1、版权声明版权声明本白皮书版权属于中国航空工业集团有限公司，并受法律保护。白皮书中引用的政府文件及关联机构资料，各自版权归原单位所有。转载、摘编或利用其它方式使用本白皮书文字或者观点的，应注明“来源：中国航空工业集团有限公司”。违反上述声明者，其行为将在法律许可的范围内受到法律责任的追究。航空复合材料产业发展白皮书目目录录摘要.1 1引言.1 1一 定义与分类.3 3二、发展综述.4 4（一）发展现状.4（二）发展趋势.6三、发展定位、目标与原则.7（一）发展定位.7（二）发展目标.7（三）发展原则.7四、发展重点.8（一）大幅提升航空复合材料技术创新能力.8（二）推进航空复合材料数字化、智能化

2、建设.9（三）完善航空复合材料评价管理体系.10（四）建设国际一流的航空复合材料“优良中心”.10（五）发挥航空技术引领和产业溢出效应.10五、保障措施.10（一）长远谋划前瞻性战略性布局.11（二）着力推进产学研用深度融合.11（三）加快建设高水平航空复合材料人才队伍.11（四）加强国际交流与合作.11结束语.12航空复合材料产业发展白皮书1摘摘要要全球航空产业经过近百年的发展，飞机机体材料已发展至第 5 阶段，21 世纪以来，军、民用飞机开始大量使用复合材料结构，随着航空复合材料技术的进步，民机用复合材料结构占比达到 30-50%，军机用复合材料占比也大幅提升。中国航空工业集团有限公司（以

3、下简称“航空工业集团”）作为我国航空工业的骨干企业，从 20 世纪 70 年代开始，始终致力于航空复合材料研发、生产和应用，引领和带动我国碳纤维等关键材料的研发和航空复合材料产业的发展，技术发展与产品应用已取得重大进展，受到世界瞩目。先进复合材料对航空装备的现代化起着十分关键的支撑作用，今后一个相当长的历史时期里，航空复合材料将继续保持最富研究潜力结构材料的地位，并带动整个工业，特别是航空工业技术的进步。航空复合材料产业市场前景广阔，本白皮书是基于航空工业集团的发展蓝图，着眼于国家、行业的发展需求，支持和维护航空复合材料产业链供应链发展与稳定，以航空复合材料技术中心为技术创新平台，寻求更大范围

4、、更宽领域、更深层次的开放合作。通过聚集行业各界优势资源，大力发展减重效果更好，耐更高温，更高强度，更高韧性，绿色可回收，以及光、电、声、热、磁等多功能结构一体化等先进航空复合材料技术、产业及配套保障体系，着力提升产业协同效率，推动产业数字化智能化转型升级，打造国际一流的航空复合材料“优良中心”，并辐射至上下游产业链和其他航空复合材料产业发展白皮书2工业应用领域。发挥中国航空工业集团引领支撑和业内各界协作配套作用，构建更高质量、更有效率、更加公平、更可持续的新发展格局，形成国内航空复合材料行业有序竞争、互利合作的良好生态圈，融入国际产业链。航空复合材料产业发展白皮书1引引言言随着材料科学的进步

5、，复合材料作为新一代航空材料应运而生。复合材料具有轻质、高强、高模等优点，容易实现大型整体构件制造，可以使飞机在维持强度不变的前提下大幅度减重。复合材料构件具有材料、结构、制造一体化的特征，大幅度减少零部件和连接件数量，提高可靠性。复合材料已成为飞机结构的主要材料之一，其用量成为衡量航空飞行器先进性的重要指标之一。我国航空复合材料技术始于 20 世纪 70 年代，在航空装备研制需求的牵引下，航空工业部门组织相关复合材料研制，开启了我国航空复合材料发展历程，初步建立了复合材料专业的基础；20 世纪 80 年代起以碳纤维复合材料为标志，开展原材料（含树脂基体和增强纤维）、结构设计、制造工艺、连接装

6、配、检测等关键技术研究，并在航空产品上得到初步应用，带动了复合材料专业技术的全面发展；2000 年以后，随着我国航空工业航空装备的高速发展，高性能、多功能航空复合材料，大型复合材料整体结构，先进的复合材料工艺装备工程化应用等重大关键技术研究取得了显著的成果，实现了航空复合材料产品规模化生产，已基本形成航空复合材料产业；“十四五”期间，航空复合材料的发展进入了一个新阶段，航空工业复合材料技术中心作为航空复合材料技术创新的平台和产业发展引领者，肩负着航空复合材料技术创新和产业发展的重任和使命，以先进复合材料技术带航空复合材料产业发展白皮书2动我国航空装备的发展和其它民用领域的应用，进而推动国民经济

7、及国防领域基础能力的提升，促进科学技术的进步。航空工业集团在航空复合材料技术领域发展历程最早，已形成的产业规模最大，市场培育机制最完善，秉承着“航空报国、航空强国”的初心使命，着力于我国航空复合材料技术和产业健康快速发展。到 2025 年，重点突破一批具有前瞻性、战略性的航空复合材料关键核心技术；建设航空工业行业技术标准规范体系，为航空复合材料产业发展提供基础。到 2035 年，在工业应用领域孵化一系列航空复合材料产业集群；完善产学研用深度融合机制，实现国内复合材料行业协同发展，提升航空复合材料产业基础能力和产业链现代化水平；航空复合材料关键核心技术达到世界一流水平，具备完全自主发展能力，与世

8、界级先进复合材料技术并驾齐驱或实现超越，满足我国建设世界一流航空装备发展的需求，在国际市场上具有突出的竞争优势和一流的品牌影响力。为践行习近平总书记“新材料产业必将成为未来高新技术产业发展的基石和先导”的指示，推动航空新材料、新技术的发展，履行好新发展阶段航空工业集团推动建设航空强国和科技强国使命责任，发布航空复合材料发展白皮书。进一步明确航空复合材料发展定位，提出“创新引领、自主保障；融合发展、开放合作”的原则，以期形成复合材料业界广泛的发展共识，共同推动航空复合材料全产业链协同创新和跨越发展。航空复合材料产业发展白皮书3一一 定义与分类定义与分类航空复合材料是在航空飞行器（含航空发动机）领

9、域使用的先进复合材料，即由高性能纤维等增强材料与高性能树脂基体、无机或金属氧化物先驱体、金属及其合金等组分原材料复合而成的一种材料。根据航空领域装备应用特点，本白皮书叙述的航空复合材料范围主要包括应用于航空结构的树脂基复合材料、陶瓷基复合材料、碳基复合材料和金属基复合材料，以及相关复合材料制造工艺和工艺装备。表表 1 航空复合材料分类表航空复合材料分类表类别类别主要应用主要应用性能特点性能特点典型产品典型产品树脂基复合材料（环氧、双马、聚酰亚胺、热塑性树脂）承力结构高比强度、高比模量、可设计性强、疲劳性能好、适于整体成型等，比强度是钢的4倍以上，耐温等级（-55500）。机翼、机身、尾翼、旋翼

10、系统；发动机机匣、叶片结构功能一体化结构结构隐身、结构透波、结构导电/导热以及多功能结构一体化。隐身蒙皮、雷达罩、天线罩、综合功能前缘机动襟翼陶瓷基复合材料高温承载结构耐高温、低密度、高强度、耐磨损、抗腐蚀等特点，最高使用温度可达 1600。超高声速飞行器舵面、前缘；航空发动机加力燃烧室、涡轮导向叶片高温透波或高温隐身结构耐高温、结构隐身、结构透波等。空天飞行器防热/透波一体化天线窗；无人机或发动机高温尾喷管碳基复合材料热防护结构抗烧蚀、耐高温稳定性好、热冲击性能好等，最高理论使用温度达2600。航天飞机的端头帽、机翼前缘制动结构摩擦系数小、热膨胀系数低、高熔点、高比热容等，摩擦系数仅0.30

11、0.40。飞机刹车盘航空复合材料产业发展白皮书4金属基复合材料承力结构既保持金属基体耐高温、耐磨耗等优点，又使复合材料的力学性能大幅提高，使用温度范围小于 1000，常用700。高速飞行器表面蒙皮；直升机支臂、动环；发动机风扇导流叶片、整体叶环、轴类结构二、二、发展综述发展综述（一）（一）发展现状发展现状树脂基复合材料是目前航空复合材料应用量最大、技术成熟的材料，广泛应用于民机、军机、发动机领域，对推动航空装备升级换代起到关键作用。高韧性、低成本、耐高温以及自动化、功能化、整体化是高性能航空树脂基复合材料的主要发展方向。近些年来热塑性树脂基复合材料技术也逐步成熟，被誉为“下一代民用飞机”绿色制

12、造的关键。树脂基复合材料在各类飞机机体结构用量占比不断提高，2020 年全球航空航天复合材料市场规模为 2240 亿元，其中，175 亿元来自中国市场。在民用飞机领域，波音 787复合材料用量达到 50%，空客 A350 飞机的复合材料用量高达 52%；在军用飞机领域，先进战斗机复合材料用量达到36%；直升机复合材料用量已达 80%以上；无人机复合材料用量接近 100%。树脂基复合材料无论从技术成熟度还是应用的广泛性，都是最为重要的一类先进复合材料，随着技术不断进步，树脂基复合材料多元发展的趋势十分明显，成为一种典型的军民通用技术和材料。陶瓷基复合材料制造技术已经基本成熟，在航空发动机和空天飞

13、机上已应用于新一代发动机涡轮风扇承载结构和空天飞行器防热/透波一体化天线窗。航空复合材料产业发展白皮书5碳基复合材料已用于航空发动机尾喷口及航天飞机的机翼前缘防烧蚀结构、刹车系统等。金属基复合材料近几年在航空领域发展较快，碳化硅颗粒增强铝基复合材料在航天飞机蒙皮、大型客机发动机风扇出口导流叶片、直升机旋翼系统支臂、动环等结构中获得了应用；纤维增强钛基复合材料成功应用于飞机主承力构件起落架后撑杆、先进发动机叶环、轴类零件。我国航空先进复合材料在国家新材料发展计划指导下，在航空工业集团顶层布局和系统规划下，通过多个五年规划材料研发和重大专项关键技术攻关，先进复合材料技术取得了快速发展，基本形成了覆

14、盖设计、材料、制造、检测与评价、维修等全生命周期航空复合材料技术体系和制造技术平台：复合材料结构设计与仿真、制造与验证体系；环氧、双马和聚酰亚胺为主的树脂体系，碳纤维、芳纶纤维增强的树脂基预浸料等中间材料体系；大型整体结构复合材料成型工艺体系，液体成型复合材料低成本制造工艺体系；先进检测及工艺装备制造平台；复合材料维修体系。突破了从次承力结构到主承力结构应用、从结构材料到多功能材料、从高温到超高温复合材料关键技术和工程化应用技术，逐步在各类航空型号及发动机上得到广泛应用，并航空复合材料产业发展白皮书6推广应用到国民经济其它领域，形成了复合材料技术及结构产品自主研发和生产保障能力。（二）（二）发

15、展趋势发展趋势航空复合材料技术向着材料高性能和结构高效能、智能化、低成本和整体化方向发展。进一步提升结构承载、抗损伤能力，拓宽应用温度、耐极限环境等能力；大力发展新型结构设计、热塑性材料、液体成型工艺、自动铺放成型工艺等设计、材料、工艺及装备技术，大幅提升复合材料结构制造技术效率，降低成本，提升复合材料制造智能化、信息化、材料设计制造一体化水平，构建新一代航空复合材料研发生产技术体系与产业能力。随着我国航空装备的快速发展，对复合材料的需求成倍的增长。在军用飞机领域，新一代军用飞机、直升机、先进无人机复合材料用量得到了大幅提升；在民用飞机领域，ARJ-21 支线客机已完成认证并批量生产交付，MA

16、700 支线客机、C919 干线飞机取得中国民航局型号合格证转入小批量生产，国内订货量在不断增长。中俄合作研制的宽体客机CR929 机体结构的复合材料用量预计超过 50%，提供了巨大的复合材料应用市场空间。在航空发动机领域，复合材料整体外涵机匣等产品已应用于生产，推动了航空发动机复合材料应用需求持续增长。全球航空航天复合材料用量正以每年 9%的复合年增长率扩大，预计到 2035 年全球市场规模有望达到 5180 亿元，中国市场份额将达到 1200 亿元，约占全球市场的 1/4。航空复合材料产业发展白皮书7三、三、发展定位、目标与原则发展定位、目标与原则（一）（一）发展定位发展定位构建新一代集材

17、料、设计、研发、制造、检验、装配、维修、装备于一体的航空复合材料技术体系和国内外材料和装备的供应链，加速推进航空复合材料产业发展。以航空新型装备为牵引，以技术创新为驱动，引领复合材料技术进步；以国内复合材料产业为主体，构建航空复合材料技术与产业良好生态体系，服务航空产业发展。（二）（二）发展目标发展目标到 2025 年，重点突破一批具有前瞻性、战略性的航空复合材料关键核心技术，奠定新一代航空装备产品复合材料构件发展的基础；在国际市场具有较强竞争力，市场份额持续提升；完善复合材料技术标准及其体系化建设，为航空复合材料产业发展提供基础保障。到 2035 年，成为世界级先进复合材料技术先锋，在航空复

18、合材料关键技术领域达到世界一流水平，具备引领航空复合材料产业发展的自主创新能力，满足我国研发世界一流航空装备，支撑航空强国建设的需求；在国际市场具有突出的竞争优势和一流的品牌影响力。（三）（三）发展原则发展原则创新引领创新引领，自主保障自主保障：聚力打造领先创新力，明确新技术发展方向，规划关键技术研究，构建新一代技术研发平台，持续提升科技创新能力和产品质量水平，加快航空复合材料技术和体系跨代发展，支撑航空复合材料产业发展。立足科航空复合材料产业发展白皮书8技自立自强，以航空工业集团为主体，构建自主保障体系，提升材料、工艺装备、软件研发和复合材料生产能力，保证航空复合材料产业链和供应链稳定，保障

19、航空装备发展的先进性和安全可靠性。融合发展融合发展，开放合作开放合作：突出小核心、开放合作理念，联合各界建立研究开发、成果转化共享机制，打造航空复合材料示范先导产业，引领国内复合材料专业技术和产业发展；通过国内复合材料行业有序竞争、互利合作、健康发展的模式，全面大幅提升国内航空复合材料科研技术水平及规模生产能力，总体水平与国外并驾齐驱和实现超越，积极融入世界航空复合材料产业链。四、四、发展重点发展重点（一）（一）大幅提升航空复合材料技术创新能力大幅提升航空复合材料技术创新能力深耕航空复合材料原创技术策源地，逐步建成国家航空复合材料工程技术中心，形成航空复合材料国家级创新平台，加速提升航空复合材

20、料产业发展技术供给能力和航空装备发展复合材料技术保障能力。超前部署事关航空复合材料发展的战略性、基础性、前瞻性科学研究和技术攻关，大幅提升基础创新能力，支撑航空装备的升级换代，满足航空装备发展对先进复合材料的要求：减重效果更好，耐更高温，更高强度，更高韧性，以及光、电、声、热、磁等多功能结构一体化等，以适应新一代航空装备在更复杂环境下的苛刻要求；形成基于快速检测、维修及再制造的安全飞行快速响应保障体系。航空复合材料产业发展白皮书9重点发展下一代高强高模高韧性结构复合材料技术，开展耐高温复合材料和热塑性复合材料工程应用技术研究，提升增材制造和 3D 打印复合材料技术成熟度；开展新型多功能智能化复

21、合材料工程应用技术研究，突破结构陶瓷基复合材料工程应用技术和高温功能陶瓷基复合材料制备关键技术；积极探索大尺寸钛基复合材料及高性能铝基复合材料研发，提升工程应用能力。在产品技术领域，重点提高先进复合材料结构应用效能，完善先进结构功能一体化复合材料技术研究应用平台；发展多功能集成智能复合材料、结构陶瓷基复合材料、钛基复合材料和高性能铝基复合材料等技术，支撑航空飞行器用先进复合材料产品更新换代。在工艺装备领域，重点加强复合材料自动化制造装备，数字化装配工装等工艺装备发展。在共性技术领域，构建满足装备设计、快递迭代、快速验证所需的航空复合材料基础研究、应用基础研究和技术创新融通发展的技术研发体系，形

22、成面向未来的研发能力。（二）（二）推进航空复合材料数字化、智能化建设推进航空复合材料数字化、智能化建设进一步突破航空复合材料敏捷制造能力、部件级数字化设计、性能/功能模拟仿真验证等关键技术；加强与系统设计、总体集成单位跨域协同设计仿真能力；构建设计与制造融合的快速响应中心、航空复合材料典型构件自动化与智能化制造示范线，并实现复合材料零部件高效制造、产线精准复制；打造数据互联、应用敏捷的生产管控系统，提升航空复合材航空复合材料产业发展白皮书10料结构制造柔性化的生产保障能力，支撑“数字航空”，推动数字化智能化转型升级。（三）（三）完善航空复合材料评价管理体系完善航空复合材料评价管理体系对标国际航

23、空复合材料先进标准体系，进一步规范航空复合材料原材料及中间材料、工艺能力、检测评估与维修维护等标准规范体系；建立完善航空复合材料和工艺评价及鉴定认证体系，促进航空复合材料供应链现代化和产业链高级化发展；提升行业技术服务和技术管理能力，为航空复合材料技术与国际接轨，复合材料产品融入国际市场奠定坚实基础。（四）（四）建设国际一流的航空复合材料建设国际一流的航空复合材料“优良中心优良中心”形成航空复合材料大型部件专业化、产业化能力，完成国产复合材料系列化产品适航应用验证；加强国际合作，不断拓展航空复合材料部件级产品国际合作的深度和广度，形成国内领先、国际一流的产业能力；进入世界级商用飞机用材料供应商

24、名录，推进复合材料产品国内外贸易发展。（五）（五）发挥航空技术引领和产业溢出效应发挥航空技术引领和产业溢出效应发挥航空技术与产业能力优势，以航空复合材料产业拉动国内原材料技术与产业的发展，引领复合材料上、下游产业高质量、高技术水平协同发展；以下一代航空复合材料产品研制与应用为契机，联合行业相关领先企业，加强技术储备和产业布局，以复合材料精品拓展非航市场应用的深度和广度，输出航空工业品牌影响力。五、五、保障措施保障措施航空复合材料产业发展白皮书11航空工业集团积极发挥主体作用，支撑国家有关部门制定发展航空复合材料产业的政策，大力组织实施发展航空复合材料产业发展举措，争取国家有关部门给予相关政策支

25、持，营造良好发展环境，推动航空复合材料持续健康快速发展，为实现航空强国提供有力支撑。（一）（一）长远谋划前瞻性战略性布局长远谋划前瞻性战略性布局加强国内外先进复合材料技术发展战略研究，以市场为导向，瞄准行业发展和应用需求，制定航空复合材料关键技术路线图及中长期产业发展规划，加强航空复合材料前瞻性技术和多元化产业布局，实现航空复合材料创新链集中，产业链完备，供应链可控，资源共享互联，军民产业协同的发展格局。（二）（二）着力推进产学研用深度融合着力推进产学研用深度融合加强开放式协同创新，重点培育关键配套领域优秀供应商，聚集行业各界优势资源，建立联合创新和成果共享与转化机制，形成技术发展从基础研究到

26、工程应用各环节有效衔接、产品价值逐步递增的创新发展模式，构建政策链、创新链、产业链、资金链深度融合的生态圈。（三）（三）加快建设高水平航空复合材料人才队伍加快建设高水平航空复合材料人才队伍根据发展的需求制定人才培养计划，吸纳高端人才，加强在职人员的培训、考核，形成竞争激励与评价机制；在各专业领域内培养一批大国工匠、首席专家等领军人才，形成一支结构合理、素质优良的航空复合材料专业人才队伍。（四）（四）加强国际交流与合作加强国际交流与合作航空复合材料产业发展白皮书12紧抓国家进一步改革开放、“一带一路”建设、中非区域合作等机遇，制定好国际交流合作规划，拓展国际交流合作空间。通过规划的实施，获取全球智力的资源，加速推出重大创新成果，融入国际航空复合材料市场，打造具有国际竞争力的世界一流航空复合材料产品供应商和技术引领者。结束语结束语当今世界正经历百年未有之大变局，新一轮科技革命和产业变革深入交织，严峻复杂的国际环境为航空复合材料产业发展带来的新挑战、新机遇。航空工业集团愿携手各方，以国际一流的复合材料技术和产品走向国际市场，共同推动我国航空复合材料产业发展，与各界一道，共同迎接航空复合材料新时代的到来！中国航空工业集团有限公司复合材料技术中心地址：北京市顺义区航空产业园时骏南街 5 号院邮政编码：101300