航空机电系统综合技术发展分析

航空机电系统综合技术发展分析

唐崎文

北京飞机维修工程有限公司西南航线中心四川省成都市610200

摘要：现阶段，科学技术的发展迅速。随着航空机电市场的不断发展，机电系统已经成为飞机二次能源（气压能、液压能、电能和机械能）的源泉和载体。这一新的转变使得航空机电系统越来越向着集成化、系统化的方向发展。机电系统管理也向着分级分层的现代模式转变，以飞机制造商主导、系统/设备供应商支撑、零部件供应商协作的分级分层的管理模式已经形成。不仅如此，作为供应商的机电企业要努力提高为客户提供系统级解决方案的能力。

关键词：航空机电系统；综合技术；发展分析

引言

航空机电系统（以下简称机电系统）是通过机、电、气、液等各种二次能源的产生、传输、转换，利用飞机的相关信息，采取一定的作功方式，完成各种飞行保障功能，是实现人机融合、全面发挥飞机综合作战效能的重要保障和核心载体，与机体结构、动力系统和航空电子系统一样，是飞机不可或缺的基本功能系统，各自发挥着不可替代的重要作用。传统航空机电系统按功能划分为机电设备综合管理、电力能源、非电力能源及燃料管理、系统防护、载荷管理和控制、生命保障等6大功能、13个相对独立的分系统实现能源、保障的执行和管控，其中液压、燃油、环控和第二动力系统是与能源密切相关的系统。随着航空武器装备作战能力对机电技术要求的不断提高，传统航空机电系统独立、分散的格局已难以适应，以二次能源的产生、传输、转换及综合利用为主的相关系统（如液压、燃油、环控、第二动力等）正向综合化、智能化、多电化和能量优化方向发展，形成对全机能量的全面综合管理和技术支撑，以满足新的发展需求。

1民用航空机电系统的现状

1.1民用航空机电系统产业发展情况

1.1.1国际航空机电系统产业整体发展局势

按照《世界航空指南》目前的产品类别合计：与航空产业相关的配套供应商已超过500家，其中航空机电产品供应商已突破1270家。统计显示，当前机电产业产值比重占到了整个航空产业的20%～30%。

1.1.2我国航空机电系统产业发展情况

近5年来，中国已经成为世界民用飞机产业增长最快的国家。根据预测，未来20年，中国最低需求标准为6630余架新飞机，商业价值达9500亿美元之多，而其中73%为单通道飞机。按这个需求标准，机电产品实际价值相当于2370多亿美元，而维修配套以及生产转分包约为3087亿美元。

1.2我国民用航空机电系统面临的挑战

1.2.1研发体系不够完善

研发体系上，现阶段我国航空机电系统企业急需设立适应适航要求的体系和流程。按目前我国的流程情况，同国际相应的标准和要求距离还较大。目前与世界航空工业先进的研制能力相比，我国航空机电系统存在代差。

1.2.2系统运行能力水平较低

我国民用航空机电系统在系统性解决方案、实验验证能力和适航取证方面同样存在不足之处，在当今日益严峻的竞争环境下面临着巨大的挑战。首先，目前仍旧只有少数产品能满足适航认证条件，也基于此，我国还处在比较落后的阶段。第二，在实验验证能力上，实验验证平台对于新技术的验证水平还较低，对于技术成熟度的提高有着较大阻碍，由此凸显出了航空机电系统的系统能力严重不足。同时，我国航空机电企业对于适航认证，只有为数不多的单位进行了系统级研究。

1.2.3核心技术支撑能力不足

在装备技术越发趋于先进的现状下，我国由于历史原因发展起步晚、资金技术投入低，目前还与先进水平有一定差距，且已由隐性矛盾转化为显性矛盾。

2优化措施分析

2.1积极推广协同创新

制造能力的提升要积极推广两化融合协同创新，以追赶德国“工业4.0”目标。要以信息化为手段，优化产品和数字化制造，并实现卓越级的自动化。在“十三五”的规划当中，公司着重以信息化提升整体制造能力作为基础能力和关键所在。此外，通过转包生产实现制造能力的提升。过去，各个企业承担转包比较分散，在未来的工作当中，公司将着力打造三大转包基地，包括中航工业南京机电、中航工业庆安、中航工业电源。南京机电着重于液压、燃油、环控和辅助动力等系统级转包的建设；庆安着重机加转包：包括作动系统、液压套筒拉杆、齿轮及复杂壳体；电源作为电源系统产品的转包基地，津电、曙光、天义等作为二级供应商进行支撑。

2.2强化制造能力提升，为航空机电事业发展提供质的保障

（1）积极推广两化融合协同创新。对于制造能力的提升，首先要不断学习和广泛融合，学习国际最新潮流技术，融合多方资源，以符合国际最新工业化技术标准为发展目标。（2）借用现代信息化技术，为产品和数字化制造提供优化革新手段，以全面实现卓越的工业自动化。（3）采用转分包措施升华制造能力。基于传统转分包的分散性，要求现在在具体工作时必须重视重点部分的打造，譬如燃料、环保、辅助动力之类系统级转包。

2.3优化建设服务保障体系

随着航空机电产业的深入发展，民航机电系统显然已发展为飞机液压能、电能及机械能等二次能源使用的基础。作为民用航空的配套者，机电企业只有努力提高系统级解决方案的能力，才能在这一领域获得更多参与机会和经济利益。如果幻想原地踏步就能取得较大进步，实属无稽之谈。服务保障体系的日渐成熟为民用航空机电产业的进一步发展提供了有力支撑，通过完善和优化服务保障体系，可最大化地促使航空机电事业的腾飞。通过搭建专职专业客服团队，设立快速响应机制，可以达到综合服务和统一协调的目的。

2.4把握基本与开拓创新

面对越来越严峻的行业竞争，当代民用航空机电企业必须树立多维发展观念，在坚持好基础业务持续发展的条件下积极开拓更多业务渠道。让自主研发的产品从满足国内供应到实用于国际产业链的供应，产品配套由低层次迈向中高端国际配套市场，由相对单一、初始级产品配套发展为高技术含量、高品质的配套，以此促进企业多元化全方位发展，既可以增加经济效益，又可以促进相关产业融合，增加行业和国际交流合作机会和力度。以中国航天工业航宇的民用航空座椅为例，该企业配套产品除大批量装备于南航、深航等国内航空公司的机组上，另外还为C919的座椅作配套，甚至配套产业开展了与波音737座椅供应的合作，成为波音正式座椅配套供应商。这一良好开端也加快了我国自主配套产品走向国际化的进程，为民用航空机电产业的多方位发展提供了借鉴。

2.5发展航空机电系统综合技术

机电系统的综合技术，包括公共设备管理系统、热油箱燃油热管理系统、多电飞机技术系统、子系统综合技术演示验证系统、综合飞行器能量和能量优化系统。机电系统综合技术可以大大减少电子设备的重量和体积，且对提高飞机的整体可靠性具有显著意义，更能提升飞机的维护管理水平和燃油经济性。此外，对机电系统的先进程度和可测试性也有明显提升。机电系统综合技术目前已经成为民用航空电子技术发展的必然趋势，必将深远影响未来航空航天事业的发展.

结语

作为航空机载系统的重要组成部分，机电系统是保证飞机能飞离地面所必须的关键系统单元。伴随着中国航空事业的飞速发展，机电系统越来越深入运用于各大项目，诸如国产大飞机C919、C929，新型涡桨支线飞机“新舟700”项目以及时下广受关注的公务机项目。而随着飞机全电化及多电化系统方向的加速发展，未来航空机电系统将走上以能量优化为主线的综合化发展道路，这也是对我国民用航空机电系统产业发展的方向性指导和要求。

参考文献：

[1]焦宗夏，郭生荣，李运祥，航空机电综合学科发展报告[J].航空科学技术，2014，（04）

[2]罗志会，王小平，黄纯洲，新一代飞机自适应动力与热管理系统研究[J].航空科学技术，2012，（10）