国产大飞机C919上的先进高分子材料
据悉，目前C919订单已经突破千架。参照A320和B737的单价9701万美元，已经产生了近6000亿元的市场规模。
自2019年起，6架C919在上海、阎良、东营、南昌等地进行飞行试验，开展了一系列地面试验和飞行试验。2020年11月，C919获型号检查核准书（TIA），全面进入局方审定试飞阶段。目前，国产C919大飞机试飞取证和交付准备工作正在有序推进。
大飞机重塑航空制造产业链
大型客机是目前世界上最复杂、技术含量最高的产品。大飞机制造的规模化和标准化需求有望推动航空制造产业链重塑，并催生产业集群效应。
大飞机产业链包括设计、制造、总装集成、销售服务和MRO等环节，其中制造环节价值量最大，涉及领域最广，包括材料、零部件、分系统等。
可以说，航空产业的发展将对电子工业、数控机床、锻造、冶金、复合材料、通用部件、仪器仪表等领域带来较大的需求拉动。
图表来源：银河证券
在国内，“主制造商-供应商”模式已经带动22个省市、36所高等院校、242家大中型企业、数十万产业工人参与大型客机研制，以上海为基地、以中国商飞公司为核心的、辐射全国、面向全球的我国民机产业体系与产业布局初步形成。
C919大型客机是我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机，座级158-168座，航程4075-5555公里的中程单通道干线客机，主要竞争对手是空客A320Neo系列、波音737MAX系列。
未来，国产飞机还会推出更多的子型号，具备在细分市场与空客、波音、巴航等同台竞争的能力。由于“点对点”式国际航线的普及，超大型客机市场逐渐萎缩，目前民航市场以400座以下喷气客机为主。
大飞机产业链集群：
数据来源：《打造并拓展中国大飞机产业链》
C919大型客机：采用全球产业链配套合作方式
C919大飞机产业的发展指导思想是“中国设计并完成飞机级系统集成、面向全球招标，逐步提高国产化”。
现阶段，C919大型客机开启多机场、多区域协同试飞模式，全线进入高强度、高效率、高质量飞行试验阶段，以确保飞机各项性能符合适航标准。
C919大飞机制造采用全球产业链配套合作的方式，**了国内外先进技术，将有力带动国内航空制造业发展，目前全球供应商124家。
商飞是大飞机项目的牵头单位，采用“主制造商-供应商”的研制模式推进。在这个模式中，中国商飞负责产品整体设计、构建供应链、为供应商制定要求、组装零部件，飞机零部件的生产则由外部供应商进行。
航空工业集团下属单位是中国商飞公司供货商的核心力量，当前商飞集团已培养一系列国内外供应商并给予评级，其中国内上市公司/上市公司控股或参股的供应商包括机身类、航电/机电类、材料机加工类、金属/非金属特种材料类等多家企业：
I类供应商：中航西飞、洪都航空、中航沈飞、中直股份（旗下两家公司）、中航机电（旗下3家公司）、中航光电、中航电子（旗下1家公司）、四川九洲。
II类供应商：中航电子（旗下1家公司）
III级供应商：中航重机（旗下2家公司）、中国卫星（旗下1家公司）、宝钛股份、ST抚钢、宝钢股份、银邦股份（旗下1家公司）。
除以上已经进入商飞供应链的企业外，我国航空产业链也具备一系列相关的配套企业或将进入商飞供应链体系，具体还有：
航发动力（国产商发承制和配套）、北摩高科（空客维修耗材供应商）、爱乐达（中航起落架供应商）、光威复材（参研）、中航高科（参研）、利君股份（成飞民机供应商）
据人民日报海外版报道，一架商用飞机由300万至500万个零部件组成，这些零部件需要数千个供应商生产，能够带动新材料、现代制造、先进动力、电子信息、自动控制、计算机等领域关键技术的群体突破和诸多基础学科的重大进展。
大型客机的产业链长度长，高度复杂。在大飞机产业链标的上，是军工核心资产发展的又一高地。大飞机、航空发动机是我国加速新国防产品国产化的重要方向。
国产大飞机产业链梳理
数据来源：民航资源网, 商飞官网, 中信证券
来看看首飞试验圆满成功的C919都用了哪些新材料
根据介绍，由于大规模采用先进材料，C919整体减重7%左右。对于国产客机的研制，关键之一就是要提高先进材料的应用水平，而复合材料用量是判断民用客机先进性的重要标志。如在C919中央翼、机翼、机身等主承力部段上使用了经ARJ21飞机成功验证的铝合金等成熟材料，在雷达罩和襟缝翼上使用了玻璃纤维复合材料，特别是在尾翼盒段和后机身前段上使用了国外先进的第三代中模高强碳纤维复合材料，在机身蒙皮和长桁结构中使用了第三代铝锂合金等。
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第三代铝锂合金
铝锂合金具有密度低、强度高且损伤容限性优良等特点，用它替代常规铝合金材料，能够使飞机构件的密度降低3%，重量减少10%〜15%，刚度提高 15%〜20%，因此被认为是新一代飞机较为理想的结构材料。
C919大型客机采用的是第三代铝锂合金，该材料解决了第二代铝锂合金的各向异性问题，材料的屈服强度也提高了40%。C919飞机的机身蒙皮、长桁、地板梁、座 椅滑轨、边界梁、客舱地板支撑立柱等部件都使用了第三代铝锂合金，其机体结构重量占比达到7.4%，获得综合减重7%的收益，在国际上属于领先水平。
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T800级碳纤维复合材料
C919大型客机是国内首个使用T800级高强碳纤维复合材料的民机型号。相比T300级材料，T800级材料强度、模量更高，韧性更强，具备更好的抗冲击性，C919上受力较大的部件，如后机身和平垂尾等都使用了T800级碳纤维复合材料。
T300属于第一代民机复合材料，其树脂基体为未增韧的脆性环氧树脂基体，增强纤维为T300碳纤维，其拉伸强度约为3.5GPa，拉伸模量约为230GPa。T300呈现脆性材料性能特征，对冲击载荷引起的分层损伤比较敏感，因此只能用于受力不大的次承力结构。C919上使用的T800材料采用增韧环氧树脂基体，增强纤维为T800碳纤维，拉伸强度和拉伸模量较T300提高50%左右，也是目前国际上民机主承力结构应用最为广泛的复合材料。
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玻璃纤维复合材料
相比碳纤维复合材料，玻璃纤维复合材料的力学性能稍低，但由于碳纤维介电常数较高，会影响雷达工作，C919大型客机的雷达罩使用了玻璃纤维复合材料。
另外一些受力较小的部件，如襟翼也使用了玻璃纤维复合材料。因为玻璃纤维复合材料成本比碳纤维复合材料低，在受力较小的部件上应用，既可以达到设计要求，又可以降**造成本。
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芳纶蜂窝材料
C919大型客机舱门和客货舱地板使用了芳纶蜂窝材料，这是一种采用酚醛树脂浸渍的芳纶纸制成的轻质高强非金属仿生芯材制品。它模仿蜜蜂的蜂巢设计，具有稳定、轻质的结构和很高的比强度，与泡沫芯材相比，它具有更高的剪切强度，与金属蜂窝相比，它更加耐腐蚀。
同时，芳纶蜂窝材料还具有高韧性、良好的抗疲劳性能和防火性能，是一种比较理想的民机复合材料。
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碳纤维复材及陶瓷基复材
航空发动机作为“航空之花”，可以说是航空技术和工业积累的完整体验。C919的发动机为LEAP-X1C发动机。它采用了18片赛峰公司研制的碳纤维复合材料风扇叶片以及美国通用电气公司研制的陶瓷基复合材料涡轮部件。
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芳砜纶纤维
芳砜纶简称PSA纤维，由聚砜酰胺组成。其主要特点是优良的电绝缘性和耐热性,此外，阻燃性高,极限氧指数超过30%，耐化学稳定性好,除了几种极性很强的溶剂和浓硫酸之外，在常温下对化学品均具有良好的稳定性。芳砜纶不仅可以制作多种耐高温滤材和高温高压电器中的绝缘材料,而且还可加工成运输工具中的高级阻燃织物等。
据悉，C919机舱内部将首次启用芳砜纶纤维制作椅罩、门帘，将使得飞机减重30公斤以上，每架飞机能够节省超万元成本。
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橡胶化合物
其实飞机轮胎所使用的材料与汽车轮胎基本相同，主要区别则来自飞机轮胎采用了更高强度的橡胶化合物，以至于飞机轮胎能被充气到200磅/平方英寸的气压，这相当于汽车轮胎气压的6倍，C919使用的就是来自米其林的Air X子午线轮胎。
此外，国产大飞机C919在雷达罩、机翼前后缘、活动翼面、翼梢小翼、翼身整流罩、后机身、尾翼等主承力和次承力结构上使用了复合材料，占全机结构总重的比例达11.5%。
这是中国民用航空制造领域第一次在主承力结构、高温区、增压区使用复合材料，并且实现了T800级高强碳纤维增韧复合材料的应用，可以说为复合材料在民机制造领域的应用积累了宝贵的工程实践经验。
结语
历经十余年发展，国产大飞机已逐步走向成熟。
2006年，国务院发布《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》、成立大飞机研制重大专项，国产大飞机制造重新提上日程。
2008年，中国商用飞机有限责任公司成立，随后C919的设计、研制、试制、试飞正式提上日程。
2020年初至今疫情对于航空业造成不小的打击，但我国民用航空长期增长的趋势依然不变。
据中国商飞和波音公司预测，未来20年，我国对类似C919这类窄体客机的需求量为每年平均300架左右，假设未来C919在国内能够达到三分之一的市占率，则C919飞机年平均交付量有望达到100架，未来将对我国航空产业带来约68%的增量，大飞机产业链各配套环节将受益于此加速发展。
最后，让我们也一起期待国产大飞机的正式交付。
