國防軍工行業國產大飛機系列報告之一：大飛機機體結構和制造流程解析-220515（30頁）.pdf

《國防軍工行業國產大飛機系列報告之一：大飛機機體結構和制造流程解析-220515（30頁）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《國防軍工行業國產大飛機系列報告之一：大飛機機體結構和制造流程解析-220515（30頁）.pdf（30頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 國產大飛機系列報告之一：大飛機機體結構和制造流程解析 國防軍工 2022 年 5 月 14 日，編號為 B-001J 的 C919 大飛機從浦東機場第 4 跑道起飛，于 9 時 54 分安全降落，C919 大飛機首次飛行試驗圓滿完成。這意味著，國產大飛機 C919 即將實現交付，進入商業化運營階段。我們將圍繞國產大飛機的機體結構與制造流程、應用材料、機載設備、航空發動機和市場空間等問題發布系列研究報告。本篇報告重點探討大飛機的本篇報告重點探討大飛機的機體機體結構結構和和制造制造流程流程。 C919C919 性能優異，或將逐步性能優異，或將逐步替代替代波音

2、波音 737737MAXMAX、空客、空客A320A320neoneo 系列系列，市場空間巨大。，市場空間巨大。 C919具有后發優勢，在整體設計上采用的先進技術更多，絕大部分性能指標與波音 737、空客 A320 持平，且價格更為實惠（C919 報價 0.99 億美元，后兩者報價均在 1 億美元以上） ，性價比更高。據中國商飛官網統計，C919 的國內外客戶達到28 家，訂單總數達到 815 架?？梢哉J為，C919 已逐步開始對波音、空客單通道飛機的替代過程。預計隨著首批 C919 順利交付，國航和南航等國內航空公司也將陸續引進 C919。 未來 20 年，我國對類似 C919 這類窄體客機

3、的需求量為每年平均 300 架左右。假設未來 C919 在國內能夠達到三分之一的市占率，則 C919 飛機年平均交付量有望達到 100 架，對我國航空工業帶來約 68%的增量。 C919C919 研制成功意味著我國民機技術實現集群式突研制成功意味著我國民機技術實現集群式突破，整個民機產業鏈將顯著受益破，整個民機產業鏈將顯著受益。 大飛機是現代高新科技的高度集成，涉及新材料、現代制造、先進動力、電子信息、自動控制、計算機等眾多領域，而飛機制造是戰略地位突出、發展機遇巨大、帶動效應極強的高端裝備行業。根據美國蘭德智庫研究，大飛機研制及其核心技術衍射到相關產業，可以達到 115 的帶動效應。C919

4、 的出現意味著我國具備了研制一款現代干線飛機的核心能力。我國由此實現了民機技術集群式突破，形成了大型客機發展核心能力。C919 商業化將推動我國民用航空制造業技術進步與產業結構的升級換代。 投資建議投資建議 評級及分析師信息 行業評級： 推薦 行業走勢圖 分析師：陸洲分析師：陸洲 郵箱： SAC NO：S1120520110001 -24%-11%2%16%29%42%2021/052021/082021/112022/022022/05國防軍工滬深300證券研究報告|行業深度研究報告 僅供機構投資者使用 Table_Date 2022 年 05 月 15 日 證券研究報告|行業深度研究報告

5、請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 2 C919 大飛機的生產交付將推動我國航空制造業上下游快速發展、全面升級，飛機機體結構及材料供應商有望直接充分受益： 1 1、中航西飛：中航西飛：公司具有 C919 機體中機身（含中央翼） 、外翼翼盒（含固定前、后緣） 、副翼、后緣襟翼、前緣縫翼和擾流板等 6 個工作包的供應商資格，是民機生產主力軍。 2 2、光威復材：、光威復材：碳纖維龍頭企業之一，參與 C919 復合材料國產化替代驗證。 3 3、寶鈦股份：、寶鈦股份：鈦材行業龍頭，大飛機鈦合金板材主要供應商。 4 4、西部超導、西部超導：國內高端鈦合金棒絲材、鍛坯主要生產基地之一，已通過商飛 Ti6

6、Al4V 鈦合金材料資質認證。 5 5、愛樂達：、愛樂達：目前承接了 C919 機頭和機身部位相關機加零部件。 受益標的還包括北摩高科、全信股份、中航機電、中航電北摩高科、全信股份、中航機電、中航電子子等公司。 風險提示風險提示 C919 適航取證速度、交付進度不及預期的風險；受新冠疫情影響，民航市場需求不及預期的風險；產能建設不及預期的風險。 yXbWkWkVkZiYgWpYjZ8OcMbRoMqQmOpNkPqQqNlOrQoR6MnNyRMYrMoQvPmOtP 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 3 正文目錄 1. C9191. C919：交付在即，市

7、場廣闊：交付在即，市場廣闊.5 2. 2. 飛機結構及其特點飛機結構及其特點.8 2.1. 飛機結構介紹.8 2.2. 飛機裝配單元. 10 2.3. 飛機結構特點. 11 3. 3. 飛機制造產業鏈飛機制造產業鏈 . 12 4. 4. 飛機制造流程飛機制造流程 . 13 4.1. 工藝準備環節. 13 4.2. 零件制造環節. 14 4.3. 部件裝配環節. 14 4.4. 總裝調試環節. 16 5. 5. 先進飛機制造技術先進飛機制造技術. 17 5.1. 工裝 . 17 5.2. 機加 . 18 5.3. 鈑金 . 19 5.4. 復材 . 19 5.5. 部裝 . 21 5.6. 總裝

8、 . 22 6. C9196. C919 關鍵制造技術關鍵制造技術 . 23 6.1. 鋁鋰合金制造技術. 23 6.2. 復合材料制造技術. 24 6.3. 自動化裝配工藝技術 . 26 7. 7. 投資建議投資建議 . 28 8. 8. 風險提示風險提示 . 28 圖表目錄 圖 1 C919研制及取證進程 .5 圖 2 C919首架交付機首次飛行試驗圓滿結束.6 圖 3 大飛機產業鏈.8 圖 4 機身各段劃分微板件和組合件示意圖 .9 圖 5 機翼段件板件劃分示意圖 .9 圖 6 尾翼結構示意圖 . 10 圖 7 起落架結構示意圖. 10 圖 8 飛機機體裝配單元分解圖 . 11 圖 9

9、空客 A320結構示意圖 . 12 圖 10 波音 747結構示意圖 . 12 圖 11 飛機制造產業鏈情況圖解 . 13 圖 12 機身部件裝配工藝流程. 15 圖 13 裝配準確度要求 . 16 圖 14 表面平滑度要求 . 16 圖 15 副翼相對于機翼的位置準確度要求 . 16 圖 16 波音 747-8 帶翼對接 . 17 圖 17 空客 A320成龍對接 . 17 圖 18 A400M 全翼對接 . 17 圖 19 波音 737外翼對接. 17 圖 20 蒙皮鏡面銑切系統加工原理. 19 圖 21 蒙皮鏡面銑切系統. 19 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重

10、要法律聲明 4 圖 22 機身部件裝配柔性工裝. 21 圖 23 激光測量系統結構圖 . 21 圖 24 柔性軌道制孔設備. 22 圖 25 爬行機器人制孔系統 . 22 圖 26 飛機裝配過程中室內 GPS 的總體布局 . 23 圖 27 C919 機身壁板試驗件 . 24 圖 28 C919 大尺寸變厚加筋壁板研制 . 25 圖 29 自動鋪帶技術 . 25 圖 30 C919 復合材料平尾研制. 26 圖 31 MTAC 自動鉆鉚機 . 27 圖 32 自主研發的自動化定位系統應用一 . 27 圖 33 自主研發的自動化定位系統應用二 . 27 圖 34 自動化裝配生產線. 28 表 1

11、 C919大飛機與競爭機型比較 .6 表 2 C919意向訂單統計.7 表 3 傳統工藝裝備和現代飛機發展技術的比較關系 . 18 表 4 國內部分民用飛機復合材料用量 . 20 表 5 國外部分民用飛機復合材料用量 . 20 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 5 1.1.C C919919：交付在即，市場廣闊：交付在即，市場廣闊 C919C919 大型客機是我國首款按照最新國際適航標準大型客機是我國首款按照最新國際適航標準自行自行研制研制、具有自主知識產權、具有自主知識產權的干線民用飛機的干線民用飛機，全稱為 COMAC919， “C”取自中國（China

12、）和中國商飛（COMAC）的首字母。2009 年 C919 項目發布；2012 年通過國家級初步設計評審，轉入詳細設計階段；2015 年完成總裝下線；2017 年成功首飛；2019 年，6 架試飛飛機全部投入試飛工作，項目正式進入“6 機 4 地”大強度試飛階段；2020 年，中國民航上海航空器適航審定中心簽發 C919 項目首個型號檢查核準書（TIA） 。目前，C919 大飛機試飛取證和交付準備工作正在有序推進。 圖 1 C919 研制及取證進程 資料來源：華西證券研究所整理 C C919919 性能優異，直接對標波音性能優異，直接對標波音 7 73737、空客、空客 A A320320 系

13、列。系列。C919 基本型混合級布局158 座、全經濟艙布局 168 座、高密度布局 174 座，航程 4075-5555 公里，將與波音737MAX系列、空客A320neo系列展開直接競爭。根據中國商飛預研總師楊志剛，C919的絕大部分性能指標與波音 737、空客 A320 持平，甚至在氣動力布局方面還優于后兩者。C919 具有后發優勢，在整體設計上采用先進的技術更多，自動化程度更高，同時在未來的市場潛力也更具有優勢。競爭優勢具體如下： （1 1）技術領先。技術領先。采用近年來的新材料、新技術，并全面按照國際民航規章和適航標準開展設計研制并進行適航審定，從安全性、氣動性、風洞試驗等角度來說都

14、更具優勢。 （2 2）更具經濟性、舒適性、環保性。更具經濟性、舒適性、環保性。飛機燃油消耗、座公里直接使用成本比現有同類飛機低，經濟性特點突出；采用加寬客艙和座椅寬度、配備新的機載設備等手段來改善舒適性；視野設計比同類型的寬，更能保證行駛安全；選用新型發動機滿足噪聲和污染物排放的要求，提高環保性。 （3 3）價格更為優惠，性價比高。）價格更為優惠，性價比高?？湛?A320 和波音 737MAX 系列飛機的單價都超過了 1 億美元。而根據東航定增公告顯示，C919 報價為 0.99 億美元（折合人民幣為6.53 億元） 。并且，目錄單價是制造商對外公開的價格，一般實際的成交價會根據談判結果打一定

15、比例的折扣。在公告中就提出，本次擬引進的飛機實際合同價格經訂約各方按公平原則磋商后厘定，低于產品目錄所載的價格。 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 6 表 1 C919 大飛機與競爭機型比較 C C919919 A A320320 B B737737 C C 系列系列 國家國家 中國 歐洲 美國 加拿大 首飛時間（年）首飛時間（年） 2017 1988 1967 2013 典型機型典型機型 C919 A320-200 B737-800 CS300 客座數（個）客座數（個） 156/168 150/164/180 162/189 135/150/160 空重（

16、噸）空重（噸） - 42.6 41.41 - 最大起飛重量最大起飛重量（噸）（噸） 72.5/77.3 78 79.01 65/32 滿載航距（千米）滿載航距（千米） 4075/5555 5950 5665 5463 巡航速度（馬赫）巡航速度（馬赫） 0.7-0.8 0.78 0.785 0.78 首架交付機首次試飛圓滿完成，首架交付機首次試飛圓滿完成，C C919919 商業化運營在即商業化運營在即。2022 年 5 月 8 日下午，首架交付機也就是 07 號飛機在浦東機場第五跑道進行了中、低速滑行測試。5 月 10日，東航發布定增預案，其中包括 4 架 C919 大飛機。5 月 14 日，

17、編號為 B-001J 的C919 大飛機從浦東機場第 4 跑道起飛，于 9 時 54 分安全降落，標志著中國商飛公司即將交付首家用戶的首架 C919 大飛機首次飛行試驗圓滿完成，商業化運營在即。 圖 2 C919 首架交付機首次飛行試驗圓滿結束 C C919919 訂單超訂單超 800800 架，商業化潛力架，商業化潛力巨大巨大。據中國商飛官網統計，C919 的國內外客戶達到 28 家，訂單總數達到 815 架?？梢哉J為，C919 已逐步開始對波音、空客單通道飛機的替代過程。預計隨著首批 C919 順利交付，國航和南航等國內航空公司也將陸續引進 C919。根據航空工業發展中心發布的民用飛機中國

18、市場預測年報（2021-2040） ，中國市場來看，中國市場來看，預計 2021-2040 年間將需要補充 7646 架客機，其中窄體客 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 7 機需求量達 5276 架，而窄體客機中，以波音 737、空客 A320 和 C919 為代表的 150 座級窄體客機需求量預計 4031 架，占飛機總需求量的 52.7%；全球市場來看，全球市場來看，預計未來 20 年全球需要窄體干線客機近 2.95 萬架，其中 150 座級的需求量達 22300 架。假設 C919 未來 20 年在國內窄體客機市場中市占率達三分之一，則僅中國市場的年

19、需求將達近 90 架，再考慮到海外市場，則 C919 的年均銷量有望達到 100 架。 表 2 C919 意向訂單統計 客戶（標紅為國外客戶）客戶（標紅為國外客戶） 訂單數量訂單數量 客戶客戶（標紅為國外客戶）（標紅為國外客戶） 訂單數量訂單數量 中國國航 20 架 建信租賃 50 架 東方航空 20 架 河北航空 20 架 南方航空 20 架 幸福航空 20 架 海南航空 15 架 興業金融租賃 20 架 國銀租賃 15 架 招銀金融租賃 30 架 美國美國 GECASGECAS 公司公司 20 架 華夏金融租賃 20 架 工銀租賃 100 架 平安金融租賃 50 架 四川航空 20 架 德

20、國普仁航空德國普仁航空 7 架 交銀租賃 30 架 泰國都市航空泰國都市航空 7 架 中國飛機租賃 20 架 浦銀租賃 20 架 中銀航空租賃 20 架 中信金融租賃 36 架 農銀租賃 75 架 光大金融租賃 30 架 中核建租賃 40 架 華寶租賃 30 架 航空工業租賃 30 架 華融金融租賃 30 架 C C919919 研制成功意味著我國民機技術實現集群式突破，整個民機產業鏈將顯著受研制成功意味著我國民機技術實現集群式突破，整個民機產業鏈將顯著受益益。大飛機是現代高新科技的高度集成，涉及新材料、現代制造、先進動力、電子信息、自動控制、計算機等眾多領域。飛機制造是戰略地位突出、發展機遇

21、巨大、帶動效應極強的高端裝備行業，一直被譽為“現代制造業的明珠” 。根據美國蘭德智庫研究，大飛機研制及其核心技術衍射到相關產業，可以達到 115 的帶動效應。C919的出現意味著我國具備了研制一款現代干線飛機的核心能力。我國由此實現了民機技術集群式突破，形成了大型客機發展核心能力。C919 商業化將推動我國民用航空制造業技術進步與產業結構的升級換代。 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 8 圖 3 大飛機產業鏈 2.2.飛機結構及其特點飛機結構及其特點 2.1.2.1.飛機結構介紹飛機結構介紹 飛機主要由機身、機翼、尾翼、起落架、動力裝置、機載設備、控制系統等

22、部分組成，其中機身、機翼及尾翼等部件構成飛機的主體結構。 2.1.1.2.1.1.機身機身 機身結構包括前機身、中機身、中后機身、后機身、短艙、尾撐等筒形結構，主要用于裝載人員、貨物、燃料、武器、各種儀器設備和其他物資等，同時將機翼、尾翼、發動機和起落架等部件連接在一起。 機身是整架飛機的受力基礎，其承受的載荷主要有裝載力、其他部件的力、增壓載荷和氣動載荷。普通框承受蒙皮傳入機身周邊的空氣動力以及因機身彎曲變形引起的分布壓力；加強框將裝載的質量力和其他部件上的載荷經接頭傳到機身結構上的集中力加以擴散并傳給蒙皮；長桁和桁梁承受機身彎曲時產生的軸力；蒙皮構成機身的氣動外形，并保持表面光滑，承受局部

23、空氣動力。 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 9 圖 4 機身各段劃分微板件和組合件示意圖 2.1.2.2.1.2.機翼機翼 機翼一般由機翼主盒、襟翼、副翼、前緣縫翼、擾流片、發動機吊掛等部分組成。 機翼是飛機升力的主要來源，同時具有布置彈艙和油箱、收容起落架的功能。另外，在機翼后端上還安裝有用于改善起降性能的襟翼和用于飛機橫向操縱的副翼，在機翼前緣安裝有用于增加升力的前緣縫翼。飛機通過控制前緣縫翼和后緣襟翼往下展開到不同的卡位，來改變機翼彎度和面積，以增加或減少飛機起降時的升力及阻力，從而避免過長的滑跑距離。 圖 5 機翼段件板件劃分示意圖 2.1.3.2

24、.1.3.尾翼尾翼 尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼，主要用于保持飛機在飛行中的穩定性，控制飛機的俯仰、偏航等飛行姿態。 尾翼的內部結構與機翼十分相似，通常都是由骨架和蒙皮構成，但它表面尺寸一般較小，厚度較薄，在構造形式上有一些特點。一般來說，水平尾翼由固定的水平安定面和可偏轉的升降舵組成，垂直尾翼由固定的垂直安定面和可偏轉的方向舵組成。 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 10 為了改善跨聲速和超聲速飛行器在高速飛行中的縱向操縱性，許多超音速飛機都將水平安定面與升降舵合二為一，設計成整體可偏轉的全動平尾。 圖 6 尾翼結構示意圖 2.1.4.2.1.4.起落架起落

25、架 起落架主要由機輪、承力支柱、減震器、收放機構、轉彎操縱機構等組成，是飛機起飛、著陸、滑跑、地面移動和停放所必需的支持系統，尤其是在降落階段，它能夠承受、消耗和吸收巨大的瞬間撞擊能量。起落架對于材料強度、韌性等方面的要求較高，其性能的優劣直接關系到飛機的使用安全。 圖 7 起落架結構示意圖 2.2.2.2.飛機飛機裝配單元裝配單元 為了解決飛機大型復雜部件難以直接整體制造的問題，同時滿足良好的開敞性和可維護性，飛機機體在制造過程中一般被分解為許多大小不同的裝配單元，相鄰裝配單元之間的對接結合處會形成分離面，一般可分為兩類： 2.2.1.2.2.1.設計分離面設計分離面 設計分離面是根據構造上

26、和使用上的要求而確定的。如飛機的機翼，為便于運輸和更換，需設計成獨立的部件；如襟翼、副翼或舵面，需在機翼或安定面上作相對運 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 11 動，也應把它們劃分為獨立的部件；又如戰斗機機身后部裝有發動機，為便于維修、更換，就把機身分成前、后機身兩個部件。 設計分離面之間一般都采用可卸連接（如螺接、鉸接等） ，而且一般要求它們具有互換性。 2.2.2.2.2.2.工藝分離面工藝分離面 飛機結構的劃分不僅要滿足構造和使用上的要求，還必須同時滿足生產工藝上的要求。工藝分離面就是為了合理地滿足制造過程的要求，按部件進行工藝分解而劃分出來的。部件

27、劃分為段件后形成的工藝分離面，既可以增加平行裝配面，縮短裝配周期，又有助于改善裝配工作的開敞性，提高裝配質量；部件、段件進一步劃分為板件后形成的工藝分離面，為提高裝配工作的機械化和自動化程度創造了條件。 工藝分離面之間一般采用不可卸連接（如鉚接、膠接、焊接等） ，待裝配成部件后，工藝分離面會隨之消失。 以機翼為例，機翼中段上、下壁板與機翼前梁、機翼后梁之間的分離面屬于工藝分離面，采用不可卸連接；襟翼、副翼與機翼之間的分離面屬于設計分離面，采用可卸連接。 圖 8 飛機機體裝配單元分解圖 2.3.2.3.飛機結構飛機結構特點特點 飛機結構具有零件多、尺寸大、剛性差、精度高、形狀復雜、結構復雜等特點

28、。 零件多零件多：從鉚釘、螺栓到桁、肋、框、梁，再到座椅、引擎，飛機由眾多零部件組成，比如一架波音 737 飛機就包含大約 600 萬個零部件。 尺寸大尺寸大：大型飛機的整體壁板長達 30 米左右，毛坯重 3-4 噸，大型機身整體框約 6 米*3 米，毛坯重約 2 噸，必須配置大型機加機床和相應的裝卸、搬運等設備。 剛性差剛性差：飛機零件大部分是由板材和型材制成的薄壁構件，剛性較差，在車削、鍛造、焊接等加工過程中容易發生加工變形。 精度高精度高：飛機的飛行壽命一般在 9 萬小時左右，機身之間的裝配精密程度對飛機的使用壽命有較大影響。比如，C919 各機身段與段之間空隙距離的精度達到 0.03-

29、 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 12 0.05 毫米。此外，若蒙皮與貼合的骨架之間有較大的裝配間隙，就會發生很大的裝配應力，會導致飛機強度和壽命的降低。 形狀復雜形狀復雜：飛機整體結構件多數為板塊狀，其輪廊外形部位一般與飛機機體復雜的外形有關，如梁、框、肋等平面零件周邊外形角度變化較大，因此，加工的開敞性差，工作量大，加工技術難度大。 結構復雜結構復雜：飛機零件外形復雜且剛性較差，這就造成零件之間結構關系復雜，需要更多的緊固件將其定位在一起，而緊固件的增多為裝配帶來更高難度，為了裝配又不得不設計更加復雜的結構來實現可裝配性，這種“惡性循環”很大程度上導致

30、了飛機結構的復雜性。 圖 9 空客 A320 結構示意圖 圖 10 波音 747 結構示意圖 3.3.飛機制造產業鏈飛機制造產業鏈 飛機制造產業鏈條長、涵蓋范圍廣、帶動效應強，是衡量一個國家國防實力和工業水平的重要標志。產業鏈上游為結構鋼、輕金屬材料、復合材料等材料供應商，中游為機身、機翼、尾翼、發動機、起落架、機載設備等部件制造商，下游為整機集成商。根據打造并拓展中國大飛機產業鏈 ，機體、發動機、機載設備及其他部分占整架飛機的價值量分別為 30%-35%、20%-25%、25%-30%、10%-15%。 在我國軍用飛機制造體系中，由于主機廠呈現集團化、規?；?、主體化、分類化等特點，中游與下游

31、界限比較模糊，西飛、沈飛、成飛、哈飛、昌飛、洪都等整機集成商一般同時承擔著大多數部件的制造工作；而在民用飛機制造體系中，C919、AG600 等大飛機一般采取國際上通行的“整機集成商+多級供應商”大協作模式，中國商飛、中航通飛是整機集成商，西飛、沈飛、成飛、洪都等則是為其提供配套產品的部件制造商。 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 13 圖 11 飛機制造產業鏈情況圖解 4.4.飛機飛機制造流程制造流程 飛機制造是指按設計要求制造飛機的過程，通常僅包括飛機機體零構件制造、部件裝配和整機總裝等。而動力裝置、機載設備、液壓系統、控制系統、儀表、附件等則由專門廠商

32、制造，一般不列入飛機制造范圍。但是它們作為成品在飛機上的安裝以及與其他系統的連接、電纜和導管的敷設、各系統的功能調試都是總裝的工作，是飛機制造的組成部分。 飛機制造的主要流程包括工藝準備（含工藝裝備設計與制造） 、零件制造（含毛坯準備、機械加工、鈑金零件成形、非金屬材料加工等） 、部件裝配、總裝調試等。 4.1.4.1.工藝準備環節工藝準備環節 飛機零件多、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。 鈑金零件制造工藝裝備鈑金零件制造工藝裝備：為使薄板類金屬或非金屬材料成型為飛機結構零件而使用的工藝裝備。如拉深模、拉伸模、拉彎模、下陷模、注塑模、壓型模、型胎

33、拉型模、滾輪模、型材沖切模、型材下陷模、閘壓模、導管模、熱成型模、落壓模、爆炸成型模、聚氨酯橡膠模、復合材料模具等。 機械加工工藝裝備機械加工工藝裝備：為使厚板類材料或鍛鑄焊結構件毛坯通過機床加工成型為所要求的飛機零件而使用的工藝裝備。如車床夾具、銑床夾具、鏜床夾具、焊接夾具、磨床夾具以及專用檢驗夾具等。 地面設備和試驗設備地面設備和試驗設備：地面設備是為搬運、支撐、吊裝、登臨或儲存飛機零部件而使用的工藝裝備，如拖架車、千斤頂、吊具、工作梯、存放架車等；試驗設備是為飛機部件、系統、整機等進行各類試驗而使用的專用工藝裝備，如液壓試驗設備、 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的

34、重要法律聲明 14 真空試驗設備、壓力試驗設備、密封試驗設備、電系統試驗設備、模擬功能試驗設備等。 裝配工藝裝備裝配工藝裝備：在產品從組件到部件裝配以及總裝配過程中，用以控制其幾何參數所用的具有定位功能的專用裝備。如裝配型架、裝配夾具、安裝夾具、安裝量規、鉆模、鉆孔樣板、補鉚夾具、對合夾具、精加工型架、平衡臺、水平測量臺、檢驗夾具等。 標準標準工藝裝備工藝裝備：是以 1:1 的真實尺寸體現產品某些部位幾何形狀和尺寸的剛性實體，作為制造、檢驗和協調生產用工藝裝備的模擬量標準，是保證生產用工裝之間和產品部、組件之間尺寸和形狀協調與互換的重要依據。如標準樣件、標準量規、標準平板、標準實樣、標準尺規等

35、。 4.2.4.2.零件制造環節零件制造環節 飛機零件制造是實現航空材料向關鍵子系統和整機制造轉變的重要環節，具有產品門類繁多、工藝路線復雜、產品精密度高等特點。 飛機薄壁零件結構剛性差，在預成形后或機械加工后，從夾具上卸下來時會在殘余應力的作用下發生變形，因此需要對毛坯材料進行特殊處理，比如板料一般會進行預拉伸處理。 飛機機體構件選用的材料種類繁多，具有各種鈑金零件、骨架零件、整體結構件，相應的加工工藝也多種多樣。如型材零件的壓彎、滾彎、拉彎；回轉體零件的旋壓、脹形、拉深；框肋類零件的橡皮成形；整體壁板的切削加工、化學銑切和噴丸成形；骨架零件的數控加工等。而且為適應飛機結構的發展，要求不斷采

36、用新技術、新材料和新工藝。如高能成形、應力松弛成形、高速加工、復合材料等。 4.3.4.3.部件裝配環節部件裝配環節 飛機裝配是根據飛機尺寸互換協調原則，采用專用的工藝裝備、測量設備以及其他設備將大量的飛機零件、標準件和成品按圖樣或全三維模型、技術條件，按照一定的順序和方法進行機體結構鉚接裝配、系統安裝、調試和試飛的過程。飛機制造過程中，飛機裝配環節花費的工時最長，據統計飛機裝配工作量占整個飛機制造總勞動量的 50%左右，裝配成本占總全機成本的 40%以上，裝配工作周期也占全機生產周期的50-75%。 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 15 圖 12 機身部

37、件裝配工藝流程 飛機裝配準確度直接影響到飛機的使用性能和生產的互換性，因此保證飛機機體的裝配準確度是飛機裝配的主要任務。飛機零件、組合件或部件的制造準確度是指它們的實際形狀和尺寸與圖紙所規定的公稱尺寸相符合的程度，而協調準確度是指兩個相匹配的零件、組合件或部件之間配合部分的實際形狀和尺寸相符合的程度。 由于飛機結構尺寸大，形狀復雜，為保證零件、組合件或部件之間配合面的形狀和尺寸的協調準確度，如果是以它們本身更高的制造準確度來達到，在經濟上既不合理，技術上又很困難。實際上，在飛機制造中，零件或部件之間配合表面的形狀和尺寸的協調準確度往往比它們本身的制造準確度要求要嚴格。 證券研究報告|行業深度研

38、究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 16 圖 13 裝配準確度要求 圖 14 表面平滑度要求 為保證零件、組合件或部件之間的協調準確度，通過模線、樣板和標準工藝裝備建立起相互關系的制造路線。在零件制造和裝配中，零件和裝配件最后形狀和尺寸的形成過程從圖紙通過模線、樣板和標準工藝裝備制造出模具、裝配夾具，然后制造零件和進行裝配等一系列形狀和尺寸傳遞過程。 以機翼裝配為例，其裝配過程是：前梁由前梁夾具裝配成組合件，前梁、前肋及前段蒙皮由機翼前段型架組裝成機翼前段，再將機翼前段、后段以及其他零件和組合件在機翼總裝型架上組裝成機翼。 圖 15 副翼相對于機翼的位置準確度要求 4.4.4.4.總

39、裝調試環節總裝調試環節 飛機總裝對接是飛機制造中的關鍵環節，前期的零件制造、部件裝配都是為這一階段的總裝配積累基礎，飛機總裝對接主要包括機身段對接、翼身對接和尾翼對接。 機身段對接機身段對接：機身是飛機操作飛行和承載目標物的核心載體，機身段的總裝對接是保證飛機成功制造和安裝使用的關鍵環節。按照安裝順序的不同，機身對接可以分為帶翼對接法和成龍對接法，前者是指帶中央翼的飛機中段先和外翼進行對接，然后再與機身前后段進行對接的方法；后者是指先把機身各段實現對接，然后再和機翼對接的方法。 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 17 圖 16 波音 747-8 帶翼對接 圖

40、 17 空客 A320 成龍對接 翼身對接翼身對接：翼身對接形成大十字架或小十字架，是構成飛機機體核心結構的主要環節。翼身對接可以分為全翼對接法和外翼對接法，前者是指左右外翼與中央翼預先進行橫向對接，再參加全機對接的方法；后者是指中央翼先與中機身安裝在一體，左右外翼再分別與中央翼進行對接的方法。 圖 18 A400M 全翼對接 圖 19 波音 737 外翼對接 尾翼對接尾翼對接：水平尾翼因為分左右翼，所以其對接方式與機翼類似，分全水平尾翼對接法和左右水平尾翼外掛對接法兩種。垂直尾翼是一個單獨部件，大部分情況下參與飛機全機最后對接，如波音 737，但也有預先和機身尾段進行連接，與尾段一起參與飛機

41、全機最后對接，如 ARJ21-700。 5.5.先進先進飛機飛機制造技術制造技術 現代飛機制造技術正朝著數字化、并行化、智能化、集成化、柔性化等方向發展，飛機制造中的各個流程也必須符合這種發展趨勢，才能滿足現代飛機制造的發展要求。 5.1.5.1.工裝工裝 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 18 傳統工藝裝備的制造路線為，模線設計部門根據理論圖樣，參考結構或系統圖樣畫出 1:1 的模線明膠圖版或金屬模線圖版，再以模線明膠圖版或金屬模線圖版為基準作出各類樣板，用樣板制出正反標準樣件，由正反標準樣件脫出各個不同工序的模具、夾具，協調制造各類裝配型架的內外型卡板、

42、基準標高和交點，用模夾具制造零件，用型架安裝部組件以及飛機總裝。 隨著飛機設計向三維化、數字化發展，精確的工程描述可以在工程設計階段就解決飛機各個結構件之間的準確協調問題，不必再依靠模線的重復設計工作。結合精確的三維設計模型，無論是飛機零件制造，還是組部件裝配，越來越多的精加工專業設備和數字化的檢測工具開始出現，慢慢取代和省略大量的傳統工藝裝備。 表 3 傳統工藝裝備和現代飛機發展技術的比較關系 傳統工藝裝備傳統工藝裝備 現代飛機制造技術發展趨勢現代飛機制造技術發展趨勢 鈑金零件制造工藝裝備 數控下料、可調型面多點模、真空吸盤柔性托架等精密鈑金制造設備，以及全數控鏡像銑切蒙皮壁板的設備有大幅度

43、代替傳統模具的趨勢 機械加工工藝裝備 多坐標數控設備的功能越來越強大以及機器人的普遍使用，傳統固定式機床夾具的使用會越來越少 地面設備和試驗設備 集電、液、氣、磁、微電子為一體使用，運輸和工作臺架以及飛機地面測試設備的集成更趨于設備化 模線樣板類工藝裝備 數字傳遞過程中數控機床的普及使用，工藝裝備的數字制造，會逐步使模線樣板淘汰出局 裝配工藝裝備 現代飛機的裝配制造引入了數字景輔助工具，使得飛機結構的組合對型架的外形定位和其剛性構架依賴性也越來越弱，同時，自動裝配的元素越來越多，傳統型架的成分越來越少 標準工藝裝備 數字傳遞的手段和方法越來越多，傳統意義上的標準工藝裝備應用的位置越來越少 5.

44、2.5.2.機加機加 現代飛機結構與材料的特點對數控加工技術及裝備提出了很高的要求，在基本實現了機加數控化的同時，飛機制造中廣泛地采用了 3C 集成系統和 DNC 技術，同時，柔性生產單元和柔性生產線的應用也較為普遍，高速切削加工技術應用水平較高，基本實現了自動化、高效率數控加工，目前數控機床正向高速化、復合化方向發展。 壓緊器自動避讓系統壓緊器自動避讓系統：傳統機床夾具上的工件壓緊器都是在機床加工過一個程序后停機，用手工來進行移位調整的，而該系統的壓緊器通過信號傳感介質（繼電器、光感元件、程序編制等）自動避開銑切主軸的運動軌跡，避免工件重復定位，節約加工時間。 全封閉式鏜銑一體化柔性數控系統

45、全封閉式鏜銑一體化柔性數控系統：該系統功能集成度較高，配合高效能的刀具庫，用于復雜的飛機零件一步加工到位。 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 19 座椅滑軌類零件專用一體化加工系統座椅滑軌類零件專用一體化加工系統：該系統專門用于飛機機艙內座椅滑軌類零件（包括貨艙系栓導軌）的加工，可以一次性完成開槽、制孔、切斷、砂光等諸多工序。 5.3.5.3.鈑金鈑金 在飛機制造中，框肋、蒙皮、壁板等典型鈑金零件構成飛機機體的框架和氣動外形，鈑金制造技術的發展對提高飛機性能、加快飛機產品迭代、降低飛機研制費用具有重要意義。目前飛機鈑金制造技術正向數字化方向發展。在鈑金成形方

46、面，數控銑床板坯下料、蒙皮拉伸成形、壁板噴丸成形/強化、零件高壓橡皮囊液壓成形等主要工藝均已實現數控化。同時正在提高成形過程的數字模擬和動態仿真以及實時監控與變形量控制技術，鈑金成形的專用設備正向多功能、柔性化和機械加工化方向發展。 精密鈑金成形技術精密鈑金成形技術：先進飛機鈑金壁板的明顯特點是蒙皮厚、筋條高、結構網格化、整體集成度大、難以成形。大型飛機氣動外形要求嚴、壽命要求長，鈑金件不許敲擊成形，大都采用精密成形技術。這類技術涉及的工藝準備有數控多點組合成形模具、數控真空組合吸盤系統、厚壁板數控銑切設備、自動噴丸成形設備等。 代替化銑的蒙皮鏡面銑切系統代替化銑的蒙皮鏡面銑切系統：該系統是一

47、種鏡像對稱、雙頭隨動、連續加工薄蒙皮和雙曲蒙皮的專業蒙皮加工設備，可以取代蒙皮拉形后的手工修整作業和鈑金蒙皮的化學銑切。 圖 20 蒙皮鏡面銑切系統加工原理 圖 21 蒙皮鏡面銑切系統 資料來源：蒙皮鏡面銑切系統及先進制造工藝的應用，華西證券研究所 資料來源：蒙皮鏡面銑切系統及先進制造工藝的應用，華西證券研究所 5.4.5.4.復材復材 復合材料零件在飛機結構中應用的比例越來越大，復合材料零件制造類設備和工藝裝備也越來越先進，共固化成形、樹脂傳遞模塑成形、復雜件纏繞成形、絲束鋪放、復合材料輻照固化等復合材料制造新技術和質量保證技術均已得到應用。 真空輔助滲透成形技術真空輔助滲透成形技術：該技術

48、利用真空的吸附將低粘度液體樹脂滲透到預制件的各個部分，適用于常溫和使用溫度不高的大型壁板結構件的生產。 纖維纏繞纖維纏繞- -鋪放技術鋪放技術：該技術是在纏繞技術和鋪放技術的基礎上發展起來的，單純的纏繞技術不能實現縱向纖維纏繞及局部增厚增強，而這些可以通過鋪放技術來實現，因此，纏繞-鋪放技術一經出現，便在飛機結構中得到廣泛應用。 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 20 電子束固化技術電子束固化技術：該技術是一種新出現的復合材料制造技術，將作為一種低成本和非熱壓罐固化技術用來制造大型復合材料結構件，其優點是固化時間短、樹脂的穩定性好、可與鋪層工藝連續作業及在單

49、一產品中能固化具有不同熱固化循環的材料等，工藝裝備也更簡單經濟，不受昂貴熱壓罐尺寸的限制。 表 4 國內部分民用飛機復合材料用量 機型機型 研制年代研制年代 復材用量復材用量/ /% % 應用部位應用部位 A ARJ21RJ21 2 2003003 2 2 翼稍小翼本體，內、外襟翼子翼本體等翼稍小翼本體，內、外襟翼子翼本體等 C C919919 2 2015015 1 12 2 機身、機頭、尾翼、中央翼樣段、襟翼、副翼、固定前機身、機頭、尾翼、中央翼樣段、襟翼、副翼、固定前后緣、滑軌整流罩等后緣、滑軌整流罩等 新舟新舟 7 70000 2 2016016 1 12 2 尾翼、襟翼、副翼、小翼、

50、整流罩、固定后前緣、短尾翼、襟翼、副翼、小翼、整流罩、固定后前緣、短倉、中機身等部位倉、中機身等部位 C CR929R929 2 2018(018(立項立項) ) 5050 - - 表 5 國外部分民用飛機復合材料用量 機型機型 制造商制造商 首飛時間首飛時間/ /年年 復材用量復材用量/ /% % 應用部位應用部位 B B737737 波音波音 1 1967967 1 1 - - B B747747 波音波音 1 1969969 1 1 - - D DC C- -1010 麥道麥道 1 1971971 1 1 - - L L10111011 洛克希德洛克希德 1 1974974 1 1 -