日本飛機産業開始起飛(上)
2011/11/25
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波音飛機的零件中有相當一部分來自日本企業。 |
日本飛機産業迎來了飛速發展的時期,轉捩點就是美國波音公司最新型飛機「B787」的首航。日本企業為該飛機提供了35%的機身和15%的引擎零件,技術實力再次讓全世界為之側目。另外日本時隔50年再次開發國産飛機「MRJ」(三菱支線噴射客機)。飛機上的零件約300萬個,相當於汽車的100倍,匯聚了很多耐久性和輕量化的尖端技術,對周邊産業的波及效應很大。在全球飛機市場不斷擴大的情況下,日本企業展現身手的舞臺正在擴大。
日本企業為波音787夢想供應的主要零件、材料、設備
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零件、材料、設備
(主要用途、功能)
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供應企業
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碳纖維複合材料(作為機身材料)
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東麗
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鈦合金(機體材料、保持框架的形狀)
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神戶製鋼所
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主機翼
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三菱重工業
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中央翼(作為主機翼的根部)
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富士重工業
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輪胎
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普利司通
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角度感測器
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多摩川精機
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配電裝置
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Nabtesco
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化粧間
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JAMCO
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溫水清洗馬桶
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TOTO
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娛樂系統
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松下、先鋒
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10月26日全日空在全球率先引入的「B787」1號機首次搭乘普通乘客從成田機場飛往香港。飛機剛一離開跑道,旅客們就響起了掌聲。但沉浸在慶賀氣氛中的還不僅僅是飛機艙內。
普利司通10條輪胎撐起230噸
位於東京京橋的普利司通公司總部。「這一天終於來到了」,看著電視新聞,擔任飛機輪胎事業部技術服務部門負責人的笹本宏樹笑得合不攏嘴。因為B787上安裝的10條輪胎是由普利司通獨家向波音供應的。
1萬3000米高空的氣溫為攝氏零下45度,而在著陸的瞬間,由於和地面摩擦,輪胎表面溫度又上升至250度左右。為確保安全,要求輪胎能經受住約300度的溫度驟變,以時速250~350公里起降200~400次也不會損壞。普利司通開發的「RRR(3R)」不僅超越這些要求,而且還滿足了以低燃耗為賣點的B787的輕量化要求,每條輪胎的直徑約130釐米,重約100公斤。僅10條輪胎就能支撐起B787包括乘客等在內的最大約230噸的載重。這其中秘密在於材料。
作為輪胎骨架的傳動帶採用防彈衣等使用的高強度芳綸纖維,橡膠中添加了特殊的碳增強劑。與過去的産品相比,在大小相同的情況下,重量減輕了10%,壽命也延長了10%,摩擦性能也比2004年決定向B787供貨時提高了1成。
普利司通從1936年開始進入飛機領域。目前面向全球擁有100個座位以上的噴射客機供貨,擁有4成以上市佔率,正與法國米其林輪胎爭奪世界第1的位置。除歐洲空中巴士將在2013年供貨的新型客機「A350」外,普利司通的RRR輪胎還獲得了向三菱飛機的MRJ供貨的合同。儘管飛機用輪胎在普利司通的業務中只佔很少比例,但其耐高速技術可推廣到磁懸浮列車用於緊急煞車輪胎的尖端領域。
B787是世界上第一種可在日本與歐洲等地之間實現遠距離無停靠飛行的大型客機,這樣的飛行迄今為止只有大型噴射客機(B747)才能做到。通過最大限度降低燃耗延長了飛行距離,其賴以支撐的基礎就是以輕型材料為核心的日本技術。B787的問世給全球航空公司帶來經營變革的同時,也為日本飛機産業開拓急劇擴大的全球市場帶來機遇。
日本飛機開發協會公佈的數字,全球航空旅客人數1991年~2010年間平均每年增長4.3%。隨著亞洲及新興國家的經濟增長、世界人口超過70億,今後20年的平均增長率將高達到5.1%。截止2010年,投入運營的噴射客機約1萬7700架,預計2030年這一數字將達到3萬7900架,加上現有飛機當中約1萬1000架即將退役更新,今後20年將有3萬架以上的需求。
日本企業在零件與材料加工方面受到高度評價
全世界飛機製造業的市場規模每年超過60萬億日元。其中日本企業承擔的部分在2010年度只有1.0667萬億日元,但隨著今後巨大市場的誕生,日本企業所佔比重肯定會有所提高。波音公司日本代理店雙日的高管這樣解釋,因為日本企業「在零件與材料加工方面受到高度評價,輕量化技術更是一枝獨秀」。
如果説普利司通輪胎是老産品代表,那麼東麗的碳纖維就是新産品的代表。碳纖維複合材料的比重只有鐵的四分之一,強度卻是鐵的10倍,在B787的主機翼等處被大量採用。東麗在2010財年的碳纖維銷售額為670億日元,預計到2015財年將實現倍增,達到1400億日元。
針對市場的擴大,競爭激烈的飛機産業開始出現結構變化,這也為日本企業的發展帶來機遇。近年來新開發的機型,即使小型飛機也需要數千億日元,大中型飛機更是要花上1~2萬億日元,開發週期也理所當然地要在10年以上。完全成了企業間實力的較量,此前美國麥道公司已被波音兼併,通過不斷整合,如今100座位以上的噴射客機製造商只剩下了波音與空中巴士兩家。
採購方式也發生了重大變化,過去由波音整機製造商決定所有標準,面向能按設計圖紙生産的企業直接採購零部件。近年來為降低開發費用、縮短開發週期,開始將各零部件的具體製造工作委託給由企業聯盟組成的「巨型供應商」,對主機翼、機身作為一個整體進行採購。
三菱重工等對機翼進行統一開發
為提高性能,飛機生産中「術業有專攻」的意識越來越濃,因此以技術見長的日本企業顯得越來越突出。B787的開發生産中,三菱重工與川崎重工業、富士重工業作為巨型供應商參與了飛機主體的開發,統一負責主機翼、中央翼、前機身、起落架艙等。以巨型供應商提供尖端零部件和材料樣式,由日本企業承擔整個飛機35%的開發生産。日本企業對上一代飛機B767承擔了15%的工作,對於已經進入普及期的暢銷機型B777則承擔了21%,顯示出日本企業的發展勢頭異常迅猛。 不僅是機身,就連作為飛機心臟的引擎,日本企業也開始承擔最關鍵工作。
IHI的傳動軸遙遙領先
廣島縣吳市,IHI的吳第2工廠建在曾修理過大和號戰列艦的舊海軍船塢旁,目前正以每月60根的速度生産傳動軸(旋轉軸)。傳動軸承擔著傳遞驅動力的任務,是引擎不可或缺的零部件。最近中國廠商的樣品出現在國內外展會上,希望尋機進入這一市場,對此吳第2工廠廠長木下勝彥斷言:「絕對趕不上我們」。筆直無誤地切削鋼材需要自動工具機與熟練的人工作業非常巧妙地結合,即使IHI的其他工廠也做不到這一點。
IHI生産的中型飛機引擎上使用的3米傳動軸,擁有全世界7成市佔率,遙遙領先於排名第2的挪威Norsk公司。憑藉雄厚的實力與顯赫業績,日本航空12月起接收的B787採用美國通用電氣(GE)生産的引擎,上面全部採用IHI的傳動軸。通用電氣與英國勞斯萊斯、美國普拉特惠特尼(P&W)並稱世界3大飛機引擎巨頭。
全日空比日航率先投入使用B787,這架飛機的引擎由英國勞斯萊斯生産,傳動軸為該公司內部生産。對於這一情況,IHI木下廠長透露説:「勞斯萊斯公司曾委託我們開發,但由於公司生産線緊張拒絕了他們」。 IHI正從這個教訓中研究在該工廠擴充設備。2010財年IHI的航太業務銷售額為2737億日元,該公司將加緊開拓客戶,計劃到2012財年將銷售額提高到3206億日元。
大同特殊鋼擁有全球3成份額
為上述IHI傳動軸提供大部分鋼材的就是大同特殊鋼。該公司從1985年開始參與由美國P&W公司和日本企業聯合體等共同開發的、成為全球性熱銷産品的飛機引擎「V2500」零部件製造。以此為契機,「高品質的大同」之讚譽迅速流傳。目前,在與美國愛發科(ULVAC)、法國奧柏杜瓦等競爭廠商的鏖戰中,大同特殊鋼在這一領域一直保持著全球3成市佔率。
傳動軸由於需要在從低溫到高溫的各種環境下長時間超高速運轉,從而要求鋼材具有高耐熱性和不出現變形的韌性。大同特殊鋼在主要生産基地日本澀川工廠通過電爐熔化原料後,再利用世界最大規模的再熔解設備去除可能導致龜裂等缺陷的雜質,最後完全自行完成高速鍛造機、熱處理和機械加工等全部工藝。通過這樣的一體化體制實現産品高品質。
GE和勞斯萊斯引擎的設計思想和使用材料完全不同,但都要具備應對各種情況的技術實力。飛機性能和安全方面非常關鍵的引擎所使用的零部件材料在接受GE等廠商的認定時,門檻非常高。大同特殊鋼董事高橋元説,「這一方面成為本公司提高製造水準的原動力,另一方面也成為其他競爭公司進入時的壁壘」。大同特殊鋼在包含傳動軸鋼材在內的航空宇宙業務領域,2010財年的銷售額大約40億日元,目前僅為合併銷售額的1%。不過主力産品汽車用特殊鋼在日元大幅升值引發整車廠商加速向海外轉移,從而需求可能減少的背景下,社長島尾正向公司內外宣稱,「我們將進一步拓展航空宇宙業務」。
300萬零部件的結晶,綜合實力比拼
由300萬個零部件組成的飛機是一個巨大的精密系統。即使1個零部件出現問題,那麼不論性能還是安全都將受到威脅,這是毫無疑問的。正因為如此,零部件的精度要求達到重大故障出現頻率控制在10億小時1次以下。持續追求高品質開發能力以及高效率製造能力是日本製造業看家本領。今後通向飛機市場的門戶或者將不斷向日本企業打開。
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