الطلب على سبائك اللي في صناعة الطيران والفضاء في الصين

الخلاصة: في الوقت الحاضر ، اتخذت الصين ثلاث خطوات رئيسية في صناعة التصنيع العامة للطائرات ، وهي الطيران الإقليمي ARJ21-700 ، الطائرات الواحدة C919 و Dual-Asle Jetliner C929. أجزاء الألومنيوم من طائرة ARJ21-700 مصنوعة في الغالب من سبيكة الألومنيوم الصلبة مثل سبائك الألومنيوم وسبائك الألومنيوم والزنك ، ولكن لم يتم تطبيق سبائك الألمنيوم-ليثيوم.

سبيكة الألومنيوملديها مزايا الوزن الخفيف ، قوة محددة عالية ومقاومة التآكل. منذ أن تم استخدام صندوق كرنك المحرك المصنوع من سبيكة الألمنيوم في أول طائرة في العالم تصنعها The Wright Brothers في عام 1903 ، تطورت Aluminium Alloy بشكل مستمر مع تقدم صناعة الطيران. الليثيوم هو أخف عنصر معدني. مع كل زيادة بنسبة 1 ٪ من الليثيوم في سبيكة الألومنيوم ، يمكن تخفيض كثافة سبيكة الألومنيوم بنسبة 3 ٪ ويمكن زيادة المعامل بنسبة 6 ٪. بالإضافة إلى المزايا المذكورة أعلاه ، يمكن لمواد سبيكة Al-Li أيضًا تحسين مقاومة التعب بشكل كبير وارتفاع درجة الحرارة المنخفضة. لذلك ، أصبحت سبيكة Al-Li مادة طيران مهمة في العديد من البلدان.

01. الوضع الحالي لإنتاج وتطبيق سبيكة Al-Li في الداخل والخارج.

لقد مرت بحث وتطوير سبيكة Al-Li على ثلاث مراحل ، ويمثل الجيل الأول في عام 2020 و BA Alloy 23 ، ويمثل الجيل الثاني في عام 1420 و 2090. في الوقت الحالي ، تم تطويره إلى سبيكة الجيل الثالث ، والتي لها خصائص شاملة جيدة. تستخدم سبائك Al-Li التي تم تطويرها حديثًا ومحسّنة مثل 1460 و 2198 و 2199 و 2050 في الطائرات الكبيرة المتقدمة والمركبات الفضائية. من أجل تلبية احتياجات صناعة الطيران ، بدأت شركات الألمنيوم الكبيرة ومؤسسات البحث العلمي في العالم في تطوير سبيكة Al-Li الرابعة. بالمقارنة مع الجيل الثالث ، سيتم تقليل محتوى الليثيوم للجيل الجديد من سبيكة Al-Li ، في حين سيتم تحسين القوة والتكسير. لقد انخفض الاستطالة ، ولا يزال من الممكن أن تتجاوز الممتلكات الأخرى أو حتى تجاوز مستوى سبيكة الجيل الثالث.

1.1 الوضع الحالي للإنتاج والتطبيق في الخارج.

في الوقت الحاضر ، يتم توزيع الدول الأجنبية التي لديها نظام إنتاج سبيكة Al-Li الكاملة بشكل أساسي في خمس مناطق متطورة ، وهي الولايات المتحدة وروسيا وبريطانيا وفرنسا وإيطاليا. يبلغ إجمالي القدرة الإنتاجية لسبائك Al-Li حوالي 200000 طن. لقد أنشأت هذه البلدان نظامًا كاملًا للمعالجة الصاخبة ، حيث يعد الصهر عملية أساسية لإنتاج مواد سبيكة Al-Li.

الولايات المتحدة في طليعة العالم في البحث والتطوير ، وإنتاج وتطبيق سبائك الألومنيوم-ليثيوم ، وهو ما يمثل حوالي 50 ٪ من القدرات الإنتاجية في العالم. تغطي أنواع المنتجات لوحة ، الشريط ، المواد المقذوفة ، القضبان ، الأسلاك والممبوق ، مثل Weldalite ، Aiware ، 2099 ، 7055 وما إلى ذلك. مؤسسات الإنتاج الرئيسية هي شركة Okonink Aluminium Co. ، Ltd. ، Kenlian Aluminium Co. ، Ltd. ، Aili Aluminum Co. ، Ltd. Okonink Aluminum Co. يتم توزيع القدرة الإنتاجية لـ Okonink بشكل أساسي في مصنع Davenport Rolling Plant و Lafayette Forging Plant and Bustusion و Longway Aluminium Company و British Kitzgreen Aluminium Company و Italy Fusina Aluminum Company و Changyuan Prouse Plant في كوريا الجنوبية. من بين العملاء الرئيسيين بوينغ ، إيرباص ، لوكهيد مارتن ، فضاء جولفستريم ، والكوماك والعديد من مصنعي الطائرات المدنية والعسكرية الكبيرة الأخرى.

تم الانتهاء من إنتاج سبائك الألومنيوم من الألومنيوم من الألومنيوم الكينلي في مطحنة الدوران في فرنسا ، مع قدرة إنتاج تبلغ حوالي 14000 طن. عملائها الرئيسيون هم الفضاء الأوروبي ، إيرباص وبومباردييه. يقع إنتاج سبيكة Al-Li في Eli Aluminim في مصنع Koblenz في ألمانيا. في الخمسينيات من القرن الماضي ، استخدمت الولايات المتحدة أقدم سبيكة الألومنيوم-ليثوم الصناعية 2020 على طائرة الإنذار المبكرة RA-5C ، مما قلل من الوزن الكلي للطائرة بنسبة 6 ٪. بعد التسعينيات من القرن الماضي ، تم استخدام سبيكة الألومنيوم من الجيل الثالث في إطار القسم الخلفي لـ FMUI 16 ، وحزمة بوينج 787 وصندوق التخزين الخارجي في مسعى المكوك الفضائي ، وحقق نتائج جيدة لفقدان الوزن. تستخدم طائرة النقل CMUR17 ألواح سبيكة 2.8 طن وملفات تعريف مقذوفة لجعل شعاع الأرضية وجلد الجنيح الرفاهية في تعليق الشحن ، وهو أقل من 208 كيلوجرام من سبيكة الألمنيوم العادية.

بدأت R&D ، وإنتاج وتطبيق سبيكة Al-Li الروسية في الاتحاد السوفيتي السابق ، وهي ثاني أكبر دولة في مجال البحث والتطوير ، والإنتاج والتطبيق في العالم بعد الولايات المتحدة ؛ تمثل طاقتها الإنتاجية حوالي 25 ٪ من العالم ، ونوع مواد المعالجة يشبه تلك الموجودة في الولايات المتحدة. السبائك التمثيلية هي 1420 ، 1450 ، 1460 وما إلى ذلك. مؤسسات الإنتاج هي بشكل أساسي شركة Ural Kamensk Aluminium Co. ، Ltd. ، والسوق مخصص بشكل أساسي لقطاع الفضاء المحلي. في أوائل سبعينيات القرن الماضي ، تم استخدام سبيكة al-li في 1420 في جسم الطائرة ، وخزان الوقود ، قمرة القيادة وأجزاء أخرى من MIG-29 ، وبلغ تأثير الحد من الوزن 24 ٪. عندما يتعلق الأمر بالجيل الثالث من سبيكة Al-Li ، تستخدم روسيا أيضًا سبيكة Al-Li الجديدة في خزان الهيدروجين السائل في Blizztle Blizzard ، MIG-29 ، SU-27 ، TU-144 وغيرها من الطائرات المدنية والعسكرية. على سبيل المثال ، تمثل كمية سبيكة Al-Li لكل طائرة MIG-29 3 ٪ من إجمالي وزن جسم الطائرة.

يتم توزيع الأبحاث والتطوير والإنتاج وتطبيق سبيكة Al-Li في أوروبا في بريطانيا وفرنسا وإيطاليا. لقد تخلفت هذه البلدان عن الولايات المتحدة وروسيا في بحث وتطوير سبيكة الجيل الثالث ، ويتم تنفيذ الإنتاج من قبل النباتات الأوروبية للشركات الأمريكية. على سبيل المثال ، تم دمج شركة Puji Aluminium الفرنسية السابقة في شركة الألومنيوم Kenlian بالولايات المتحدة. يعد كل من Kitzgreen Rolling Mill في المملكة المتحدة ومطحنة Fusina Rolling Mill في إيطاليا جزءًا من شركة Okonink Aluminium بالولايات المتحدة. يشمل المستخدمون إيرباص ، أغوستا ويستلاند ، يوروفايتر وما إلى ذلك. جميع الأجزاء الشبيهة بالوحة الرقيقة في مقدمة مقاتلة Typhoon مصنوعة من ألواح رقيقة من سبيكة الألومنيوم 8090 ، وهي التي تمثل 9 ٪ من جميع المواد. يبلغ طول غطاء غرفة المعدات الإلكترونية في قمرة القيادة 1.5 متر. يتم استخدام إطار جسم الطائرة والبنية والبنية الداخلية للطائرة الهليكوبتر EH101 على نطاق واسع لوحات وسبائك الألومنيوم-ليثيوم وألواح الألومنيوم ، ويتم تقليل وزن كل طائرة بمقدار 200 كيلوجرام.

1.2 الوضع الحالي للإنتاج المحلي والتطبيق.

في الصين ، من أجل تلبية الطلب على الطائرات المحلية لسبائك Al-Li ، بدأت صناعة معالجة الألومنيوم في الصين في دراسة تتبع سبيكة Al-Li في الستينيات ، وقامت بنجاح بتقليد سبيكة 8090 و 2091. خلال فترة الخطة الثامنة الخمسية ، تمكنت الصين من إلقاء سبيكة 1T Al-Li وفي البداية لديها القدرة على إنتاج لوحات وملامح من سبائك Al-Li صغيرة الحجم. خلال فترة الخطة التاسعة لمدة خمس سنوات ، من خلال إدخال فرن ذوبان الفراغ 6T ومعدات الصب والتكنولوجيا لسبائك Al-Li في روسيا ، تم تحقيق قفزة كبيرة من 1T إلى 6T في ذوبان وسبائك Al-Li. في عام 2012 ، اخترق جنوب غرب الألومنيوم العديد من التقنيات الرئيسية لسبائك الجيل الثالث من الجيل الثالث وأدركت التحسن المنسق للخصائص الشاملة لسبائك Al-Li.

بعد ما يقرب من 40 عامًا من البحث والاستكشاف ، أتقنت الصين بشكل أساسي تقنية ذوبان مواد سبيكة Al-Li ، مثل تقنية الصب لسبائك Al-Li مسطحة وسبائك Al-Li. ومع ذلك ، لا تزال هناك فجوة كبيرة بين البحث الأساسي والإنتاج الصناعي وتطبيق سبيكة Al-Li مع الولايات المتحدة وروسيا. في الوقت الحاضر ، يمكن فقط لشركة Southwest Aluminium (Group) Ltd. إنتاج كمية صغيرة من سبيكة Al-Li مع ناتج سنوي أقل من 100 طن ، وهو أمر بعيد عن القدرة على تلبية احتياجات الطائرات الكبيرة المحلية.

02. توقع الطلب على السوق المحلية لسبائك Al-Li.

تم استخدام سبيكة Al-Li في الطائرات العسكرية ، وطائرات طيران مدنية ، وطائرات هليكوبتر ، والمركبة الفضائية ، وتستخدم بشكل رئيسي في إطار جسم الطائرة ، وضلع رفرف ، وسطح الاستقرار العمودي ، والهدية ، والشفاه مدخل ، وفرة ، ودبابات الوقود وما إلى ذلك. في تصميم وتصنيع الطائرات الجديدة ، غالبًا ما يتم حساب الوزن الخفيف وفقدان الوزن في مجال الطيران. يمكن أن يقلل استخدام سبيكة Al-Li من كتلة الطائراتأجزاء سبيكة الألومنيومبنسبة 14 ٪ إلى 30 ٪. تأثير الحد من الوزن هو أن تكلفة الرحلة السنوية لكل طائرة سيتم تخفيضها بأكثر من 2.2 ٪ ، لذلك تعتبر سبيكة Al-Li هي المادة الهيكلية المثالية للفضاء.

في الوقت الحاضر ، اتخذت الصين ثلاث خطوات رئيسية في صناعة التصنيع العامة للطائرات ، وهي الطيران الإقليمي ARJ21-700 ، الطائرات الواحدة C919 و Dual-Asle Jetliner C929.أجزاء الألومنيوممن طائرة ARJ21-700 في الغالب مصنوعة من سبائك الألومنيوم الصلبة مثل سبائك الألومنيوم وسبائك الألومنيوم والزنك ، ولكن لم يتم تطبيق سبائك الألومنيوم. يتم استخدام سبيكة الجيل الثالث في الجلد جسم الطائرة ، الجمالون الطويل ، شعاع الأرضيات ، سكة الشريحة ، شعاع الحدود ، بنية دعم الأرضية وأجزاء أخرى من طائرة C919. تمثل مادة سبيكة Al-Li للطائرة بأكملها 15.5 ٪ ، مع جرعة 14T ، وقد تم تحقيق تأثير جيد من تخفيض الوزن الشامل بنسبة 7 ٪.

تستخدم لوحات سبيكة الألمنيوم-ليثيوم على نطاق واسع في القسم المستقيم من جسم الطائرة C919 الذي صنعته هونغدو والأجزاء الكبيرة من جسم الطائرة واللينسيوم من C919 المصنوع من Xi'an ، ولكن من الجيل الثالث من ألياك الألومنيوم-ليثوم في يونيو 2018 ، والتشكيل الشامل ، والتشكيلة الشاملة ، والتشكيلة الشاملة ، والتشكيلة الشاملة ، والتشكيلة الشاملة. تم تحديد طائرة C929 طويلة المدى على نطاق واسع ، ويتم تنفيذ أعمال التصميم الأولي (G3). من المؤكد أنه سيتم استخدام سبيكة الألمنيوم-الجيل الثالث أو حتى من الجيل الرابع على نطاق واسع في أجزاء الألومنيوم C929 في المستقبل.

وفقًا للتقرير الإحصائي لعام 2017 حول تطوير صناعة الطيران المدني الصادرة عن إدارة الطيران المدني في الصين ، في عام 2017 ، بلغ إجمالي معدل دوران النقل في صناعة الطيران المدني في الصين 108.308 مليار طن / كيلومتر ، بزيادة قدرها 12.6 في المائة عن العام السابق. بحلول نهاية عام 2017 ، كان عدد طائرات النقل في صناعة الطيران المدني في نهاية الفترة 3296 ، بزيادة قدرها 346 خلال نهاية العام الماضي. وفقًا لخطة الخمس سنوات الثالثة عشرة لتطوير الطيران المدني الصيني الصادر في ديسمبر 2016 ، تشير التقديرات إلى أنه بحلول عام 2020 ، سيصل إجمالي معدل دوران النقل الجوي في صناعة الطيران المدني في البلاد إلى 142 مليار طن / كم ، بمتوسط معدل نمو سنوي قدره 10.8 ٪. وصل عدد الطائرات المتعددة للأغراض العامة للطيران المدني إلى أكثر من 5000.

في الوقت نفسه ، من المخطط واقتراح أنه خلال فترة الخطة الخمسية الثالثة عشرة ، من الضروري القيام بعمل جيد في إدارة ما بعد التصديق لطائرة ARJ21-700 وطائرة شينتشو 60 سلسلة ، والقيام بفحص وموافقة الطائرات المحلية الكبيرة C919 ونماذج أخرى. بالإضافة إلى ذلك ، وفقًا لتوقعات سوق الطائرات التجارية ، التقرير السنوي لـ COMAC of China من 2017 إلى 2036 التي أصدرتها COMAC في سبتمبر 2017 ، من المتوقع أن تقدم الصين 8575 طائرة ركاب بقيمة حوالي 1.2104 تريليون دولار أمريكي في السنوات العشرين المقبلة ، مع متوسط الطلب السنوي لأكثر من 420 طائرة. من بينها ، شكلت طيورات الممرات الواحدة 64 ٪ ، ما مجموعه 5475 ، وشكلت الطائرات المزدوجة الممتدة 23 ٪ ، ما مجموعه 2003 ، وشكلت الطائرات الإقليمية 13 ٪ ، ما مجموعه 1097.

في السنوات الأخيرة ، تطور الاقتصاد الصيني بسرعة وتم ترقية الاستهلاك تدريجياً. في عام 2017 ، بلغ الناتج المحلي الإجمالي السنوي للفرد الصيني 8836 دولارًا أمريكيًا ، والذي دخل مستوى البلدان ذات الدخل المتوسط. يستمر الطلب على استهلاك الطيران في الارتفاع. يبلغ عدد الرحلات الفرد من الرحلات الجوية في الصين ما يقرب من 0.4 مرة في السنة ، أي مضاعفة قبل 10 سنوات ، ولكن مقارنة مع البلدان المتقدمة مثل الولايات المتحدة (2.7 تايمز / سنة) والمملكة المتحدة (2.1 تايمز / السنة) واليابان (0.9 تضيق / سنة). الفجوة واضحة. وفقًا لتخطيط إدارة الطيران المدني ، سيصل عدد الرحلات في الصين إلى 0.5 مرة في السنة في عام 2020 و 1.04 مرة في السنة بحلول عام 2030. يمكن ملاحظة أن تحسين صناعة النقل الجوي في الصين يوفر مساحة سوق ضخمة للطلب على الطائرات.

في الوقت الحاضر ، تلقى C919 Jetliner C919 المنزلية المنزلية 730 طلبًا ، ومن المتوقع أن يتم استخدام C919 الأول في الاستخدام التجاري في عام 2021. إذا تم إصدار هذه الأوامر في الصين ، فإن استخدام سبيكة Al-Li يشير إلى ALLOY فقط إلى AL-LiS Air-LiS. Alloy 10220T ، إلى جانب طائرة C929 ذات التمييز المزدوج قيد التطوير بالفعل ، يكون الطلب على سبيكة Al-Li أكثر من 20000 طن. وفقًا لتوقعات Comac of China ، ستحتاج الصين إلى 7478 طائرة واحدة ومزدوجة في العشرين عامًا القادمة. إذا تم إنتاج طائرة 1MAX-3 من قِبل Comac of China وتتنافس مع Boeing و Airbus ، فإن الطلب المحلي على سبيكة الألمنيوم-ليثيوم سيكون أكثر من 30000 طن.

بالإضافة إلى عدد كبير من الطلبات في الطائرات المدنية ، فإن سوق تطبيقات Al-Li الرئيسي هو طائرات عسكرية. وفقًا للإحصاءات ، في عام 2017 ، وصل عدد الطائرات القتالية العسكرية في الصين إلى 1453 ، ولا سيما الطائرات القتالية من الجيل الثاني والثالث ، وهو ما يمثل 10 في المائة من العالم ، حيث احتل نصف الولايات المتحدة فقط. مع تحسين القوة الوطنية للصين ، زادت الدولة باستمرار من استثماراتها في صناعة الطيران من أجل تخفيف ضغوط النقل البري وحماية الأمن الداخلي والمصالح الخارجية. خلال فترة الخطة الخمسية الثالثة عشرة ، ستدخل سلاح الجو الصيني في فترة الذروة للمقاتلين "الثلاثة والنصف" ، بما في ذلك J-10C و J-11d و J-16 و SU-35SK. سيحتل حجم المقاتلين "الثلاثة والنصف" المرتبة الثانية في العالم ، ومن المتوقع أن تتجاوز القدرة الإنتاجية لهذه الطائرات التكتيكية 115 عامًا في السنة. وقد تم بالفعل تقديم خدمة المقاتلين من الجيل الرابع J-20 و J-31 ، إلى جانب القدرات الإنتاجية لحوالي 10 طائرات استراتيجية سنويًا ، وقد أصبحت البلاد التي لديها أعلى ناتج للطائرات العسكرية في العالم ، ولن يتغير هذا الوضع بشكل كبير في العقد المقبل.

إذا تم إنتاجها بهذا المعدل ، فستحتاج الطائرات العسكرية في الصين إلى ما يقرب من 500 طن من سبيكة الألومنيوم-ليثيوم سنويًا. يمكن استخدام سبيكة Al-Li لتصنيع خزان الوقود المكوك الفضاء وخزانات وقود الصواريخ وهيكل محطة الفضاء في حقل الفضاء. لتلخيص ، في السنوات العشر المقبلة ، سيصل متوسط الطلب السنوي للطائرات المدنية والعسكرية المحلية إلى حوالي 550 ، وسيكون الطلب السنوي لسبائك Al-Li أكثر من 1500 طن.

03. التنبؤ والاقتراح بشأن إمدادات السوق من سبيكة اللي.

في الوقت الحاضر ، أجرت الكليات المحلية والجامعات مثل جامعة ساوث سنترال ومعهد بكين للمواد الطيران أبحاثًا أساسية حول سبيكة Al-Li. يمكن أن ينتج الألمنيوم الجنوبي الغربي فقط سبيكة Al-Li ، والإخراج منخفض جدًا ، أقل من 100 طن. لا تزال سبيكة Al-Li اللازمة للطائرات الكبيرة بحاجة إلى استيرادها من الولايات المتحدة ، في حين أن الطلب السنوي لسبائك Al-Li للطائرات العسكرية والمدنية المحلية يصل إلى 1500 طن ، وهو ما يزيد عن 15 ضعف القدرة الإنتاجية. هناك حاجة ملحة لتصنيع مواد سبيكة Al-Li.

في المستقبل ، يجب على الصين طلب سبيكة Al-Li في الطائرات الكبيرة والصواريخ وغيرها من الملاحة الفضائية المتقدمة والمركبة الفضائية كفرصة لتعزيز البحث وإنتاج وتطبيق الجيل الثالث أو مواد سبيكة Al-Li المتقدمة ، وذلك لتحسين قدرة الابتكار والتوطين المستقلين. لذلك ، يُقترح أن تستمر الدولة والمؤسسات ذات الصلة في توفير دعم السياسة واستثمار أموال خاصة ، وزيادة عدد كيانات الأبحاث والإنتاج ، وتعزيز وترقية بناء منصات البحث والإنتاج ، ومعدات التطبيقات ، وتعزيز تنمية المشتركة وترويجها التعاونية لتصوير R&D ، وتوسيع نطاق الإنتاج ، وتوسيع نطاق الإنتاج ، وتوسيع نطاق الإنتاج ، وتوسيع نطاق الإنتاج ، وتوسيع نطاق الإنتاج. خطوط.