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航空铝材迈入黄金需求期

发布时间:2017-02-20 14:48:44

航空铝材是指制造航空器用的各种铝合金,包括变形铝合金与铸造铝合金,以及先进的铝合金。变形铝合金用于加工板、带、管、棒、型、线材、锻件与粉材等半成品,铸造铝合金用于生产压铸件,它们都用于深加工航空器的种种零部件。航空器指的是离地面100千米的大气层内飞行的各种器械,如飞机、直升机等。

本文所说的“五部引擎”系指ARJ21支线客机、C919干线客机、Y-20大型喷气式运输机,往往又把它们称为大飞机;另二部引擎是所有军机和通用航空器。从2015年至2035年的20年是中国航空工业大发展时期,也将是这五大板块的高速持续稳定增长期,且将拉动铝材进入黄金需求期,在此阶段的年复合增长率可达10%。

ARJ21与新舟60型支线客机

2015年3月ARJ21-700飞机完成首次航线演示飞行,2015年11月29日正式交付成都航空公司。根据上海飞机制造厂计划,至2016年年底,将有5架完成交付,其中2架90座级,3架78座级,预计今后五六年将完成30架交付。至2035年可交付550架,每架用铝约42吨。

在2015至2035年期间,中国可能制造400架新舟系列支线客机,其结构件几乎全是铝合金的,铝化率可按80%匡算,每架飞机的铝材投入量若按25吨计算则需要铝约1万吨。

C919干线大客机

C919的前机身、中机身、中后机身、机头与机翼的结构件几乎全是用铝材制造的,而发动机吊挂、垂尾、平尾、后机身前段、后压力框、后机身后段、中央翼等则是用复合材料或钛合金锻件制造的。

截至2015年12月,C919客机国内外用户为21家,订单数520架,定价约5000万美元/架,比波音737的9000万美元/架便宜45%,同时于2016年首飞后打破了中国民航市场波音和空客飞机的垄断。在今后20年内,可能制造1200架,每架铝的投放量按75吨匡算,需采购铝材9万吨。

运-20重型军用运输机

运-20(中国代号:Y-20、鲲鹏)大型喷气式运输机是中国自主研发的新一代重型军用运输机。Y-20净质量若按154吨,铝化率按70%计算,则铝制零部件质量为108吨,材料利用率如为50%,则需投入216吨/架。

从解放军所面临的抢险救灾、部队集结和武装力量投送需求来看,中国对运-20的需求数量将非常庞大。仅以一个空运批次来看,如果需要在主要战役方向上投放一个坦克装甲旅,两个空降战车团,外加1500人的伞兵及伞兵配属的突击车、指挥车、武装直升机等,就至少需要250架左右的运-20。中国军方对运-20的实际需求,最起码的数量是300架以上,如此庞大的规模,足够两个飞机制造厂开足马力生产10年,需投放铝材64800吨。

军用航空器

中国军用飞机从上世纪50年代初全盘从苏联引进米格-15型歼击(战斗)机开始,到目前自主研发的第三代战机“枭龙”/FC-1,其材料中铝材一直唱主角,绝大部分是中铝公司的东北轻合金有限责任公司、西南铝(集团)有限责任公司、西北铝加工厂生产的。

军用机是一个庞大的家族,包括诸如歼击机、轰炸机等等。虽然当前总体上铝材仍是主要制造材料,但趋势是铝材占的比例在单一机种上会一代比一代少,而复合材料及钛合金等占的比例则会相应地上升,如美国的第四代战机F-22和F-35,以隐身性能、超声速巡航能力、高机动性、中距离空战能力、短距离起降能力和维护费用低为特点,在它们的用材中,钛合金、复合材料及隐身材料之和是超过铝材的。

估计在2015年~2035年期间,中国需要新增加约3400架各种军用航空器,它们对铝材的匡算总需求12万吨。

通用航空器

笔者在此所说的通用航空器是指除ARJ21、C919、军用航空器以外的所有航空器,品种繁多,名目复杂,不胜枚举,估计这些在2015至2035年期间的铝材总需求量约21万吨。

在航空器消耗的铝中:平轧材约占60%,挤压材约占28%,锻件约占7%,铸件约占5%。此比例是平均值,在不同的航空器中会有不同的比例,有的甚至相差很大。

中国航空器制造业有了很大发展,但与国防所需、大国所需、强国所需的航空器数量及其性能还有较大差距,与美国相比也有较大差距,必须努力赶超,今后20年是我们赶超的时期,也是中国航空工业持续高速发展时期。铝材仍是航空器的主体材料,在这段时间内,民用航空器的铝材用量会大于70%,军用航空器的不会低于55%。铝材虽然会受到复合材料的挑战,但替代量不会大,在可预见的时间内,铝仍是性价比最强的航空材料。不过铝工业不可掉以轻心,必须加强研发,加强创新,研发新的合金,创造新的材料加工工艺。

此外,航空铝材生产企业宜与航空器制造企业合作,建设航空铝零件深加工生产能力,为它们提供可直接进行组装的零部件,这将大大提高企业的经济效益与产品市场竞争力。