与新兴信息技术融合应用、提升航空维修数据分析优化能力等角度,不断提高维修技术与方法,从而保证飞机机体设备的安全运行。

1.增材制造技术将更为广泛应用

增材制造技术或3D打印技术将在航空航天领域得到广泛应用。3D打印技术采用的是增材制造原理,它不需要向传统零部件加工那样经过切割、磨削、腐蚀等工序流程,减少了这些流程中对航材的浪费,基本能够做到“按需取材”,节省了原材料,减少了航材废料,提高了航材的使用效率。例如,使用传统制造技术生产某型飞机的风扇叶片,材料利用率仅有7%左右,而3D打印技术可将材料利用率提高到80%以上。

3D打印技术弱化了传统加工工艺中对加工工具和模具的依赖程度,更加重视被加工的飞机零部件的材料和部件尺寸。3D打印技术在复制原物方面具有很大的优势,比如只需掌握物体扫描坐标或者模型数据,就能够生产出和原物一样的零部件,这在标准件生产方面具有重要的意义。

随着智能制造的不断深入发展,更多的材料技术、控制技术以及信息技术将被应用到飞机的零部件制造生产上来,同时3D打印技术也会被推向更高的层面。3D打印技术将会逐渐向着便捷化、通用化、智能化、精密化等方向发展,进一步提升3D打印的精度、效率和速度,开拓多材料打印、大件打印、连续打印、并行打印的工艺方法,开发更为多样的3D打印材料,如复合材料、非均质材料、纳米材料、功能梯度材料、智能材料,特别是在打印金属材料方面将是研究的重点。

2.可穿戴技术应用步伐进一步加快

在航空维修领域,可穿戴技术可帮助航空公司减少维修工作的复杂性和维修人员的工作量。例如,日本航空为其维修人员配备了谷歌眼镜,使其在为跑道上的飞机执行维修检查时,眼镜能够将飞机图像直接发送给维修专家,维修专家对飞机状态进行评估后再将评估结果反馈给外场维修人员,此外还能够记录下所有信息,便于后续的进一步评估。位于日内瓦的SITA实验室致力于智能眼镜研究,特别是谷歌眼镜、Epson Moverio和Vusix M100三款产品,并于2014年6月首次在某航空公司的维修厂进行了可穿戴设备的试用。

但是,可穿戴设备的技术水平如耐用性、连通性及电池寿命等方面问题是迫切需要解决的问题。SITA认为可穿戴设备的生产厂家在未来两年内有望解决其电池寿命和耐用性问题,使其可更好地满足维修工作的需要。届时,可穿戴设备在维修领域的将得到普遍应用。

3.与信息技术融合应用将成为常态

信息技术将在航空维修领域发挥重大作用。移动应用程序(APP)与移动设备的嵌入整合将在维修全领域取得突破。例如,工程人员通过移动设备上的APP可随时获得所需的信息,而不必从穿行于停机坪与办公室之间或者排队通过终端机获取相关信息,极大地提高维修效率、降低费用,避免操作的复杂性。

4.大数据将成为辅助航空维修的关键

在航空维修领域,大数据技术具有巨大的潜在应用价值,从预测分析、库存优化到使用模式的监测以及对机体设备的运行状态进行实时跟踪和分析等。2015年1月28日,美捷香港商用飞机有限公司宣布将在其公司内部实施飞行数据分析计划(FDAP),成为亚太地区率先利用飞行记录分析计划技术提高商务航空运行安全性的公司。该数字化飞行数据管理软件系统将作为现有安全管理系统的有效补充,使美捷能够全面掌控和深入分析飞行数据,以降低飞行时的安全危害或潜在风险。同时,美捷的维修人员可借助飞行数据的专业分析结果,针对潜在故障制定合理的维修解决方案。

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 






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