第五章 民用航空航天行业
一、创新平台
建立航空设备与系统创新中心,开展新型驾驶舱显示控制、四维航迹运行飞行管理、机载综合环境监视、机载无线电通信导航监视、光传飞控、多电作动器、基于多电/全电能源架构下机电核心产品的研发。开展航空科研试验重大基础设施、结构强度、飞行控制、电磁兼容、环境试验等计量测试和验证条件,以及试飞条件建设。构建综合化、通用化、智能化的通信、导航和控制系统,发展面向全面风险管控和多类空域融合运用的技术体系和装备,形成安全运营支撑平台。发展基于大数据应用的航空设计制造及运营保障新业态,强化大数据与网络信息安全保障。建立全国民航安全保卫信息综合应用平台、中国民航航空器追踪监控体系。建立航空大数据技术创新平台,面向民用航空装备研制与航空产业发展,开展大数据集成应用技术的研究和验证,实现数据资源向研制生产力的转化应用。
二、基础能力
(一)基础零部件(元器件)
提高航空基础元器件制造水平,显示组件、惯性器件、大功率电离器件、航空传感器、智能蒙皮微机电系统、紧固件和轴承、SoC/SiP 器件、微机电系统、激光陀螺仪、高精度/甚高精度星敏感器、超高效Ⅲ-Ⅴ族晶体太阳电池、薄膜砷化镓太阳电池、精密阀门、金属密封圈、滑环转动圈数、嵌套型X 射线光学镜头、高效PCU 电源控制器、宇航级新型功率MOSFET、专用数模混合集成电路、大功率瞬态功率吸收二极管、SiC 大功率高MOSFET(背照连续转移型四色、五色TDICCD)、六维力传感器、旋转编码器、大飞机用液压密封件、民用航空发动机驱动液压泵、民用航空EHA 用高速双向变量泵,高可靠伺服阀与作动器。
(二)基础材料
高强高韧轻质结构材料,高温结构材料,结构功能一体化材料,高性能碳纤维材料,PBO 纤维及其复合材料,高性能Rusar 纤维及其复合材料,耐650℃以上温度的高温钛合金材料,拉伸强度超过1400MPa 的高强钛合金材料,变形高温合金、高性能聚合物纤维、高性能铝合金、镁基合金新材料和锂基新型金属合金材料,镍基下游高端合金及功能材料,航空用高品质钢材,富氧燃气通道耐高温抗冲刷涂层材料,高温合金离心轮粉末冶金材料,银锆铜材料,高质量铜合金粉末材料,热防护材料,玻璃空心微球、超导炭黑、高辐射涂层粉体原材料,电弧沉积专用铱钯材,超高吸收率消光漆,富锂多元锰极正极材料,高性能硅基复合负极材料,高压绝缘灌封材料。
(三)先进基础工艺
航空发动机整体叶盘制造工艺,宽弦风扇叶片制造工艺,单晶涡轮叶片制造工艺,高性能燃烧室制造工艺,整体叶盘结构修复技术,抗疲劳制造工艺,发动机热端部件表面预处理技术,抗氧化黏结层制备技术,高熔点、耐冲刷面层制备技术,异形件涂层均匀化制备技术,复合材料构件塑性制造工艺,高温高强钢塑性制造工艺,复杂构件整体成形工艺,大型火箭固液推进剂安全连续装药技术,航天产品无重力自动化装配技术,高可靠性焊接技术,精密高效塑性成形工艺,复杂结构零件性能及变形控制热处理工艺,清洁热处理表层硬化工艺,绿色高效真空热处理技术,等离子喷涂及注入技术,激光及电子束表面改性技术,激光粉末烧结成形工艺,高能束流增材制造工艺,增材制造用高性能金属粉末制备工艺。高可靠核心电子设备、高可靠伺服阀与作动器、旋转机械部件、密封部件等零部件制造工艺,航空航天用高性能纸基复合材料制备技术。
(四)产业技术基础
1.关键航空设备认证和监测。民机航空产品适航性设计能力和符合性验证能力建设。健康监测系统体系架构、技术规范和适航技术、新型状态监测传感器、综合故障监测及健康管理、系统评估及验证。关键适航技术能力建设,适航审定条件及验证条件建设,完善运输类飞机等各类航空产品的适航审定政策,建成具有完善组织机构、充足人力资源、健全规章体系、先进硬件设施和较强国际合作能力的适航审定体系。
2.宇航材料可靠性验证评价评估平台。智能维护综合集成技术。健康监测与产品客户支援综合集成管理、飞机级/系统级和部件级综合健康管理模型、大数据分析、基于多种数据挖掘技术的飞机数据信息策略等软硬件系统。
3.突破重大工程技术及基础科学研究。飞机先进总体布局技术、高精度气动力设计及验证技术、复合材料结构应用技术、先进飞行控制技术、高效发动机研制技术、节能减排降噪技术、航空设备及系统集成技术、运营支持技术等。先进空气动力学、热动力学、固体力学、飞行力学、人机工效学、声学、推进技术、信息控制、新能源、新材料等航空基础科学技术。
(五)基础设施和能力
重点发展总体设计、系统集成、设计与试验等核心能力。
1.研发能力和科研试验设施建设。航空设备和系统研发平台,专业化生产线和快速响应试制线,高品质试验风洞,强度试验和试飞设施,发动机试验台。
2.适航基础条件建设。适航技术研究、人才培训和试验试飞验证条件建设,满足特殊气象和环境需求的试飞机场和试验设施,并与周边民用运输机场的正常运行相协调。适航审定能力建设。
3.技术基础条件建设。材料考核、标准件检验、计量测试、质量检测、可靠性试验、环境试验等条件建设,特别是航空发动机科研保障基础条件建设。
三、智能制造和工业互联网
基于全生命周期管理(PLM)的航空、航天产品研制中适合数字化特点的建模及其标准,研究产品数字化和智能化设计制造技术及平台建设;增材制造(3D打印)技术应用,针对各类飞行器平台和发动机大型、复杂结构件,推进激光直接沉积、电子束熔丝成形技术在钛合金框、梁、肋、唇口、整体叶盘、机匣及超高强度钢起落架构件等承力结构件上的应用,推进激光、电子束选区熔化技术在防护格栅、燃油喷嘴、涡轮叶片上的示范应用,加强增材制造技术用于钛合金框、整体叶盘关键结构修理的验证研究;智能车间/工厂的集成创新与应用示范,推进数字化设计、装备智能化升级、工艺流程优化、精益生产、可视化管理、质量控制与溯源、智能物流等试点应用,推动全业务流程智能化整合;基于模型的产品全三维数字化设计(MBD),基于数字化装配仿真的装配工装定义、数控制造、过程管理、检测(验),制造过程的综合仿真装配协调及全机构型管理及其集成;多学科仿真与试验分析。
深化航空制造与互联网融合发展,加快构建航空工业互联网体系,基于信息化与工业化深度融合的网络化异地协同智能制造。数字化柔性装配生产线、可重构伺服驱动工装、基于整机的容差分配、高效高精度自动制孔、机器人智能装配、多功能末端执行器和装配系统集成。面向全球市场基于物联网的数字化综合后勤服务保障、快速支持和持续采办技术;基于虚拟试飞网络平台的异地多场试飞资源管理与调度模型;基于模型数字化定义的“虚拟铁鸟”工程化项目技术的发展应用。航空发动机关键件再制造技术创新与产业化应用。航空发动机压气机转子叶片(整体叶盘)、定向柱晶涡轮转子和静子叶片、定向单晶涡轮转子和静子叶片、定向金属间化合物涡轮静子叶片,以及大型薄壁机匣等关键件再制造技术创新与产业化应用。智能无人机。构建航空智能制造标准体系框架,建设航空智能制造标准验证平台,开展民用航空智能设计、智能工艺、智能生产、智能服务等新模式和相关标准的研究验证工作;构建民用航空数字孪生、物联网、VR/AR应用、CPS 应用等技术测试平台,验证相关技术应用的可行性并支撑相关标准的研究制定工作。
鼓励以5G、工业以太网、TSN、边缘计算、工业无线等构建的新型生产现场网络建设,支撑航空航天高质量高效益制造和网络化应用。面向民用航空航天行业建设工业互联网标识解析二级节点,支持建立工业互联网标识解析采集系统,开展产品全生命周期管理、产品追溯等工业互联网标识解析应用。建立民用航空航天行业工业互联网平台,打通行业全要素、全产业链和全价值链的全面连接,支持数字化管理、网络化协同、服务化延伸、智能化生产及产融结合等新模式发展。
开展航空航天企业工业互联网安全综合防护,实现工业企业网络出口、信息内外网边界、数据传输边界等各网络边界的安全监测,打通航空航天企业网络安全横向分析通道,形成企业网络安全数据分析能力及安全平台运营服务能力,从全局视角提升威胁发现、理解分析、响应处置能力。
四、绿色制造
纤维增强复合材料结构和钛、铝等轻质合金。壁板类复材结构自动铺放(铺带、丝束铺放)、主结构自动三维编织、液体成形(RTM、RFI、树脂注入等)、高效自适应数控加工、轻质结构高效塑性加工、轻质结构高能束流增材制造、轻质整体构件高品质焊接等生产线及设备。低污染燃烧室设计技术、高效率风扇和压气机研制技术及新型动力形式。航空发动机、燃气轮机关键件再制造技术,增材制造、智能加工及无损检测技术。
五、质量提升
(一)高端装备
1.民用航空。稳步有序推进大型飞机、航空发动机及燃气轮机等专项及重大工程,鼓励国际合作开展航空新技术研究及高端装备研制;推进干线/支线飞机(涡扇及涡桨)、直升机、多用途飞机、特种飞机、新构型飞机、工业及民用无人机和通用飞机产业化。完成大型客机研制及适航取证并交付客户,突破核心技术并提高系统集成能力,加强大型飞机供应链及产业配套能力,加快新型支线飞机工程研制和系列化改进改型。突破高推重比、先进涡桨(轴)发动机及大涵道比涡扇发动机技术,支撑干线飞机发展及满足直升机和中型运输机动力需求,建立发动机制造工业体系。开发先进机载设备及系统,形成完整的航空产业链。鼓励发展使用重油的活塞式发动机和应用航空生物燃料的涡轮发动机,推进小型发动机市场化应用。鼓励氢燃料、全电、组合动力等新型发动机关键技术研究。超音速商务机、新概念新构型总体气动技术、先进高可靠性机电技术、新一代航空电子系统、航空新材料及新型复合材料加工技术。
2.民用航天。发展新一代运载火箭、重型运载器,提升进入空间能力。发展新型卫星等空间平台与有效载荷、空天地宽带互联网系统。推动载人航天、月球探测工程,适度发展深空探测。推进航天技术转化与空间技术应用。
(二)民机整机和系统
干线飞机、支线飞机研发及配套产业化。通用飞机(含直升机)及配套产业化。无人机研发及配套产业化。燃气轮机产业化。推进民机航电、机电、飞控、起落架、轴承等产业化。加快建设一批专业化数字化示范工厂,显著提高航空产品制造质量稳定性和生产效率。发展高可靠性、长寿命、环境适应性强、标准化、低成本的航空设备和系统,实现适航取证。航空零部件转包生产能力建设,国际风险合作研制民用航空产品能力建设。加快提升空管宽带数据通信、C 波段和Ku 波段卫星通信、导航系统、雷达管制等技术,发展空管自动化系统、应急系统、数字化空管系统、空中交通流量管理系统、进离港排序系统、模拟训练系统、民航安全绩效分析系统、飞行标准监督管理系统、无线飞行品质监控系统、机场安全监管平台等装备。基于性能导航飞行程序(PBN)、电子飞行包(EFB)、平视显示器(HUD)、自动相关监视广播系统(ADS-B)、地基增强系统(GBAS)、地空数据链、协同决策系统(CDM),机场跑道拦阻系统、飞机地空宽带系统、航空系统组块(ASBU)等。多星座、多频率卫星导航信号地基完好性监测评估和信号增强系统、航空气象与航空情报新技术、航空数值预报技术、航空气象四维数据库,基于航空情报交换模型建立航空资料数据库。推动“北斗”系统在通用航空、飞行运行监视和机载导航系统等方面的应用。时间敏感网络(TSN)交换机、工业互联网网关。无人机用导航装置,实现航空应用远程监测与避碰。
(三)民机主结构和部件关键制造
满足适航要求的民机整机集成、民机大舱门、高可靠性/长寿命/智能控制民机起落架结构、大型整体化复合材料主结构、新型轻质合金整体化结构。安静高效旋翼、旋翼流体控制、旋翼气动/结构耦合、大尺寸长寿命旋翼结构、旋翼/尾梁电动折叠凳。高效率、长寿命民用航空动力叶轮机系统,低噪声风扇、高速螺旋桨/桨扇、高效高压比压缩系统、长寿命/高效率涡轮、高效率/变速动力/低压涡轮。民用航空动力低污染、长寿命/高性能燃烧室。高可靠民用航空动力传输系统,直升机传动系统、附件传动、涡桨发动机减速器、齿轮风扇发动机减速器、对转共轴涡桨发动机减速器等。
(四)民机运营服务保障系统
加快新机型先锋用户示范运营和设计优化,提高飞机航线适应性和竞争力。提高民机经济性、可靠性,建立满足客户需要的客户服务体系。发展空中飞行管理、新航行系统、通用航空导航监控系统和设备、飞行培训、客户服务、快速检测、保养维修和机场保障设备,发展灭火、喷洒、起吊、投放、救援、救生、监测、遥感、照相等特种任务系统和设备。推进构建国际风险合作伙伴关系,建成功能完备和航空产业配套体系。开展新型民用飞机示范运营和市场推广,建立具有市场竞争力的产品保障和客户服务体系。
发展数字化维修与智能维护、可视化及快速供应保障、维修保障设备及其适航性、客户化的可穿戴机务维修、基于地理信息系统(GIS)的民机综合保障等软硬件。航空制造与运营服务协调发展,发展航空租赁,利用互联网技术建立先进航空运营体系,促进服务模式创新。
(五)民用航天技术和产品
发展低成本快速响应运载火箭及可重复使用天地往返运输系统;发展以民用船舶为发射平台的海上航天发射;发展重型运载火箭总体和460吨级液氧煤油发动机、220吨级氢氧发动机。对地观测卫星系统,通信广播卫星系统,空间科学与技术试验卫星,低轨宽带卫星互联网系统,卫星地面资源。卫星导航包括北斗卫星接收、多卫星系统融合、卫星导航、精密卫星授时和卫星通信关键技术研究,推进多系统兼容的北斗卫星接收机终端的模块化、小型化和芯片化。卫星通信在军民领域的应用,以及应用服务于交通、海洋渔业、救援减灾、资源调查等的遥感数据处理技术和支撑平台;卫星通信产品产业化,包括卫星通信车、便携站、天线等。空间生物领域包括生物医药、生物保健品、航天工程育种等空间环境应用产品及其产业化。卫星综合应用与商业航天发展。衍生发展节能环保装备,包括太阳能集热器/集热管、智能水处理、热控产品等;真空装备及衍生品,包括真空改性、低温储运及镀膜等产品。
(六)民用航天应用及特种装备
1.卫星应用领域。卫星导航产品,以北斗系统为主多系统兼容的处理芯片、导航卫星应用终端;卫星通信产品,包括卫星通信车、便携站、天线等;遥感数据应用,服务于交通、海洋渔业、救援减灾、资源调查等的遥感数据处理技术和支撑平台。
2.空间站应用领域。空间站科学实(试)验与应用,开展航天医学,空间生命科学与生物科学技术,微重力流体物理与燃烧科学,空间材料科学,空间天文和应用新技术。
3.特种装备领域。节能环保装备,包括太阳能集热器/集热管、智能水处理、热控产品等;真空装备及衍生品,包括真空改性、低温储运及镀膜等产品;特种材料制品,包括复合材料制品、钛合金及高温合金紧固件、钢铝复合轨等。空间生物领域,包括生物医药、生物保健品、航天工程育种等空间环境应用产品。
(七)航空航天装备材料
提高航空材料制造水平,掌握铝锂合金及复合材料等加工制造核心技术。加快高强铝合金纯净化冶炼与凝固技术研究,开展高温、高强、大规格钛合金材料熔炼及加工技术研究,突破超高强高韧7000系铝合金预拉伸厚板及大规格型材、2000系铝合金及铝锂合金板材工业化试制瓶颈,系统解决铝合金材料残余应力、关键工艺参数窗口控制范围优化、综合成品率与成本控制问题,提升新型轻合金材料整体工艺技术水平。加快特种稀土合金在航空航天中的应用。突破高强高模碳纤维产业化技术,开展大型复合材料结构件研究及应用测试。开展高温合金及复杂结构叶片材料设计及制造工艺攻关,完善高温合金技术体系及测试数据,解决高温合金叶片防护涂层技术,满足航空发动机应用需求。加快3D 打印钛合金材料在航空结构件领域的应用验证。降低碳/碳、碳/陶复合材料生产成本,提高特种摩擦材料在航空制动领域的占有率。
低成本复合材料和损伤容限高、耐腐蚀好的高强度、超高强度铝合金、铝锂合金、钛合金及超高强度钢和不锈钢。时效成形铝合金、超塑性成形钛合金及非热压罐成形的新型树脂。针对民机发动机,发展DD6单晶涡轮叶片、FGH96粉末涡轮盘、长寿命关键转动件用GH4169合金、长寿命钛合金大型整体精铸件、钛合金宽弦空心风扇叶片、单晶叶片用的涂层、Ti6242钛合金整体叶盘、低膨胀GH909高温合金、第三代单晶高温合金、第三代粉末高温合金、复合材料风扇叶片、碳/碳复合结构材料、变形TiAl 高压压气机叶片、陶瓷基复合材料浮动壁、高强高韧轴承齿轮钢等。符合适航要求的二代/三代单晶高温合金、二代/三代粉末高温合金、高温钛合金、高温合金/钛合金复杂结构精密铸件、热障涂层等。符合适航要求的减振降噪材料、橡胶密封及阻燃防火材料、无铬无镉绿色表面防护材料、内饰材料、座舱玻璃、润滑材料、轴承、液压管路材料。航空航天发动机Ti-Zr 基、Pd-Ni 基、Mo 基和Ni-Cr 基高温钎焊材料。发展特种材料制品,包括复合材料制品、钛合金及高温合金紧固件、钢铝复合轨等。
(八)航空质量标准体系
建设民用航空标准规范体系,发展大型试验设施和非标设备的测试和校准技术;推动企业建立质量技术体系,开展质量控制技术研究,建设环境和可靠性等质量保障的试验设施,完善质量管理制度;重点产品实施精品工程;发展质量认证、评估和审定等中介机构,建立航空事故分析研究机构,建立航空质量信息管理平台。
六、服务型制造和技术改造服务体系
在民用航空航天领域开展工业设计服务,鼓励重点实现飞机气动及结构、航空发动机、机械设备及系统运用新材料、新技术、新工艺等关键领域突破。
推动服务外包专业化、规模化、品牌化发展,在研发设计、能源管理、财务管理、人力资源管理等多个环节,广泛采用服务外包,加强与海外施工企业合作,开展设备海外租赁业务,服务“一带一路”建设。
支持制造业企业提升专业化服务水平,积极承接离岸和在岸服务外包业务,深度嵌入产业链运营管理。引导制造业企业实施从需求分析到淘汰报废或回收再处置的产品全部生命历程的产品全生命周期管理(PLM)。发展专业化服务体系,开展远程在线监测/诊断、健康状况分析、远程维护、故障处理等质保服务。
拓展总集成总承包服务领域。在新航空航天装备领域,支持企业增强实力,取得资质,提供工程总承包、建设-移交(BT)、建设-运营-移交(BOT)、建设-拥有-运营(BOO)等多种服务,开展市场调研、产品设计、工程监理、工程施工、系统控制、运营维护等业务。
发挥财政资金杠杆作用,充分利用保险服务功能,落实首台(套)重大技术装备保险补偿机制。支持承揽国际重大工程。围绕“一带一路”推进国际产能和装备合作,支持承包商走出国门,承接国际重大项目工程,由工程承包向标准技术输出、信息系统集成、交钥匙工程、系统解决方案等方向发展。