10月28日上午,我国自主研制的首架四座电动飞机RX4E飞机在沈阳财湖机场首飞成功。该飞机是由辽宁通用航空研究院全新研制的新能源通用航空产品,翼展13.5米,机长8.4米,起飞重量达1200公斤,续航时间1.5小时,航程300千米。后续随着电池储能技术的发展,航时航程可进一步提升。该型飞机的成功首飞标志着中国航空产业和技术创新“大小齐飞、油电并进”的全面发展,它的成功研制填补了中国四座电动飞机的空白。
据了解,RX4E飞机结构大范围使用碳纤维复合材料,占整机结构总重的77%。相比传统金属结构飞机,碳纤维复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀等特点。
2018年国内市场对国产碳纤维需求量约为9000吨,国产碳纤维的需求占比首次超过日本,成为国内市场最大的碳纤维供给国家,预计未来两年国产碳纤维需求量将保持在30%以上,远高于进口碳纤维不足5%的需求增速。
2005年国家试点推行碳纤维制备与应用的“一条龙”管理模式,将需求牵引和服务应用的理念融入到碳纤维制备过程,在中国航天科技集团公司703研究所和中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所(601所)专家团队的强有力推进下,国产碳纤维制备与应用技术高效快速发展,解决了国防重大装备用国产碳纤维材料的“有无”问题,初步实现了关键材料的自主保障。
目前,我国逐步形成了以二甲基亚砜原丝技术为主体、二甲基乙酰胺和硫氰酸钠原丝技术并存的国产高性能碳纤维原丝制备技术体系,突破了过去30多年来国产碳纤维性能不稳定、离散度偏高、勾结强度低等顽疾,实现了国产碳纤维在承力和次承力结构件上的应用。
国产碳纤维有望从航空航天领域向工业领域不断渗透。从产品应用来看,东丽、赫克赛尔、帝人、三菱等均广泛布局下游应用领域,在航空航天、风电叶片、体育休闲等已实现成熟应用。其中,东丽、赫克赛尔在航空航天领域具备绝对领先优势(是波音与空客的碳纤维预浸料供应商);东丽收购卓尔泰克后,在风电叶片领域具有领先优势;SGL则在汽车领域具有领先优势。国产碳纤维主要在航空航天领域应用较为成熟,我们认为,未来有望通过航空航天应用的日臻成熟,带动工业应用(如风电叶片等)的蓬勃发展。
航空航天领域是国产碳纤维发展的突破口,高端装备以及商用飞机轻量化需求与日俱增,碳纤维用量提升空间较大,2028年我国航天航空碳纤维市场规模将超过5500吨。