中国航空工业发展蓝皮书
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

第二节 美国航空工业发展综述

一、发展概况

(一)产业规模国际领先

美国已经形成了世界上销售额最高、技术最先进、产品种类最齐全、国内供应商体系最完备的航空工业。根据美国航空航天与防务工业协会统计,2016—2018年,美国航空航天与防务产业的年销售额分别为8720亿美元、8640亿美元和9290亿美元,总体呈现增长趋势。2018年,美国航空航天与防务工业的销售额同比增长4.17%;创造了255万个工作岗位,同比增长3.7%;为美国GDP贡献了3740亿美元,占GDP的1.8%。其中,供应链企业的销售额为4590亿美元,占总销售额的49.4%,占比最大;飞机系统企业的销售额为3610亿美元,占总销售额的38.8%。据AIA公布的数据显示,2010—2018年,美国航空航天与防务产业从业人数呈平稳趋势。2018年,航空航天与防务产业从业人数为255万,较2017年增长3.7%,占美国就业人数的2%,占美国制造业就业人数的20%。2018年,航空航天与防务产业就业人员的平均年薪为92742美元,高于美国的平均年薪49389美元。

(二)产业结构完整

美国航空工业拥有飞机制造、航空发动机制造和航空电子与设备制造等产业,各个环节产业结构完整。其中,飞机制造领域拥有波音公司、洛马公司、诺斯罗普·格鲁门公司、贝尔直升机公司和雷神技术公司等企业,涉足飞机整机的研制和系统集成工作,同时还拥有不少分系统供应商;在发动机制造领域,通用电气公司的航空部和普惠公司在发动机尤其是大型发动机领域相互竞争,霍尼韦尔公司也参与轻型、中型商用发动机的竞争;在航空电子与设备制造领域,拥有霍尼韦尔公司、诺斯罗普·格鲁门公司、雷神技术公司、L3哈里斯通信公司等一批企业,业务领域涉及自动飞行控制系统、飞行操纵系统、无人飞行器与电子系统、数字成像系统、军用机载雷达系统、空间与机载系统、通信系统等。目前,美国航空工业体系逐渐形成企业规模逐步扩大,主承包商向着系统集成商发展,分系统和部件供应商所覆盖的产品领域和产品系列更加完善,与主承包商更为密切的新特点。

(三)区域分工明确

美国航空工业主要分布在加利福尼亚州、康涅狄格州、佛罗里达州、堪萨斯州、得克萨斯州和华盛顿州,其中拥有航空技术装备生产员工数量最多的州是加利福尼亚州、得克萨斯州和佛罗里达州。航空技术装备及其部件的主要生产、修理企业和科研机构集中在太平洋沿岸。而美国南方最重要的航空工业中心是得克萨斯州的沃斯堡。飞机组装中心主要位于美国中部密苏里州的圣路易斯和堪萨斯州的威奇托。超过2/3的航空发动机、航空技术装备和其他配套设备生产能力集中在工业发达的东部和东北部地区,即俄亥俄州的辛辛那提、印第安纳波利斯、纽约和哈特福德。萨克拉门托和洛杉矶是美国西部地区较大的航空发动机制造中心。

二、能力水平

(一)雄厚的研发与前瞻领域创新实力

美国的航空科研任务主要由政府研究机构、企业研发中心和大学承担。大学主要从事基础研究,包括政府以委托的形式及企业以合同的形式授予的科研任务;企业研发中心主要进行与企业产品和生产工艺关系密切的技术研究,也从事先进技术的开发,如著名的波音公司的鬼怪工厂、洛马公司的臭鼬工厂等;政府研究机构在从事科研管理的同时也从事部分应用研究、试验、验证等工作,如空军研究实验室、阿诺德工程发展中心、空军飞行试验中心等空军的科研机构,以及NASA下属的研究机构等。美国高度重视研发经费的投入,2010年以来,随着投资的增加,航空航天与防务工业的研发支出年增长超过14%。

为紧跟科技创新的脚步,美国航空工业企业不断加强对新兴技术的识别、获取和转化能力,把风险投资作为挖掘外部创新、寻求技术或商业模式颠覆性创新机会的重要手段,以抢占未来发展的先机。波音公司2017年4月成立了地平线X风险投资公司,拥有员工30余名,分为风投、新业务、颠覆性3个团队,分别负责寻找初创企业并提供资金;向现有市场引入新的能力、向新市场引入现有能力;寻找传统商业之外的机遇等。该公司年均投资额为数千万美元,迄今共投资了14家企业,主营业务涉及高超声速、先进材料、增材制造、增强现实、卫星通信、无人驾驶、人工智能、混合动力、货运无人机等领域。洛马公司于2016年6月设立了风投公司,其关注领域包括自主系统和机器人、网络安全、空间技术、先进通信和传感器、水下技术、数据分析、人工智能和机器学习、下一代航电、先进材料与制造、能源和电力系统等,迄今共投资了5家企业,主营业务分别为人工智能、自主系统、工业软件、先进通信和传感器及无人潜航器。

(二)领先的生产与数字化能力

美国航空工业拥有世界上最强大的飞机设计和研发能力,可研制各类飞机产品。在与整机配套的航空发动机、机载设备和机载武器方面,美国的制造商能为本国的飞机提供全面配套的高性能产品,形成完整的飞机系统制造体系。美国航空工业已经采用了数字化设计/制造技术、虚拟样机设计/制造技术、信息化集成制造技术和模块化设计等先进技术,显著提高了航空产品快速研制与生产能力。在波音777飞机的设计、研制与发展工作中,波音公司联合全世界545家子承包商、8家航空公司,使用最先进的数字化、网络化和无实物样机的计算机模拟技术,仅用4年时间即完成了300万个零部件的设计制造及装配。波音777飞机采用全数字化无纸设计/制造技术使得研制周期缩短一半,并提高了整机装配精度。在美国,飞机、发动机和航空机载设备等领域的数控机床加工率已超过80%。

美国政府对一系列军用飞机研制计划投入重金,在研制出大量先进军用飞机的同时,也派生出先进的民用飞机。美国政府还通过向企业低价或免费开放政府和军队的科研、试验设施等方式,扶持航空工业的发展。波音公司在波音707的设计、试制和生产过程中,大量运用该公司承制的KC-135加油机、B-47轰炸机和B-52战略轰炸机等军机技术;波音747飞机的研制则直接得益于C-5A银河战略运输机计划。美国长期积极实施两用航空计划,推动两用航空技术的发展。例如,“综合高性能涡轮发动机技术”计划是美国20世纪80年代实施的国家级航空发动机技术发展与验证计划。该计划虽是美国军方下达的计划,但具有显著的两用特性,GE90、PW4084、CFM56-7、AE3007和FJ44等民用发动机都应用了该计划的成果。

(三)国际化的供应链管理能力

虽然美国拥有完备的航空工业体系,但坚持国际合作依然是推进美国航空工业发展的一项重要战略。美国整个航空产业链的开放程度高,尤其以波音公司和洛马公司为代表,它们的产品研制地点遍布全球,真正构建了全球产业链。最具代表性的国际合作民机产品为波音787客机,在研制项目中涉及的国家包括日本、韩国、中国、加拿大、澳大利亚、英国、瑞典、法国、意大利等多个国家,其中,日本以川崎重工、富士重工、三菱重工为主分别参与了机身桶段、主机翼固定后缘装置、中心翼盒的制造,并在三菱重工完成机翼总装;加拿大主要参与机身机翼整合构件、主起落架门、前置机翼挂架整流片等制造;英国主要参与起落架和机头起落架的制造;瑞典主要参与前后货仓门制造;意大利主要参与机身和水平尾翼制造;韩国主要参与翼尖和尾椎制造;澳大利亚主要参与可伸缩尾翼缘等的制造;中国主要参与垂直尾舵、垂直尾翼前缘组件等的制造。

波音与中国持久的合作伙伴关系已经达45年以上,波音787客机的合作也是中国公司第一次从一开始就参与一个全新的客机项目。目前,中国参与所有波音在产机型的制造,包括波音737、波音747、波音767、波音777和波音787“梦想飞机”,超过10000架飞行在世界各地的波音飞机上使用了中国制造的零部件和组件。

三、组织管理

(一)不断完善优化政策方针

美国航空工业的发展主要以立法的形式来实现,先后出台过《航空航天法》《联邦航空管理法》《联邦技术转让法》《国家航空研发政策》,美国正是通过一次次的制定、调整并执行相关法案来推动航空工业的发展。《国家航空研发政策》是美国第一部国家级的航空发展政策,据此美国于2007年12月完成了第一部国家级的航空发展规划《国家航空研发与相关基础社会规划》,并于2008年1月颁发了这一规划,成为后来美国政府各部门和相关机构航空战略规划的基础。美国空军于2012年2月发布了动力能源科技发展规划《动力能源地平线:2011—2026年空军动力能源科学技术愿景》,该规划明确了动力技术的进步是实现能源目标的重要途径之一,并规划了航空动力技术各阶段的发展重点。

美国空军首席科学家马克·梅布瑞于2013年6月发布了名为《全球地平线:美国空军全球科技愿景》的报告,该报告以美国空军“全球警戒、全球到达、全球力量”战略为出发点,通过分析全球范围内安全形势和科技的发展趋势,勾勒出美国空军近期(2013—2017财年)、中期(2018—2022财年)和远期(2023—2027财年)各科技领域面临的挑战、机遇和变革性技术,形成了对美国空军未来15年科技规划的建议。

NASA于2015年5月发布了历史上第一份《NASA航空战略执行规划》,阐述了NASA未来25年(从2015年开始)及以后的航空研究愿景,涵盖了内容广泛的技术,以满足航空工业、国家和世界对安全、高效、灵活和环境可持续的航空运输的需求,规划分为近期(2015—2025年)、中期(2025—2035年)和远期(2035年以后)三个阶段。2019年,美国在《数字空军》白皮书中指出,美军应打造一支“数字空军”,以响应现代作战需求,夺取竞争优势、威慑并战胜强大的对手。

(二)高效运转的航空管理体制

美国政府采取多种手段宏观管理航空工业。首先,通过制订国防计划、规划、预算等法律形式指导当年或若干年后的主要航空科研能力与产品的发展。其次,依据国防预算,空军装备司令部、海军装备司令部等作为武器装备的购买方,通过采办合同以经济手段明确航空工业界的研发活动;NASA通过制订民用航空研究计划及转包科研项目,在一定程度上行使管理职能;美国政府的其他相关部门也通过其行政职能及制定相关行政法规为航空工业参与经济活动创造良好的政策环境。

加强行业协会在行业管理中的作用。尽管诸多与航空工业有关的协会不能纳入政府管理机构的框架,但是这些协会在美国航空工业的发展中发挥着不可低估的作用。以美国航空航天工业协会为例,截至2009年7月,该协会拥有正式会员公司104家、准会员公司167家,代表了有数十万从业人员的航空航天工业界的整体利益,就航空航天业共同关心的问题在国会听证会上发表证词,内容涉及航空产品出口、研发预算和企业并购等。航空工业协会不仅是政府和工业界之间的桥梁,而且对政府制定政策起到一定程度的导向作用。

美国民用航空运输和安全事业的政府管理机构FAA加强对民用航空领域的行业管理。FAA在航空领域的主要管理职能包括管理民用航空活动,鼓励和开展民用航空研究,开发并运转军用、民用飞机的空中交通管制、导航系统,针对民用航空和飞机噪声控制及其他环境问题制订并执行政府计划和项目等。