低空经济20人|HRC顾勇涛:碳纤维助力飞行器轻装稳行

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划重点

01低空经济首次被写入政府工作报告,标志着产业发展迎来重要战略机遇期。

02碳纤维复合材料在低空飞行器研发制造过程中具有轻量化、结构稳定性、气动性能等优势。

03HRC亨睿碳纤维作为全球领先的复合材料综合解决方案提供商,积极参与低空领域明星项目。

04除此之外,HRC在材料开发、工程设计、工业化制造、整机装配等多个方面提供一体化综合解决方案。

05未来,HRC将继续携手主机厂,聚焦关键技术突破及应用场景拓展,深化上下游协同合作。

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今年3月,“低空经济”首次被写入政府工作报告,标志着产业发展迎来了重要的战略机遇期。作为低空经济的根本,低空制造相对于传统航空制造,在技术能力、成本效益、生产效率等方面都有更高的要求。这些要求也推动着包括电池与动力系统、电子与通信技术、核心零部件及材料供应等产业链上游在创新技术和响应速度上不断突破,以推动低空产品研发和市场化进程。
在低空飞行器研发制造过程中,材料选择和机身设计是关键因素之一,不仅关系到飞行器的轻量化、结构稳定性、气动性能,还涉及制造成本、运行效率和市场竞争力等多个方面。在这个充满挑战与机遇的新兴行业中,由于技术和工艺壁垒较高,在全球范围内能符合航空级应用要求且实现快速响应的优质供应商凤毛麟角。其中,HRC亨睿碳纤维,这家异军突起的新材料企业,近两年正逐渐走进大众视野。
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HRC航空生产研发基地
HRC成立于2014年,是全球领先的复合材料综合解决方案提供商,业务范围覆盖碳纤维复合材料全生命周期,公司致力于将可持续发展理念贯彻于技术突破及应用场景拓展,不断发掘碳纤维的多重性能优势,满足移动出行、传统通航及低空经济、轨道交通、氢能、绿色建筑等市场日益增长的需求。在通用航空及低空飞行领域,凭借前瞻的战略布局、突出的研发能力、全面的服务环节、丰富的项目经验以及领先的设备技术等优势,HRC深入参与了多个低空领域明星项目,助力主机厂实现航空前沿应用的快速落地,获得行业内外的广泛关注与认可。
本期“低空经济20人”邀请到HRC亨睿碳纤维创始人及董事长顾勇涛,谈谈作为飞机机体结构设计与制造、部装和总装的“超级合作伙伴”,HRC如何通过其全面的业务覆盖和卓越的技术能力,为低空经济的发展注入新活力。
以独特定位、领先技术和丰富经验
满足市场多样化需求
亿欧:首先感谢您接受我们的采访。碳纤维复合材料在汽车、船舶等交通领域都已有成功应用,在您看来,碳纤维复合材料有何独特性能和优势?在低空经济领域的应用情况如何?
顾勇涛:碳纤维复合材料具有高强度、轻量化、抗疲劳和可设计性强等独特优势。这不仅体现在其远强于传统金属材料的比刚度、比强度,更体现在它卓越的曲面成型能力和可设计性等方面。
在时下热议的低空经济领域,eVTOL的整体结构中高达70%的材料采用复合材料,其中90%的复合材料是碳纤维复合材料。
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亿欧:在目前碳纤维材料市场中,HRC的优势是什么?
顾勇涛:首先是独特的整体定位,HRC是复合材料机身开发、制造及整装伙伴,面对低空产业的快速增长和客户的多样化需求,我们围绕全产业链从中间体材料、量产到回收再利用打造了连贯互补的技术服务,并形成了完整、专业度强、快速响应的服务体系,以“人无我有,人有我精”的市场优势实现稳健增长。
我们也是国内最先布局低空赛道的碳纤维复合材料企业之一,服务客户包括中国商飞、壹通、西飞民机、小鹏汇天、沃兰特等,积累了丰富的技术和案例经验。
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由HRC协助开发的低空领域重点研发制造项目:壹通TR100垂直起降无人运输机、西飞民机HH-100商用无人运输机
此外,公司拥有多项专利技术,已成功通过AS9100D和DIN 6701等专业体系认证。近期,HRC航空以及ACTC先进复合材料技术中心还荣获了苏州市政府授予的“低空经济领航企业”及“低空经济创新示范机构”称号。
亿欧:HRC是否有自主研发的新材料或者新工艺?
顾勇涛:在材料方面,我们针对功能性复合材料的应用需求,如阻燃、耐高温、抗冲击、快速固化、电磁屏蔽等,进行预浸料的开发与应用,已形成了3大系列10个品种,分别适用于不同的成型工艺,可以满足低空领域几乎所有的复合材料应用需求。例如,公司研发并生产的无卤阻燃预浸料已应用于ARJ21风挡玻璃填充物产品上,这款材料是基于“国产复合材料替代进口复合材料”要求而开发,获得了中国民航局签发的适航批准标签(AAC-038),具有重大意义。
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在工艺上,碳纤维复合材料零部件需要针对性地根据其产量、结构、性能及外观等要求选择合适的成型工艺。HRC不仅在传统的热压罐、烘箱成型上具有先进的技术积累,也在模压、拉挤、HP-RTM、缠绕、注塑、VARI等量产、高效益成型工艺上具有成熟的技术和先进的设备。举例来说,今年我们成功开发了一款复合材料机翼,开创性地采用了拉挤模压一体成型的工艺,这一创新设计理念颠覆了同类产品的传统设计和制造形态,兼具经济和生产效益,应用前景十分广阔,也荣获了SAMPE中国2024复材产品创新奖等行业认可。
率先布局、持续优化
助力主机厂快速应用落地
亿欧:其实HRC在“低空经济”这一概念提出之前就已经率先切入航空领域研发了,能不能分享一下当时选择航空领域是出于什么样的契机和考虑呢?
顾勇涛:早在2018年,我们便开始了航空零部件项目的开发与生产。航空制造产业作为国家重点发展的战略性产业之一,是科技创新的热点领域,而复合材料成型是产业链条中最具附加值的必要环节之一,具有巨大的发展潜力。我们也看准了碳纤维复合材料在航空领域的广阔应用前景,因此决定进入这一领域,实现自身发展的同时,也为国家的民航事业贡献一份力量。
亿欧:能否为我们简单介绍一下,目前HRC在航空复合材料领域的业务布局和产品情况?
顾勇涛:总体来说,HRC在航空复合材料成型领域的业务布局涵盖零部件及整机研发、材料开发、工程设计、工业化制造、整机装配等多个方面,拥有提供一体化综合解决方案的能力,为我们赢得了独特的市场地位。
这些业务可以分为三个方向:
1.为空客、商飞、西飞民机等全球知名商用飞机提供零部件供应;
2.为中小型飞机提供机体结构设计与制造服务,包括通用飞机、无人机、eVTOL整机级机体结构设计与制造;
3.功能性复合材料预浸料的开发与应用,包括耐高温、抗冲击、快速固化、电磁屏蔽等功能性复合材料预浸料。
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亿欧:能否为我们介绍一个HRC在航空领域具体应用实例?在这当中,HRC是如何助力航空器减重和提高性能的?
顾勇涛:以小鹏汇天飞行汽车X2为例,它是国内首款全碳纤维机身并获得特许飞行证的载人eVTOL,已成功完成载人首飞。
X2整机重560公斤,机身部分全部由碳纤维制成,包含100多个零件,而碳纤维部分全部重量仅为85KG。HRC不仅顺利完成了100多个碳纤维零件的共同设计开发和制造,也实现了碳纤维件与200多个金属件和塑料件,1000多个标准件的整体精准定位安装。其中3.8米大尺寸地板蒙皮一体成型,技术难度高,HRC所交付的最终产品可以说是代表了行业最高开发能力和完成水准。
在性能上,全碳纤轻量化机身帮助X2实现了飞行时的极致气动性能和操稳特性。为了满足产品强度及重量方面的要求,HRC团队对产品结构进行了多重优化,如机身AB柱采用“A”字型的空心结构,满足航空级的超声波无损检测要求等。
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进博会上展示的由HRC协助小鹏汇天打造的 “旅航者X2” 飞行汽车
亿欧:在您看来,目前低空领域对碳纤维材料的需求趋势如何?对于供应商而言,这些趋势会衍生出什么样的要求?
顾勇涛:与传统航空制造业相比,低空飞行器对碳纤维复合材料的应用更为积极。碳纤维复合材料是直升机、eVTOL、无人机等低空产品的机体主要结构材料,甚至还出现了全复材机体的应用。因此,低空经济的不断发展也推动着碳纤维及其复合材料的市场需求持续大幅提升。在技术、‌供应链等方面,低空产业与新能源汽车有着高度的互补性和协同性。与新能源汽车一样,低空产业链也呈现出流程短、节奏快的特点,对于成本控制也有很高的要求。
作为供应商,HRC拥有丰富的汽车、航空领域交叉经验,并已形成了成熟的服务体系,这样的特殊优势让我们能够完全适应低空产业的节奏和需求,为客户提供多样的解决方案。
亿欧:除了轻量化,适航认证也是航空器必须考虑的因素。目前,在适航方面,HRC对主机厂应对适航而提出的产品品质标准是否有对应设计以及配合?
顾勇涛:适航是航空产业重要的话题,从适航管理体系来说,航空器所有设计和生产都要全面满足适航要求,才能获得型号适航证,其审核过程复杂,对产品的性能要求也十分严苛,尤其是航空复合材料的研发和制造。
目前,航局对材料认证基于行业标准或企业标准进行符合性审查。针对此,我们从两方面展开行动:
一是建立符合要求的适航管理体系,在设计、生产、制造、人员资质、设备、原料、技术资料等各个环节,确保航空器的适航性和安全性;
二是参考行业标准,并依据波音、空客等主流主机厂的要求,在材料技术方面建立规范,以高效地满足民航局适航审定流程,缩短适航审定周期。
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多维度开拓创新、坚持可持续发展
共创低空产业未来
亿欧:能否透露一下,HRC在研发层面的投入与规划?
顾勇涛:HRC拥有高度专业化、国际化的航空研发及工程团队,核心成员来自波音、空客,以及中航旗下各大主机厂,具有平均15年以上航空复合材料设计、工艺、装配的研发制造经验。目前,我们的航空公司拥有300余名员工,其中工程技术人员近100人。
基于高水平的人才及业务经验基础,公司坚持从多维度开拓创新,持续研发新材料和新工艺,在众多研发方向上都拥有大量专利技术。目前,HRC拥有复合材料预浸料的研发和生产能力,已建立一条年产100万平方米的预浸料生产线及树脂生产车间,具备功能性树脂研发、测试等能力,并配套有树脂实验室和基本力学性能测试实验室。工艺方面,在热压罐及模压等成熟工艺的基础上,HRC致力于高效益复合材料成型工艺与应用的研究,以实现(较传统工艺)成型速度和生产效益的大幅提升。
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开放式复合材料成型技术研发平台ACTC
值得一提的是,我们还与国际权威复合材料应用研究所Fraunhofer ICT联手打造了亚洲最大、国内首个致力于轻量化量产技术应用的开放式研发平台-ACTC,致力于开发验证代表未来方向的多种热塑性复合材料成型工艺,为包括航天航空在内的多个应用领域带来先进解决方案,相应的案例我们也将陆续公开披露。
亿欧:谈到碳纤维就离不开环境以及可持续发展的话题,能否分享HRC在可持续发展方面的实践与计划?
顾勇涛:自成立以来,HRC就致力于将可持续理念融于我们的企业DNA中,落实到业务、运营、产业等生产经营的各个方面。在业务方面的实践中,我们打通了碳纤维复材全产业链生态闭环,这在国内是首创,对从材料改性和开发,到产品试制及量产,再到回收再利用各个环节的“低碳化”具有开拓性的意义。我们也在积极开展碳纤维材料回收及再利用相关的业务。通过专利回收技术和专业服务,助力将再生碳纤维广泛应用于复合材料再制造。在已验证的可盈利的商业模式下,我们开创了多款兼具经济和环保效益的高品质中间体材料及终端产品,由我们自主研发生产的多款产品也已获得了全球回收标准GRS 4.0认证。
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除了提供全方位的低碳解决方案,在工厂布局和运营方面,HRC同样贯彻了可持续的设计理念,包括使用清洁、可再生能源,降低工厂内物流过程中的碳排放,采用自动化工艺,提升废弃物利用率等。
亿欧:在您看来,未来低空经济及航空工业的发展方向如何?HRC享睿碳纤维将如何布局未来市场与技术发展?
顾勇涛:在政策产业共振下,低空产业备受关注,业界十分看好“低空+物流配送”、“低空+城市空中交通”、“低空+应急救援”等产业应用场景,并呈现规模化发展,未来,这些航空装备也将全面融入人民生产生活各领域,形成规模庞大的航空产业市场。
对于低空飞行这样一个战略性新兴产业而言,场景是根本,技术是支撑。因此,我们将继续携手主机厂,以市场需求为核心导向,聚焦关键技术突破及应用场景拓展,并深化上下游协同合作。