航空航天市場(chǎng)分析范文

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第1篇

1993年，在康迪領(lǐng)導(dǎo)波音777寬體客機(jī)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的中間階段，工程師帕特里克·沙納漢的小組完成了翼梁的設(shè)計(jì)工作，他們保存了清楚的質(zhì)量記錄，把資料制作成了圖表，并對(duì)獎(jiǎng)勵(lì)提出了申請(qǐng)。沙納漢問(wèn)小組的成員想得到什么獎(jiǎng)品，他們異口同聲地說(shuō)，“我們想要菲利普·康迪和艾倫·穆拉利（波音商用飛機(jī)公司總裁，777項(xiàng)目經(jīng)理）簽名的證書。”

但是，當(dāng)他向管理獎(jiǎng)勵(lì)項(xiàng)目的人提出要簽名證書作獎(jiǎng)品的時(shí)候，對(duì)方卻回答他說(shuō)菲利普和艾倫的級(jí)別太高，而且也太忙，沒(méi)有時(shí)間為他們的證書簽名，會(huì)有別的人在證書上簽名。不久之后，沙納漢拿到了那些證書。

沙納漢把所有的證書和他們制作的資料捆在一起，扔在了艾倫的辦公室里。不到一天時(shí)間，證書和圖表就被送了回來(lái)。康迪和穆拉利不僅在證書上簽了名，而且還給每個(gè)人都畫了一架小飛機(jī)，寫了幾句話。小組的成員都為康迪和穆拉利的舉動(dòng)感到震驚。他們中的許多人把自己的證書高高地放在家里客廳的壁爐架上。得到這兩位“巨人”的表彰真是太讓他們高興了。

波音777客機(jī)的研發(fā)成功最終成為菲利普·康迪職業(yè)生涯中的一項(xiàng)輝煌成就。這不僅是因?yàn)闄C(jī)型本身的出色——它被國(guó)泰航空公司的資深飛行員稱為WGA（意思是世界上最棒的飛機(jī)“World‘s Greatest Airplane”），而且在研發(fā)過(guò)程中，康迪借鑒福特汽車公司的管理觀念，創(chuàng)造了開拓性的“攜手合作”理念(Working Together)，即將客戶、供應(yīng)商和雇員三者集中起來(lái)組成設(shè)計(jì)/制造小組，共同參與項(xiàng)目開發(fā)。這使康迪領(lǐng)導(dǎo)的波音777“攜手合作”小組在航空領(lǐng)域贏得了眾多獎(jiǎng)項(xiàng)，其中包括頗具威望的“科里爾”獎(jiǎng)(Collier Award)。

菲利普·康迪的管理和運(yùn)營(yíng)公司的才能與他在純專業(yè)領(lǐng)域的成就——還包括幾本民用飛機(jī)技術(shù)的專著和一項(xiàng)被稱為“帆翼”的靈活性機(jī)翼專利技術(shù)——相比有過(guò)之而無(wú)不及。在1990年代后期，他領(lǐng)導(dǎo)波音公司進(jìn)行了一系列著名的合并和收購(gòu)：收購(gòu)羅克韋爾航空航天公司(Rockwell Aerospace)，與麥道公司合并，隨后又收購(gòu)休斯電子(Hughes Electronics)的航天與通信公司，從而使波音在商業(yè)飛機(jī)、防務(wù)、航天和通信諸領(lǐng)域具備了強(qiáng)大的實(shí)力。在它的領(lǐng)導(dǎo)下，波音公司已成為全球最大的航空航天企業(yè): 它是全球最大的衛(wèi)星和民用飛機(jī)制造商；防務(wù)、人類太空飛行和運(yùn)載火箭發(fā)射領(lǐng)域的全球市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者。

然而，現(xiàn)在的時(shí)間是2003年。人們不用航空業(yè)專家的指點(diǎn)，也能明確地感受到商業(yè)航空正在經(jīng)歷的痛苦而深刻的打擊。恐怖襲擊、地區(qū)性政治沖突、SARS和疲憊的全球經(jīng)濟(jì)使商業(yè)航空一蹶不振。大概沒(méi)有人比菲利普·康迪對(duì)這一切體會(huì)更深了。 西雅圖夜未眠

在萊特兄弟實(shí)現(xiàn)人類歷史上首次自主操縱飛行后的6年，1909年的第一屆巴黎航展帶給了人們對(duì)于載人飛行的無(wú)限美好希望。在那之后，似乎從沒(méi)有什么能夠阻止人們對(duì)于商業(yè)航空的樂(lè)觀期許。

但是，今年的第45屆巴黎航展上，樂(lè)觀的情緒明顯沉寂下來(lái)。人們有了太多的理由遠(yuǎn)離空中飛行。在短時(shí)間內(nèi)——至少在2005年之前，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為——飛機(jī)制造商和航空公司也看不到情況好轉(zhuǎn)的跡象。艾倫·穆拉利沮喪地承認(rèn)，在他33年的職業(yè)生涯中還從來(lái)沒(méi)遇到過(guò)如此糟糕的情況。

對(duì)于波音來(lái)說(shuō)，最直接的影響就是飛機(jī)訂購(gòu)數(shù)量的銳減。上屆巴黎航展中簽下的訂單數(shù)總額達(dá)到440億歐元，而今年只有320億歐元（其中波音最強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手空中客車一家就拿下了170億歐元的訂單）。在上屆巴黎航展舉行的2001年，波音售出的民用飛機(jī)達(dá)到527架，而今年預(yù)計(jì)只有280架左右。

今年的航展可能標(biāo)志了波音在商業(yè)航空領(lǐng)域與空中客車艱苦角力的一個(gè)痛苦轉(zhuǎn)折點(diǎn)：波音將不再是它一直充當(dāng)?shù)膶掦w客機(jī)競(jìng)爭(zhēng)中的勝利者角色，而寬體客機(jī)業(yè)績(jī)是飛機(jī)制造商實(shí)力的關(guān)鍵指標(biāo)。在過(guò)去的幾年中，即使空中客車曾經(jīng)在中小型客機(jī)的銷量上勝出，波音也總是大型機(jī)戰(zhàn)場(chǎng)上的贏家。而現(xiàn)在，康迪和他位于美國(guó)西雅圖總部的管理層可能要因此度過(guò)許多不眠之夜了。

看一下數(shù)字吧：到6月中旬為止，波音得到的飛機(jī)訂單數(shù)量是92架，總價(jià)值82億美元，而它的對(duì)手空中客車則拿到了161架、267億美元！如果下半年這樣的勢(shì)頭得到維持，空中客車將連續(xù)三年戰(zhàn)勝波音——不僅在訂單數(shù)量、而且在獲利更豐的寬體客機(jī)業(yè)務(wù)上。空中客車的CEO諾爾·弗加德(Noel Forgeard)得意地說(shuō)，“我們已經(jīng)在被波音認(rèn)為是自己根據(jù)地的領(lǐng)域占據(jù)了領(lǐng)導(dǎo)地位。”仿佛是為了證實(shí)弗加德的話，在今年的巴黎航展上，阿聯(lián)酋航空一舉訂購(gòu)了空中客車41架客機(jī)，總價(jià)值125億美元——所有的訂貨全是大型寬體機(jī)，包括21架超巨型機(jī)A380，18架A340-600s增程寬體機(jī)和2架A340-500s。阿聯(lián)酋航空的主席謝赫·艾哈邁德說(shuō)，“我們看中的是空客A340飛機(jī)極大的靈活性，它可以適應(yīng)任何一種航線。而A380則提供了強(qiáng)大的運(yùn)載能力，同時(shí)價(jià)格也讓我們興奮。” 硬幣的另一面

如果這一切發(fā)生在10年前，波音受到的打擊可能會(huì)是災(zāi)難性的。但是現(xiàn)在，幸運(yùn)的是，波音已經(jīng)不再過(guò)分依賴它在民用飛機(jī)業(yè)務(wù)中的收益了。在1990年代后期菲利普·康迪主持收購(gòu)了羅克韋爾航空航天公司和休斯航天與通信公司之后，民用飛機(jī)業(yè)務(wù)在波音的總收入中已經(jīng)從80%逐漸下降到了一半左右，與此同時(shí)，波音的防務(wù)、航天和通信業(yè)務(wù)則在穩(wěn)步增長(zhǎng)。在剛剛過(guò)去的6月，美國(guó)國(guó)防部與波音公司簽訂了價(jià)值160億美元的協(xié)議，租借100架特別改裝的767型噴氣機(jī)，用作空中加油機(jī)。摩根士丹利的分析師海迪·伍德在一份報(bào)告中指出，這100架飛機(jī)會(huì)給波音帶來(lái)總額達(dá)16億至23億美元的運(yùn)營(yíng)利潤(rùn)，相當(dāng)于向商業(yè)客戶銷售830至1033架波音737飛機(jī)所獲的總利潤(rùn)。

而波音的空中互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)Connexion也在不斷帶來(lái)新的收入。這項(xiàng)可以為航空旅客提供寬帶互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)的業(yè)務(wù)在2001年底正式獲得了美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)的許可，而英國(guó)航空、德國(guó)漢莎航空和日本航空也都已經(jīng)開始使用波音的Connexion。目前，Connexion已經(jīng)可提供接收和發(fā)送帶寬分別為5Mbs和1.5Mbs的雙向數(shù)據(jù)服務(wù)，并按時(shí)段進(jìn)行統(tǒng)一收費(fèi)，在每7至8小時(shí)的飛行時(shí)段內(nèi)25至30美元。市場(chǎng)分析家預(yù)測(cè)，今后10年，這項(xiàng)業(yè)務(wù)的收入約為700億美元。在通信領(lǐng)域，波音另一項(xiàng)更為大膽的計(jì)劃是向政府提供由衛(wèi)星支持的空中交通管理服務(wù)。這一領(lǐng)域的收獲，無(wú)疑得益于波音對(duì)休斯航天和通信公司的收購(gòu)。

當(dāng)然，波音并不會(huì)對(duì)民航市場(chǎng)上的挫折毫不在意。針對(duì)空中客車的挑戰(zhàn)和民用航空業(yè)當(dāng)前的困境，波音正全力打造一款“超效客機(jī)”波音7E7（其中的E代表效率efficiency）。波音公司說(shuō)，由于使用了合成材料機(jī)身和其他它進(jìn)技術(shù)，這款新型飛機(jī)將達(dá)到前所未有的燃油效率，并因此具有出色的環(huán)保性能和低廉的維護(hù)費(fèi)用。同其它任何寬體飛機(jī)相比，7E7可以節(jié)省15%至20%的燃油。目前，波音的研發(fā)團(tuán)隊(duì)正在西雅圖附近的埃弗雷特工廠加緊研發(fā)這款飛機(jī)，并預(yù)期在2008年投入運(yùn)營(yíng)。它也許會(huì)在民航市場(chǎng)為波音帶來(lái)轉(zhuǎn)機(jī)。 波音式的膽略

早在1997年，康迪就開始為波音把業(yè)務(wù)和資本過(guò)于集中在民用航空領(lǐng)域所可能帶來(lái)的災(zāi)難性后果未雨綢繆了。民用航空市場(chǎng)是一個(gè)周期性很強(qiáng)的市場(chǎng)。如果那時(shí)波音只滿足于在軍用航空航天領(lǐng)域當(dāng)一個(gè)小玩鬧，而把大量的精力用在民用航空上，康迪回憶說(shuō)，“那會(huì)意味著我們只能隨著商業(yè)飛機(jī)的周期漲落和競(jìng)爭(zhēng)者的加入而陷于被動(dòng)。”

1990年代初期，隨著冷戰(zhàn)的終結(jié)，美國(guó)的軍費(fèi)開支開始大幅削減，國(guó)防部的意愿使為軍方提供武器裝備的防務(wù)公司從32家銳減到9家，從而引發(fā)了防務(wù)公司的大規(guī)模合并。在這一合并浪潮中，為了增強(qiáng)波音在防務(wù)市場(chǎng)中的實(shí)力，康迪也逐漸構(gòu)思出一項(xiàng)大膽的購(gòu)并計(jì)劃：通過(guò)對(duì)羅克韋爾和麥道的收購(gòu)，打造出全球最大的航空航天集團(tuán)。1996年，美國(guó)國(guó)防部開發(fā)聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機(jī)(JSF)的計(jì)劃為康迪的構(gòu)想起到了催化作用。這項(xiàng)有史以來(lái)數(shù)額最大的招標(biāo)項(xiàng)目將為贏家?guī)?lái)3000億美元的天價(jià)合同。當(dāng)時(shí)已經(jīng)在走下坡路的老牌戰(zhàn)斗機(jī)制造企業(yè)麥道公司沒(méi)能進(jìn)入最后一輪招標(biāo)，決賽者是波音和洛克希德·馬丁(Lockheed Martin)。而波音公司開發(fā)的JSF驗(yàn)證機(jī)令軍方感興趣的，則是它利用民用飛機(jī)制造技術(shù)所帶來(lái)的成本優(yōu)勢(shì)。

在JSF競(jìng)標(biāo)中的落選，對(duì)麥道來(lái)說(shuō)意味著它在航空防務(wù)領(lǐng)域中的全面失落。盡管招標(biāo)的最后結(jié)果也令波音失望，但這次競(jìng)爭(zhēng)的間接后果便是促成了波音對(duì)麥道的并購(gòu)。1996年8月，在敲定收購(gòu)羅克韋爾一事之后，康迪打電話給他20多年的老友，麥道公司老板哈里·斯通塞福爾(Harry Stonecipher)，約他在西雅圖的四季酒店再次商談與麥道合并。這一次，康迪得償所愿。

經(jīng)過(guò)繁瑣的監(jiān)管和調(diào)查，波音-麥道涉及金額160億美元的并購(gòu)終于在1997年8月越過(guò)了美國(guó)和歐洲眾多的政策限制得以完成。在國(guó)防部的授意下，完成一系列并購(gòu)后的波音重組為兩大部門：信息航天和防務(wù)體系及波音商用飛機(jī)集團(tuán)。

新波音幾乎立即開始遭遇的麻煩，從某種程度上證明了康迪的預(yù)見(jiàn)性：民用航空市場(chǎng)進(jìn)入低落期，而競(jìng)爭(zhēng)者空中客車則不遺余力地積極爭(zhēng)奪市場(chǎng)。

在與空中客車?yán)p斗于民用航空市場(chǎng)的同時(shí)，康迪決定進(jìn)一步推進(jìn)波音公司業(yè)務(wù)多元化。1998年，波音決定拋棄自身防務(wù)-商業(yè)的二元簡(jiǎn)單劃分，另外成立一個(gè)部門致力開拓航天和通信市場(chǎng)，以充分發(fā)揮從對(duì)休斯公司收購(gòu)中獲得的實(shí)力。波音從此成為一家在多元市場(chǎng)中擁有客戶的公司。這些市場(chǎng)各有不同的要求和規(guī)律，而康迪的洞察力使他認(rèn)識(shí)到這些多元化業(yè)務(wù)所具有的相對(duì)統(tǒng)一的內(nèi)核，即航空航天技術(shù)，并因此決定通過(guò)一個(gè)總體的研發(fā)部門——鬼怪工程部(Phantom Works)把這些業(yè)務(wù)整合起來(lái)。事實(shí)證明，康迪的運(yùn)籌是富有成效的，波音因此具有了高度的彈性和技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)地位。

康迪的過(guò)人膽略和洞察力也許不僅僅是屬于他個(gè)人的，在某種程度上，它是波音公司的標(biāo)志。1952年，當(dāng)波音還是一家主要為軍方生產(chǎn)轟炸機(jī)的企業(yè)時(shí)，當(dāng)時(shí)的董事長(zhǎng)艾倫就萌生出一個(gè)被詹姆斯·柯林斯稱之為“膽大包天”的目標(biāo)：生產(chǎn)大型民用噴氣機(jī)。盡管當(dāng)時(shí)的航空公司反應(yīng)冷漠，波音仍然決定拿出幾乎相當(dāng)于公司市值四分之一的經(jīng)費(fèi)研發(fā)民用噴氣機(jī)。歷史證明，波音憑借其膽大包天的遠(yuǎn)見(jiàn)成就了卓越公司的地位，這種遠(yuǎn)見(jiàn)也并不意外地在康迪身上得以延續(xù)。 全球化

在過(guò)去的兩年，波音在致力于多元化的同時(shí)，也終于開始認(rèn)真考慮全球化發(fā)展戰(zhàn)略了。而在此之前，它的工廠幾乎全部集中在西雅圖的周邊，《華爾街日?qǐng)?bào)》的文章也說(shuō)，“這家美國(guó)航空巨頭在全世界賣飛機(jī)的歷史雖然已經(jīng)有幾十年了，但卻始終把掙的錢拿回美國(guó)，而不愿結(jié)交國(guó)際伙伴。”

1999年，在波音董事會(huì)的歐洲之行后，康迪意識(shí)到，其他國(guó)家所做出的決策影響到波音的市場(chǎng)、稅收結(jié)構(gòu)和在那里開展業(yè)務(wù)的能力。他決定在波音設(shè)立國(guó)際關(guān)系副總裁一職，從而試圖與波音的客戶國(guó)家建立起更深層次的商業(yè)關(guān)系。康迪說(shuō)，現(xiàn)任國(guó)際關(guān)系副總裁、前外交官托馬斯·皮克林的團(tuán)隊(duì)是波音在世界各地的眼睛和耳朵。皮克林甚至在空中客車的大本營(yíng)法國(guó)設(shè)立了一個(gè)機(jī)構(gòu)，它的任務(wù)是“閑聊、挖掘潛在市場(chǎng)信息、與當(dāng)?shù)睾献骰锇閷で笊鈾C(jī)會(huì)”，以及通過(guò)皮克林的政治影響力促成飛機(jī)交易。

現(xiàn)在，波音努力在全球發(fā)展新投資和生意。例如，他在印度建立了類似在俄羅斯的工程業(yè)務(wù)。波音俄羅斯公司雇用了250名當(dāng)?shù)毓こ處煟麄兠刻靸砂嘀乒ぷ鳎剿畡t遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國(guó)的工程師。俄羅斯工程師從事俄羅斯國(guó)內(nèi)的工程項(xiàng)目，通過(guò)電子方式在俄羅斯和美國(guó)之間傳輸資料。這種安排給波音帶來(lái)了數(shù)百萬(wàn)美元的收益。向外界證明成功的道路可能是充滿艱辛的。皮克林說(shuō)他的手下的工作成績(jī)不是以銷售業(yè)績(jī)或市場(chǎng)占有率來(lái)衡量，而是以當(dāng)?shù)貥I(yè)務(wù)帶給波音公司的價(jià)值來(lái)衡量的。

全球化和多元化結(jié)出的果實(shí)，也許正是波音在不景氣的環(huán)境中屹立不倒的關(guān)鍵動(dòng)力。當(dāng)戰(zhàn)爭(zhēng)和沖突給波音的民用航空部門造成傷害的時(shí)候，它的防務(wù)業(yè)務(wù)卻能相應(yīng)地從中獲益。反之亦然。假設(shè)你是1952年波音公司管理層的一員，你的工程師有個(gè)構(gòu)想，想制造一種較大的民航飛機(jī)，但是這意味著公司將耗費(fèi)過(guò)去5年平均稅后純利潤(rùn)的3倍，而且你的公司正在經(jīng)歷大規(guī)模裁員的痛苦，你的潛在客戶——?dú)W洲和美國(guó)的航空公司也已經(jīng)明確表示沒(méi)有任何興趣——面對(duì)這樣的困境，你該怎么辦？

波音公司當(dāng)時(shí)的董事長(zhǎng)艾倫的選擇是，“即使是耗費(fèi)整個(gè)公司的資源也要把這種民用飛機(jī)造出來(lái)”，毫無(wú)疑問(wèn)，他押對(duì)了寶，在隨后的日子里，波音不僅制造出707、727、737、747等系列飛機(jī)，把世界帶入了噴氣機(jī)時(shí)代，而且打敗了麥道公司，成為民航領(lǐng)域的霸主。

歷史總是驚人的相似，半個(gè)世紀(jì)后的今天，波音公司再次面臨新的難題——“9·11”事件已經(jīng)嚴(yán)重挫傷了全球航空業(yè)，至今沒(méi)有復(fù)蘇的跡象，公司也因此裁員6500人，而且主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手歐洲的空中客車，正在蠶食本來(lái)就已經(jīng)萎縮的市場(chǎng)。波音公司不得不再次豪賭，把寶押到正在研發(fā)的“7E7夢(mèng)想飛機(jī)”身上，這一次他們的計(jì)劃依然能夠成功嗎？讓我們聽聽波音現(xiàn)在的董事長(zhǎng)兼CEO菲利浦·康迪(Philip Condit)，波音公司是如何說(shuō)的。 市場(chǎng)前景

現(xiàn)在就我了解的情況而言，我對(duì)波音7E7夢(mèng)想飛機(jī)未來(lái)市場(chǎng)的前景非常興奮。根據(jù)市場(chǎng)分析，也根據(jù)乘客對(duì)飛機(jī)的喜好程度，我們認(rèn)為，波音7E7擁有巨大的市場(chǎng)潛力。最主要的原因是，如果航空乘客可以選擇的話，他們總是愿意能夠不經(jīng)停地直達(dá)目的地，而不是在一個(gè)他們不愿意去的地方做轉(zhuǎn)機(jī)。

這一事實(shí)決定了，未來(lái)市場(chǎng)將更歡迎尺寸適中的，性能更出色的飛機(jī)，而不是簡(jiǎn)單的大型飛機(jī)。事實(shí)上，在過(guò)去20年間，飛機(jī)的平均尺寸在逐漸減小。尺寸適中的飛機(jī)很明顯將具有更高的靈活性，因?yàn)檫@些尺寸適中的飛機(jī)有更多的直飛航線，可以高效地飛短程航線。而大飛機(jī)則會(huì)受到各種因素的限制，主要飛特定的航線。

而且，還有一個(gè)非常重要的現(xiàn)象，就是在現(xiàn)在美國(guó)和歐洲的一些航空公司正面臨困境的時(shí)候，那些還仍然盈利的航空公司，正是那些使用的全部是尺寸較小飛機(jī)的低成本航空公司，因?yàn)樗麄兊倪\(yùn)營(yíng)成本更低，效率更高。

當(dāng)然，衡量一種機(jī)型成功與否通常需要20年、30年、甚至40年的時(shí)間，而不是在飛機(jī)研發(fā)的最初階段就能夠下定論的，時(shí)間會(huì)告訴我們最后的答案，但是我堅(jiān)信波音的戰(zhàn)略是正確的。

我們?cè)诓ㄒ?E7的研發(fā)中，也考慮了研發(fā)大型飛機(jī)的可能性，然后我們把它拿到市場(chǎng)去了解有關(guān)的反饋意見(jiàn)。我們了解的情況是: 市場(chǎng)上對(duì)大型飛機(jī)雖然有需求，但需求并不大。同時(shí)，我們也考慮是否要研發(fā)飛行速度更快的音速巡航機(jī)項(xiàng)目，我們也把它拿到市場(chǎng)上了解情況，航空公司的反映是當(dāng)然希望飛機(jī)飛得更快，但是更加希望飛機(jī)能夠飛的更加經(jīng)濟(jì)高效。

因此，我們的應(yīng)用技術(shù)研發(fā)并不完全集中關(guān)注速度，而是更多地關(guān)注飛機(jī)油耗的經(jīng)濟(jì)性和飛機(jī)性能。我們會(huì)繼續(xù)完善波音7E7的設(shè)計(jì)計(jì)劃，而且還會(huì)不斷與全球各地的航空公司進(jìn)行溝通、合作。這些過(guò)程最終的結(jié)果是確保我們研發(fā)的飛機(jī)具有出色的性能，并能滿足航空公司對(duì)運(yùn)輸?shù)男枨蟆?/p>

最后我們還會(huì)圍繞飛機(jī)的研發(fā)，形成一個(gè)商業(yè)分析報(bào)告。預(yù)計(jì)在今年年底之前，我們會(huì)把報(bào)告提交給波音董事會(huì)。如果董事會(huì)批準(zhǔn)了這一報(bào)告，波音將得到授權(quán)，開始向各個(gè)航空公司銷售。根據(jù)各航空公司對(duì)波音7E7的反映，最終波音董事會(huì)會(huì)做出決定，根據(jù)市場(chǎng)對(duì)波音7E7飛機(jī)所表示興趣的濃厚程度，決定是否投入生產(chǎn)制造。

第2篇

關(guān)鍵詞：碳纖維及復(fù)合材料；特性；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TQ342+.74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

碳纖維是一種新型非金屬材料。碳纖維既可作為結(jié)構(gòu)材料承載負(fù)荷，又可作為功能材料碳纖維主要是由碳元素組成的一種特殊纖維，其含碳量隨種類不同而異，一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度。碳纖維比重小，因此有很高的比強(qiáng)度。近年來(lái)，在航天、航空、汽車、環(huán)境工程、化工、能源、交通、建筑、電子、運(yùn)動(dòng)器材等眾多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

1碳纖維及復(fù)合材料的產(chǎn)品形式

碳纖維材料的產(chǎn)品有四種形式：絲束、布料、預(yù)浸料坯和短纖維。布料是有碳纖維制成的織物。預(yù)浸料坯是將碳纖維按照一個(gè)方向一致排列，并將碳纖維或布料用樹脂浸泡使其轉(zhuǎn)化成片狀。碳纖維的主要用途是與塑料、金屬、陶瓷等基體復(fù)合，制成碳纖維復(fù)合材料。根據(jù)用途不同，按照不同的配比，將不同的碳纖維產(chǎn)品和樹脂一起應(yīng)用將形成碳纖維強(qiáng)化塑料，其加工方法有纏繞成型法、樹脂轉(zhuǎn)注成型法（RTM）、薄片纏繞法。碳纖維與最合適的樹脂及預(yù)制工藝的結(jié)合使得碳纖維的應(yīng)用更加具有吸引力。

2碳纖維的特性

碳纖維與鉆石一樣，是主要由碳元素組成，具有以下特性：輕質(zhì)高強(qiáng)，其比重為鐵的四分之一，強(qiáng)度為鐵的10倍，尤其是高彈模量碳纖維，其抗拉強(qiáng)度比鋼材大68倍，彈性模量比鋼材大1.8~2.6倍，如日本東麗已開發(fā)出高強(qiáng)型T1000系列碳纖維，其抗拉模量為295GPa，拉伸強(qiáng)度達(dá)7.05 GPa，而高強(qiáng)高模量M5J型碳纖維，抗拉模量達(dá)640 GPa，化學(xué)性能非常穩(wěn)定，耐高溫和低溫以及耐腐蝕性高，在600℃高溫下其性能保持不變，在-180℃低溫下仍很柔軟，不與惡劣環(huán)境下酸、堿、鹽發(fā)生腐蝕性反應(yīng)；可加工性能好。例如：由于碳纖維布質(zhì)輕又可折彎，可適應(yīng)不同構(gòu)件形狀，成型很方便，可根據(jù)受力需要粘粘若干層，而且施工時(shí)不需要大型設(shè)備，也不需要采用臨時(shí)固定，對(duì)原結(jié)構(gòu)無(wú)新的損傷。此外，碳纖維的其他特性還包括高強(qiáng)度的X穿透性、高抗熱性、導(dǎo)電性及抗腐蝕性能等。

3碳纖維材料的應(yīng)用

3.1航空航天領(lǐng)域

由于碳纖維性能優(yōu)越，其復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、設(shè)計(jì)性好、結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定、抗疲勞斷裂性好和可大面積整體成型，以及特殊的電磁性能和吸波隱身的特點(diǎn)，鑒于其在工業(yè)化生產(chǎn)初期，成本非常高的高科技航空航天及軍事領(lǐng)域，如用于生產(chǎn)軍用、民用飛機(jī)以及戰(zhàn)略導(dǎo)彈和運(yùn)載火箭等。在航空領(lǐng)域，碳纖維用于包括水平和垂直機(jī)尾，地板梁等材料，它們被稱為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)材料，除了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)材料外，碳纖維還用于副翼、螺旋槳、升降機(jī)、引擎和其他部件。在20世紀(jì)80年代早期，碳纖維作為結(jié)構(gòu)材料開始被廣泛的用在客機(jī)和航空飛行器，80年代中期，歐洲空客公司開始將碳纖維增強(qiáng)塑料（CFRP）作為首要的結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用在它們的飛機(jī)上。2005年隨著新型空中客機(jī)A350和波音787科技Dreamliner(也被稱之為7E7)的投產(chǎn)，給碳纖維工業(yè)產(chǎn)生顯著的推進(jìn)作用。空中客機(jī)A350中復(fù)合材料用量已接近總質(zhì)量40%，波音787的機(jī)翼和機(jī)身上使用的復(fù)合材料超過(guò)了50%。

碳纖維也大量用于航天器的制造材料，如在人造衛(wèi)星中它們被用作構(gòu)建、太陽(yáng)能板、天線和其他部件等。

3.2 土木建筑領(lǐng)域

20世紀(jì)80年代末90年代初在發(fā)達(dá)國(guó)家興起了一種以碳纖維布加固修復(fù)鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)。我國(guó)從20世紀(jì)90年代也開始研究和應(yīng)用，現(xiàn)在已經(jīng)取得一定的研究成果。例如，位于深圳市建設(shè)路的博悅大廈，主體由ABC三棟建筑物構(gòu)成。AB兩棟為寫字樓，C棟為酒店式公寓，由于深圳地區(qū)抗震設(shè)防烈度由原來(lái)的6度提高到了7度，造成原設(shè)計(jì)的主樓框支梁上部分樓層剪力墻水平鋼筋配比率低于現(xiàn)行抗震規(guī)范要求，因此，決定采用剪力墻表面粘貼碳纖維進(jìn)行加固處理。施工流程與現(xiàn)場(chǎng)施工方法為：混凝土基底修補(bǔ)、打磨處理涂底層HCJ碳纖維膠粘結(jié)劑用HCJ碳纖維進(jìn)行殘缺修補(bǔ)粘貼第一層碳纖維片粘貼地二層碳纖維片表面涂裝養(yǎng)護(hù)完工驗(yàn)收，整個(gè)工期僅用了2周的時(shí)間。

碳纖維補(bǔ)強(qiáng)建筑的研究已經(jīng)較為成熟，主要研究領(lǐng)域包括四方面的內(nèi)容：抗彎加固、抗剪加固、碳纖維與混凝土界面粘結(jié)性能和抗震性能研究等。目前，我國(guó)建國(guó)初期的一些大型建筑已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)需要大力修繕和補(bǔ)強(qiáng)的時(shí)期。此外，我國(guó)擁有眾多的名勝古跡，對(duì)于它們的保護(hù)、修繕也需要性能優(yōu)異的碳纖維材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。阻礙碳纖維在建筑物補(bǔ)強(qiáng)中應(yīng)用的主要因素是成本問(wèn)題。隨著碳纖維產(chǎn)能的不斷擴(kuò)大，成本逐漸降低，加之碳纖維施工技術(shù)的不斷完善，相信建筑補(bǔ)強(qiáng)用碳纖維材料將出現(xiàn)快速增長(zhǎng)。

碳纖維補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，不需要增加螺栓和鉚釘固定，對(duì)原混凝土結(jié)構(gòu)擾動(dòng)小，施工工藝簡(jiǎn)便。作為材料，它們正在替代金屬和混凝土來(lái)滿足環(huán)境、安全和能源要求，在土木工程和建筑領(lǐng)域的需求正在呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。

在鐵路建筑中，大型的頂部系統(tǒng)和隔音墻在未來(lái)會(huì)有很好的應(yīng)用，這些，也見(jiàn)識(shí)很有前景的應(yīng)用。

3.3體育運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域

碳纖維在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域的三個(gè)主要用途是用于高爾夫球棒、釣魚竿和網(wǎng)球拍框架材料。

目前，據(jù)估計(jì)每年的高爾夫棒球的產(chǎn)量為3400萬(wàn)副，按照國(guó)家和地區(qū)分類，美國(guó)和日本高爾夫球棒的主要消費(fèi)地，占80%以上。全世界碳纖維釣魚竿的產(chǎn)量約為每年2000萬(wàn)副，網(wǎng)球拍框架的市場(chǎng)容量約為每年600萬(wàn)副。其他的體育項(xiàng)目應(yīng)用還包括冰球棍、滑雪杖、射箭和自行車，同時(shí)碳纖維還應(yīng)用在劃船、賽艇、沖浪和其他海洋運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中。

體育休閑用品是應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料的一個(gè)極重要領(lǐng)域，2003年和2004年世界碳纖維總消耗量分別為19210噸和20680噸，而用于體育休閑用品的碳纖維都超過(guò)5000噸，占世界碳纖維總消耗量的25%左右。而碳纖維復(fù)合材料高爾夫球桿（簡(jiǎn)稱碳纖維高爾夫球桿）又是體育休閑用品中應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料最主要的產(chǎn)品，占應(yīng)用于體育休閑用品碳纖維總量的50%左右，世界碳纖維總消耗量中月有12.5%左右用于生產(chǎn)制造高爾夫球桿。

3.4能源開發(fā)領(lǐng)域

隨著人類環(huán)保意識(shí)的提高，大型風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)正在迅速興起。葉片式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有效不活風(fēng)能的關(guān)鍵部件。在發(fā)電機(jī)功率確定的條件下，葉片的材料越輕、剛度和強(qiáng)度越高，葉片抵御荷載的能力就越強(qiáng)，葉片就可以做的越大，它的捕風(fēng)能力也就越強(qiáng)。因此，輕質(zhì)高強(qiáng)、耐久性好的玻璃纖維和碳纖維混雜復(fù)合材料結(jié)構(gòu)成為目前大型風(fēng)力發(fā)電葉片的首選。尤其是在翼緣等對(duì)材料強(qiáng)度和剛度要求的部位應(yīng)使用碳纖維作為增強(qiáng)材料，不僅可提高葉片的承載能力，也可因碳纖維具有導(dǎo)電性而有效避免雷擊對(duì)葉片造成的損傷。

4 碳纖維的應(yīng)用前景展望

碳纖維屬于高新技術(shù)、高附加值產(chǎn)品，具有其他材料部可比擬的優(yōu)異性能，自商品化以來(lái)，應(yīng)用范圍已從最初的航空航天、軍事部門逐漸向民用領(lǐng)域滲透，目前已擴(kuò)展到整個(gè)工業(yè)與民用的多種領(lǐng)域，隨著應(yīng)用研究的不斷深入，特別是在民用方面仍將繼續(xù)拓寬應(yīng)用領(lǐng)域。據(jù)國(guó)外預(yù)測(cè)碳纖維除了在航空航天以及體育用品進(jìn)一步應(yīng)用外，近年內(nèi)包括土木建筑、交通運(yùn)輸、汽車能源等領(lǐng)域?qū)?huì)大規(guī)模采用工業(yè)級(jí)碳纖維，具有廣泛的用途和良好的發(fā)展前景。預(yù)計(jì)2010年需求量將達(dá)到3.2萬(wàn)t/a，全球碳纖維的供給與需求將出現(xiàn)緊張局面。

我國(guó)PAN基碳纖維材料加工業(yè)已初具規(guī)模，有一定的技術(shù)基礎(chǔ)和市場(chǎng)開發(fā)能力，市場(chǎng)需求比較旺盛，但碳纖維的生產(chǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求。此外，考慮到我國(guó)碳纖維的應(yīng)用還在不斷發(fā)展，許多用途還有待于開發(fā)，如電子設(shè)備套殼、集裝箱、醫(yī)療器械、深海勘探和新能源的開發(fā)等方面都件事我國(guó)碳纖維未來(lái)的潛在消費(fèi)市場(chǎng)，對(duì)碳纖維的需求量將更大，因此，未來(lái)我國(guó)碳纖維的市場(chǎng)需求前景廣闊，潛力較大。

參 考 文 獻(xiàn)

第3篇

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