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2018年全球碳纖維行業在航空航天領域應用占比分析及需求預測(圖)
發布時間:2018-06-01 11:19
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        由于具有質輕、高強度的屬性,碳纖維在航空航天領域有廣泛應用。碳纖維相對于鋼或鋁,減重效果可以達到 20%至 40%,在航空航天領域,主要應用于飛機的結構材料(占飛機重量的 30%左右),因此綜合來看碳纖維的使用能使飛機重量減輕 6%至 12%,從而顯著地降低飛機的燃油成本。在航空航天領域,碳纖維最早用于人造衛星的天線和衛星支架的制造,同時因其耐熱耐疲勞的特性,碳纖維在固體火箭發動機殼體和噴管上也得到了廣泛應用。
       
        據相關統計,2016 年有 1.76 萬噸碳纖維應用在航空航天領域,其中商用飛機占 70.5%、公務機占 11.4%、軍用飛機占比 10.5%。目前來看,民用客機是拉動碳纖維需求增長的主要力量。碳纖維復合材料自 20 世紀 70 年代以來首次被應用在飛機上的一些二級結構,如整流罩、控制儀表盤和機艙門等;近三十年來,隨著高性能碳纖維和預浸料-熱壓罐整體成型工藝的成熟,碳纖維復合材料的使用逐步進入到機翼、機身等受力大、尺寸大的主承力結構中。例如,目前世界最大的客機空客 A380 機身重量的 22%為碳纖維復合材料,并將其成功應用于機翼與機身主體結構連接處中央翼盒,僅此一項就比鋁合金材料減重 1.5 噸,燃油經濟性優于競爭機型約 13%,大大降低了運營成本;波音公司的 B787“夢想飛機”,復合材料應用率達到 50%,是第一個同時采用高性能碳纖維復合材料機翼和機身的大型商用客機,波音公司在公司碳纖維部件及材料方面的合作伙伴為日本東麗公司(Toray),其使用的碳纖維主要為 T800 碳纖維;我國國產大型客機中國商飛 C919 的機尾和側翼也采用了碳纖維復合材料,占整機質量的 12%。碳纖維在客機上的使用使得飛機耐用性增強、維護費用減少、重量減輕、油耗減少,更加環保和經濟。根據商用飛機發布的市場預測年報,未來二十年我國預計將交付 8575 架客機,價值約 12104 億美元,占全球總訂單價值的比例為 21%。國產大飛機崛起驅動碳纖維作為航空軍用核心材料發展進入快車道。
       

波音 787“夢想客機”的碳纖維機身
 
        圖表來源:公開資料整理
 
 

國外商用飛機碳纖維復合材料應用占比
 
        圖表來源:公開資料整理
       
        根據統計的波音公司預測,2014-2033 年全球將新增 36770 架客機,其中 42%來源于已有機型的更換機型,另外 58%來自于亞洲、北美和歐洲等地區的新增需求,2013-2020 年間全球對民用客機的需求量的年復合增長率為 3.57%,同時,2018 年僅波音 777、787 及空客 A380、A350 這四種機型對碳纖維的需求將達到 9200 噸左右,相比 2016 年增加約 2800 噸。若 2018 年民用客機的碳纖維需求在航空航天領域占比在 70%左右,那么 2018 年航空航天領域的碳纖維需求會增加 4000 噸左右。
       

波音公司預測 2014 -2033 年全球新增客機數量
 
        圖表來源:公開資料整理
       
客機碳纖維滲透率預測
 
        圖表來源:公開資料整理

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