CAIEC实录 | 李东升：商业飞机复合材料技术与市场浅析

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2021-01-11

从长期看复材呈上升趋势，创新创业机会多，复材结构性能与制造工艺过程、生产厂家密切相关，需要供应商密切配合，促进复材的投资价值。

峰会嘉宾

INTRODUCE GUESTS

分享要点

LECTURE NOTES

1.技术应用现状

2.航空复材产业链

3.市场容量浅析

峰会回顾

REVIEW

各位领导，各位专家大家上午好，我将从复材好在哪里？为什么这么重要？我们所面对的问题在哪？从投资者的角度有哪些机会？这几个方向着手进行浅析，希望我的报告能够对大家有所帮助。

复材是什么？它是两种或者两种以上材料组成的新材料，是物理结合而不是化学合成的，各自还保持着独立的特性，但组合在一起又成为一个新材料，拥有新的性能。

稍后我将从复材的分类讲讲，但从应用较多的方面来看，航空航天，汽车等领域应用复材较多，国内应用最多的还是风电，风电叶片是用复材制作的，还有玻璃纤维和碳纤维，另外防弹衣、钓鱼干、自行车用的都比较多。我们今天关注的重点在航空领域。

复合材料的优点是重量轻、刚度高、强度高。相同体积大小的复材重量是钢的四分之一，复材抗疲劳性能好、耐腐蚀、可设计，可以根据我们的需要铺层去决定性能。材料设计中，根据铺层的不同比例和顺序会实现不同的性能。复材结构有利于整体成型工艺，降低制造成本。对于飞机制造，组件当然是越少越好，越多的话难度越大，成本越高、越复杂。

再从两方面说明复材的优点，参观波音787生产线我们可以发现，第一是需要提高客舱的湿度，长途旅行，如飞到美国或欧洲会感到口干，因为客舱里湿度是低于正常水平的，原因是什么？湿度太高会有水结晶到机身上，如果是铝合金的话会造成腐蚀，复材就不必考虑这一点，碳纤维树脂不怕腐蚀，所以能够实现高湿度。第二是抗拉性能好，舱压可以升高，飞机基础是在海拔2400米，复材舱压高的话可以降到1800米的高度。

复材也是有缺点的，首先是怕冲击，一层一层铺下来，任何一种冲击都会造成内伤，受到的冲击外面可能看不出来，是在分层里的内伤。飞机的很多设计都是以它作为动机，保证机体能够承受这些冲击。其次导电性差，这涉及到闪电防护和材料本身对湿热敏感的问题，机体是复合材料和金属的混合制作，两种材料混合以后，热膨胀系数就会不一样。

广义上讲复材就是常用的碳纤维增强树脂基复合材料，具体细分是很复杂的。有一类是金属基复合材料，还有一类是陶瓷基；树脂有两大类，热固性环氧树脂应用较多。总体上用的最多的是碳纤维增强树脂和热塑性树脂。

下面简单列举几个机型，最早空客A380使用复材较多，空客作为先驱使用复材在A320，接下来是A380和A350。波音一开始没有用，直到777尾翼上突然开始使用，787和350基本上所有的主承载结构都是复材。C系列空客A220的液体成型工艺是首次在民机机翼级主承力结构上应用。

从本世纪初开始，发展的基数开始变大，主要体现在以下几个机型上。波音787使用50%，起初空客A350为49%，最后越来越多达52%。

国产就不再赘述了。我们面临的挑战是CR929，从C919的12%一下子跳到51%，变化非常大。

从复材整个上下游来看，很多东西都有待于发展，上到碳纤维、树脂、预浸料、辅料，辅料包括密封条、真空袋、透气毡、加工装配设备，下到后期维护和运营及全周期考虑，还包括回收都有待于开发和投资。

复材的结构性能与制造工艺过程、生产厂家密切相关，我们需要与供应商密切配合。

接下来的市场方面，数据来源是中国商飞市场预测年报，各个制造商都会粗略预测，但基本上没有太大差异。由于国外相对饱和，国内的增长速度就比较大。单通道客机占比大。

上图是人均乘机次数与国民生产总值的比例关系，从曲线可以看出国内情况低于常规。现在还有很多人没有坐过飞机或者不坐飞机，这预示着市场机会。

举个例子，复合材料的机翼，C919现在是金属机翼、单通道飞机。如果把金属机翼变成碳纤维复材机翼，每架飞机大概可以减重500KG，这样就可以多加几个座位或者多装一些货物。按多坐6个乘客，寿命为20年，就节约了1.4亿。假设500架的机队，在其寿命周期内能带来720亿元收益。而且复材的结构可以减少维修频率，对降低运营成本是非常好的消息。

碳纤维系统发展在本世纪前十年开始，我们可以看到生产碳纤维主导的还是美国、日本、英国。碳纤维的应用和产值从全球和国内两个角度看，2019年总的需求量在10万吨以上，其中航空航天占23%，比例虽然不大但是单价较高，所以销售额占49%，当然近期我们还需要考虑疫情对它的影响。

国内的话，去年是3.78万吨，占全球的36%，其中68%为进口，国产只占32%，生产量虽然大，但真正用在飞机上的微乎其微。设备领域还是很有投资价值的。

从全生命周期来看，特别是热固性复合材料，用完以后无法回收再利用，所以需要考虑处理的问题。投资方面也可以考虑这个问题，对环保非常有意义。

从长期看复材应用与金属相比是呈上升趋势，创新创业机会多，但另一方面它门槛高、投资大、周期长。需要大家的支持，多参与，多进入投资者。周期长、投资大实际上是制造商最需要面对的问题，专业化的供应商一般是赚钱的。就全球产业发展形势的变化来看，现在是复材发展的好时机。希望大家多支持复材行业。谢谢！

话题Q&A

QUESTIONS&ANSWERS

您今天的演讲，最希望观众能了解到什么？

我第一想让大家了解复合材料到底是怎么回事；第二就是让大家能够了解哪些领域、哪些方面是有投资价值的这些信息。

现在我们说复合材料挺多，在航空行业里，我们知道复合材料的用量已经被大家认为是衡量一个飞机先进性的指标之一了。首先希望大家能够真正从技术上了解材复合材料是什么东西？有哪些优势？哪些不足？为什么我们这么关注它？实际上这些不足就是我们作为从业者、研发材料的技术人员该干的事儿。希望大家一起从全产业链的角度，去支持整个航空产业链。

初创公司的团队、资本、市场、技术，哪一项是您最关注的？

实际上从系统功能角度说的话，应该是需求是第一位的，先要把市场需求搞清楚。大家其实还是很关注第五届中国航空创新创业大赛，对于创新好的项目，这些项目大部分都是从需求做起的，先了解这个行业的难点、痛点、堵点，然后针对它去做工作。这实际上是挺好的一件事，但也有些项目这方面工作就没做足，所以我觉得这个是应该重视的，任何事都应该先把需求搞清楚，再有针对性的展开。

2020年注定是不平凡的一年，现在是12月，回望过去一年，您最大的感触是什么？

今年确实不容易，各行各业都比较难。我开玩笑地说唯一受益的可能就是IT行业，因为大家都开始使用远程办公的新方式。除了IT行业外，外卖行业也发展的不错，但对于绝大多数行业来说还是受冲击非常大的。

但是毕竟还是短期的影响，我相信疫情它还是一个短期的阶段性的，那么随着疫苗的产生，或者我们整个科学的进步，人类总是会有办法。所以我相信问题是短期的，最后无论是航空业还是其他行业也好，我们最后还是会走回到正常的轨道上来。