通用航空产业链及政策研究系列之(一)

发表时间:2017-02-28    文章来源:远博志城

【广义的通用航空产业】

根据供需关系和价值流动,通航产业可分为基础产业、核心产业和应用产业三大板块。其中,核心产业为通用航空最重要的部分,包含通用航空器制造、通用航空运营、基础设施与保障资源三部分。基础产业为通航产业的上游,为核心产业提供资源、技术等支撑;应用产业为通航产业的下游,主要是通用航空作为生产、作业工具或娱乐消费媒介等应用于国民经济三大产业中,是通用航空业与终端用户实现交互及盈利的过程。

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图 :通用航空产业链概况

【狭义的通用航空产业】

狭义的通用航空产业,即通用航空核心产业包括通用航空器制造、通用航空运营、基础设施与保障资源等三部分,这三个部分与通用航空服务的用户终端相互关联。基础设施建设与航空器制造往往率先兴起。

第一,航空器制造主要为飞机的设计、零部件制造、整机生产。根据用途,可将航空器分为公务包机、短途飞行、航空作业、飞行训练和娱乐活动等五大类,每一用途类别有各自对应类型的航空器。

第二,基础设施与运行保障资源方面,通用航空公共运输航空相近,这些资源按照其获取方式的不同,可以分为市场资源与非市场资源。市场资源主要指可通过市场购买获取的运行资源,包括机场、人员、航材、航油等。非市场资源主要包含空域、政策、政府监管等方面。

第三,通用航空运营主要指航空器服务于商业运输、特种飞行、非特种作业、非商业应用等四个方面的运营管理,主要的运营管理包括航空器的托管与租赁、航空器维修、机场服务管理等。

核心产业的三大部分,由于涉及领域不同,围绕不同环节催生不同的盈利方式与特点。其中,航空器制造业主要依靠飞机整机或零部件的设计、生产制造及销售方式盈利;基础设施及保障业的收入主要来自于机场服务费、人员培训费、通航用资源的销售等;通用航空运营业的主要依靠飞机租赁费、飞机维修费以及附加的航空飞行服务费等。

【细分产业链环节之一:通用航空制造业(飞行器制造+上游金属材料】

通用航空制造业是典型的技术密集型、资本密集型产业。通用航空制造主要涉及高端装备制造和重要系统研发两部分,由于其科技含量高,技术壁垒高,资本投入大,是一个典型的技术密集型和资本密集型产业,主要表现在发动机和各项软件系统研发领域。目前中国通用航空制造以国企和军方背景企业为主,民营企业主要涉及零部件、信息系统研制等领域。

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图:通用航空主要制造模块

飞行器制造

通用航空飞行器种类多样。各类通用航空活动目的不同,所使用的航空器种类繁多,按类型可分为固定翼飞机、旋翼机、滑翔机、伞翼飞 行器、热气球、地效飞机、飞艇等。从功能来看,全球范围内主要以农用机、商务机、运输机为主。

其中,直升机优势独特且应用广泛。直升机可以垂直起降,这使得直升机可以在无法建造跑道的狭窄地区中执行任务。直升机的突出特点是可以做低空(离地面数米)、低速(从悬停开始)和机头方向不变的机动飞行,特别是可在小面积场地垂直起降。直升机凭借其低空(离地面数米)、低速(从悬停开始)和垂直起降的超强机动飞行能力,在民用领域发挥着不可替代的作用——主要应用于短途运输、医疗救护、救灾救生、紧急营救、吊装设备、地质勘探、护林灭火、空中摄影等,具有机动灵活,反应迅速,适于低空、超低空执行任务等特点。

通航用金属材料(上游金属材料)

在民用飞机上,主要用到的金属材料有铝合金、合金钢、钛合金、铜合金及高温合金。其中用量最多的是铝合金,占75%左右,其次是钢,占15%左右;其余用到的是钛合金、铜合金和高温合金。

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图:通用航空器四大关键部件

 

通航用的高强钢

高强钢,全名为高强度结构钢,可以分为高强钢和超高强钢。按抗拉强度划分,高强钢 TS340≥MPa,超高强度钢 TS>590MPa;按屈服强度划分,高强钢 YS≥210MPa,超高强度钢 YS>550MPa。高强钢在强度、刚性、韧性以及价格等方面具有很多优势,且拥有在承受极高载荷条件下保持高寿命和高可靠性的特点,在航空领域得到广泛使用。第一,飞机起落架。起落架要承受冲击等复杂载荷,而且载荷巨大,同时还要求起落架舱容积尽可能小,高强钢绝对强度大、稳定性好,因此成为起落架的首选材料。第二,特殊传动部件的基体材料。航空发动机的轴承和齿轮不仅要承受各种应力的挤压和摩擦,而且绝不允许在使用过程中出现裂纹等损伤,只有高强钢才可担此重任。受生产技术和质量管理水平等因素的限制,中国高级特殊钢产量和质量均不能完全满足国内市场的需要。作为特殊钢种的高强度钢材,国内产品性能还不稳定,品种规格也不能完全满足国家经济和国防建设的需求。国内能够生产高强度钢材的厂家不多,集中在少数具有历史积累的特钢及行业龙头公司。

 

通航用的不锈钢

不锈钢通常指具有抵抗空气、水、酸、碱盐或其它介质腐蚀能力的钢,根据组织结构的不同可以分为马氏体不锈钢,铁表体不锈钢,奥氏体不锈钢和双相不锈钢。飞机长寿命、高可靠性的发展方向对材料的耐腐蚀性能提出了更高的要求,采用不锈钢制作某些重要零部件已成为主要发展趋势。航空不锈钢的用途。航空工业的主要载体是飞机,围绕这一载体可分为飞机的机体和发动机两大部分。用于飞机制造的不锈钢品种繁多,但按这两部分用途,不锈钢种可以分为高强度不锈钢和耐热不锈钢两大类别。

 

通航用的高温合金

通航用金属材料之高温合金,又称热强合金或超合金(superalloy),是指在高温、应力条件下仍能按设计要求正常工作的金属材料。高温合金服役条件苛刻:1)600-1200℃的温度;2)氧化和燃气腐蚀环境;3)复杂应力(蠕变、高低周疲劳、热疲劳等)。因此,除优异的承温能力、抗氧化性、抗热腐蚀、抗疲劳、断裂韧性/塑性等,还必须具备良好的组织稳定性和使用可靠性。高温合金的分类方法较多,如按基体元素、按制备工艺、按强化方式、按使用性能等。

高温合金应用。在现代航空发动机中,高温合金占有极其特殊的重要地位。高温合金从诞生起就用于航空发动机,航空发动机内多数部件都需要在高温高压的恶劣环境下长期工作,对性能、工艺要求极高,因此高温材料是必须的。高温合金在航空发动机内主要应用于四大热端部件:燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘,在高性能的航空发动机中,高温合金还用于压气机后端盘、转子叶片及机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等。

中国高温合金已经基本形成了自己的体系和研究生产基地,航空和其他工业部门使用的各种高温合金均可以国内生产供应。迄今为止形成了三大类生产基地:1)钢厂类:抚顺特钢、上钢五厂、长钢三厂和齐齐哈尔等特钢厂,主要生产变形高温合金;2)航空发动机制造公司精密铸造厂等,主要生产铸造高温合金基地;3)钢铁研究总院、北京航材院和沈阳金属所等科研院所,主要开发、生产高端和新型高温合金。

【细分产业链环节之二:基础设施与保障资源】(机场建设+空港设备+空管设备+培训维修)

通用机场

通用机场是通用航空运行保障资源核心:根据其对公众利益的影响程度分为三类。一类:指具有 10~29 座航空器经营性载人飞行业务,或最高月起降架次达到 3000 以上,或纳入政府应急救援及公共服务基础设施体系的机场。二类:指具有 5~9 座经营性航空器载人飞行业务,或最高月起降架次 600~3000,或具有对公众提供公共服务类飞行活动的机场。三类通用机场是除一、二类外的通用机场。

通用机场运营与配套服务是通航产业未来壮大的保证。通用机场的机场运营与配套服务,涉及到飞行保障、地面保障以及运营管理三大模块,横跨通航核心产业的运行保障资源与通航运营两大核心,包括相关设备、地面服务、运营商服务等,并且机场的配套服务所带来的高附加值在整个通航产业的比重越来越大。根据美国的发展经验 ,由通用航空配套服务与定位的不同,可将通用机场分为小镇型、运营型、园区型以及旅游型。

空港设备

空港设备是通航机场运营的重要组成部分。空港设备包括旅客登机廊桥、航空货物处理系统、自动化仓储物流系统、立体停车系统、飞机泊位引导系统等为机场运营提供服务的设备。

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图:空港服务设备系统组成

空管设备

空管设备是空中交通顺畅的保证。空管设备直接保障航空器安全运行,对可靠性、可用性、可维性和安全性要求很高,设备研发周期相对比较长, 研发成本相对较高。目前中国空管设备领域实行准入许可管理制度,国产空管设备主要包括通信设备、导航设备和监视设备, 准入许可管理的通信设备7类中5类已实现了国产化,导航设备的5类中4类已实现了国产化、监视设备的12类中7类已实现了国产化。

表:主要空管设备一览表

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培训维修

培训与维修是通用航空运行保障资源的重要模块。飞行员等相关人员的培训是通用航空发展的现行条件;而维修服务的跟进是通航产业发展的重要保障。通用航空发展,培训服务先行。充足的专业通航人员是通用航空发展的保证。通用航空由于其技术含量高,部分程序复杂,对人才要求较高。飞行员以及通航配套人员的培训周期时间较长,短时间内难以大量提供市场。因此通用航空的进一步发展的前提,是需要充足的人才保证。通航维修是通航健康发展的后勤保障。作为高附加值存在的通航维修具有其独特性与高需求性。由于通航飞机类型多样,作业内容广泛,技术含量较高,其维修需要较高的专业技能水平。相对应的对于人才的要求较高,同时人才培养周期较长,形成了技术密集型、投入密集型的产业结构,这也决定了通航维修在通航产业链中也拥有着较高的附加值水平。

【细分产业链环节之三:通用航空运营产业】

通航租赁服务

通航运营业务是通用航空持续发展的动力。通用航空运营是通用航空产业的盈利模块,是产业链的消费端,也是通用航空可以持续发展的保障和动力。目前通用航空运营中,通航租赁服务已经越来越成为通航运营的主要业务之一,并且还将进一步发展。通航租赁服务是未来通航业务扩展的必由之路。租赁收入主要由经营性租赁和融资租赁两部分组成,目前以经营性租赁为主。全球飞机的租赁比例已经由 1970 年的 0.5%,上升至 2011年的 36.5%,未来还将进一步上升,预计至 2020 年,将超过 50%。而中国的租赁业务才刚刚展开,未来若空域管理能进一步开放改革,租赁业务预计会迎来大幅度增长。

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图:飞机租赁比例保持快速增长

 “微笑曲线”显示各模块附加值

通用航空领域的“微笑曲线”,表明通航产业链各模块附加值水平不一。通用航空产业链主要围绕研发、制造、服务延伸展开,并以科技研发、发动机制造、高端配套服务享有的高附加值,以及组装制造、运营保障等享有的低附加值,形成了通用航空产业价值的“微笑曲线”。

寡头垄断趋势明显,高附加值产业被少数国家地区垄断。目前通用航空高新技术基本被欧美、日本等国家所掌握,尤其是发动机制造,新材料研发等。而相关配套服务,如高端配套服务设施,高端维修机械等,也仍需与国外合作,壁垒作用较强。组装制造不断外包,生产专业化。对于低附加值产业,越来越多的通航企业选择将组装与制造交由专门的外包企业来完成,其自身专门进行创新研发、改进更新经营策略,实现生产专业化,降低成本,扩大自身优势。

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