二、海外宇航巨頭積極投資前沿技術(shù)領(lǐng)域強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈

宇航產(chǎn)業(yè)天然具有與新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的本質(zhì)要求。宇航產(chǎn)業(yè)科技含量高，技術(shù)難度大， 需要集先進(jìn)科技之大成；產(chǎn)業(yè)鏈條長、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度強(qiáng)，需要集先進(jìn)工業(yè)之大成；投資規(guī)模大、回 報周期長、投資風(fēng)險高，需要聚集各類可以利用的優(yōu)質(zhì)資源。近年來，通過股權(quán)投資或兼并重組方式取得更加強(qiáng)大的綜合競爭力已經(jīng)成為世界宇航產(chǎn)業(yè)的一股重要潮流。一方面，大型宇航集團(tuán)通過兼并收購補(bǔ)全產(chǎn)業(yè)鏈短板，擴(kuò)大業(yè)務(wù)范圍，占據(jù)更多市場份額，以形成協(xié)同效應(yīng)并提升產(chǎn)業(yè)鏈話語權(quán)；另一方面，這些宇航巨頭也積極關(guān)注新興技術(shù)領(lǐng)域的投資與合作，推動高科技產(chǎn)品在 航空制造業(yè)的應(yīng)用，從根本上提高生產(chǎn)效率或研發(fā)新產(chǎn)品，從而確保技術(shù)領(lǐng)先地位避免被顛覆的可能。

空客、波音、洛馬、賽峰等宇航制造巨頭近年來明確加大了股權(quán)投資的力度。波音、空客、洛馬等國際宇航巨頭在2015年后密集開展對新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)的探索，力圖打造發(fā)展新動力，以繼續(xù)保持其在世界航空技術(shù)和航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的領(lǐng)先地位。

波音于2017年4月成立了風(fēng)險投資公司HorizonX，負(fù)責(zé)波音公司對新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)的探索。HorizonX有三個部門：風(fēng)險投資部門、市場開發(fā)部門和技術(shù)培育部門，分別負(fù)責(zé)尋找初創(chuàng)企業(yè)并提供資金、向現(xiàn)有市場引入新的能力和向新市場引入現(xiàn)有能力、尋找傳統(tǒng)商業(yè)之外的機(jī)遇。HorizonX成立三年內(nèi)共向30余家公司投資了近10億美元，主要投資領(lǐng)域包括高超聲速、先進(jìn)材料、增材制造、智能制造、增強(qiáng)/虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、自主系統(tǒng)、空間技術(shù)、新能源、貨運(yùn)無人機(jī)等。

以HorizonX在3D打印領(lǐng)域投資的Digital Alloys公司為例，其在獲得HorizonX等機(jī)構(gòu)1290萬美元投資后的一年時間內(nèi)，將金屬3D打印技術(shù)的速度提高了4倍，達(dá)到每小時510kg，同時還保證了該速度下的能耗小于1kW h/kg。該項(xiàng)投資以實(shí)際應(yīng)用為牽引，針對3D打印在批產(chǎn)中效率低和成本高的弊端，進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，有效推動了航空制造中3D打印應(yīng)用滲透率的提升。

洛馬公司早在2007年就設(shè)立了風(fēng)險投資基金，2018年6月受美國政府減稅政策的利好影響， 洛馬公司將風(fēng)投基金規(guī)模由1億美元增至2億美元。2016年至今，洛馬風(fēng)險投資基金已經(jīng)向8家公司投資4000萬美元。與HorizonX類似，洛馬風(fēng)險投資基金主要投資在與公司業(yè)務(wù)緊密關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵領(lǐng)域與新市場上，主要包括自主系統(tǒng)與機(jī)器人、數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)安全、人工智能、空間技術(shù)、下一代電子技術(shù)、先進(jìn)通信與傳感器、先進(jìn)材料與制造、海底技術(shù)、能源與電力系統(tǒng)等。

空客集團(tuán)于2015年5月成立了空客風(fēng)投Airbus Ventures，初始投資規(guī)模為1.5億美元。空客風(fēng)投負(fù)責(zé)在全球范圍內(nèi)投資于“顛覆性創(chuàng)新”的技術(shù)，但從實(shí)踐案例來看，空客風(fēng)投專注于投資那些決定或影響航空航天發(fā)展方向的核心技術(shù)以及新興產(chǎn)業(yè)，主要包括自動駕駛、人工智能、城市空中交通及自動飛行器、智能制造、物聯(lián)網(wǎng)、量子計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)安全、新能源與推進(jìn)技術(shù)、外層空間技術(shù)等。

我國宇航制造技術(shù)較歐美發(fā)達(dá)國家仍有一定差距，應(yīng)抓住新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命的機(jī)遇，爭取在未來的航空產(chǎn)業(yè)新格局中占據(jù)一席之地。以C919為例, 其核心部件供應(yīng)商大部分為歐美外企， 國內(nèi)系統(tǒng)提供商大部分集中于生產(chǎn)附加值較低的部件，尤其是發(fā)動機(jī)完全依賴進(jìn)口。過去國內(nèi)尚可通過投資或收購海外核心供應(yīng)商來追趕技術(shù)差距，但近年來美國、加拿大、英國、德國、澳大利亞和俄羅斯紛紛出臺各種外資投資監(jiān)管法規(guī)，加強(qiáng)對高端制造技術(shù)的封鎖，通過并購國外航空產(chǎn)業(yè)鏈核心企業(yè)獲取尖端技術(shù)越來越困難，培育增強(qiáng)我國自身航空產(chǎn)業(yè)鏈勢在必行。

從逆向仿制到獨(dú)立研發(fā)，從追趕縮短代差到未來爭取領(lǐng)先，我國航空產(chǎn)業(yè)正面臨角色定位的轉(zhuǎn)變。因此必須認(rèn)清航空工業(yè)與新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的本質(zhì)要求，抓住新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命的機(jī)遇，重視對新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)的探索，加強(qiáng)對新技術(shù)的識別、獲取和轉(zhuǎn)化，尋求技術(shù)或商業(yè)模式的顛銜性創(chuàng)新機(jī)會。唯有如此，才能搶占發(fā)展先機(jī)，在未來的航空產(chǎn)業(yè)新格局中占據(jù)一席之地。

三、值得重點(diǎn)關(guān)注的前沿領(lǐng)域

前沿技術(shù)產(chǎn)業(yè)化帶來的高性能產(chǎn)品、生產(chǎn)效率提升乃至顛覆性的創(chuàng)新，是未來大國博弈的制高點(diǎn)， 應(yīng)重視相關(guān)領(lǐng)域的研究和優(yōu)質(zhì)標(biāo)的的投資。前沿技術(shù)的產(chǎn)品化、客戶推廣和規(guī)?；y度較成熟業(yè)務(wù)明顯更大，研究難度和投資風(fēng)險也更大，但相應(yīng)的戰(zhàn)略價值和投資回報也會更大，具備這一特征的產(chǎn)業(yè)或公司依然是目前國內(nèi)資本市場的研究洼地。下述幾個領(lǐng)域是目前國內(nèi)外高度聚焦且持續(xù)投入的方向，值得重點(diǎn)關(guān)注。

3.1 數(shù)字孿生及軍工元宇宙

3.1.1 元宇宙在軍工領(lǐng)域的應(yīng)用

各維度的科技進(jìn)步是元宇宙進(jìn)入現(xiàn)實(shí)的內(nèi)生動力。元宇宙的一般定義是，通過虛擬增強(qiáng)的物理現(xiàn)實(shí)，呈現(xiàn)收斂性和物理持久性特征的，基于未來互聯(lián)網(wǎng)，具有鏈接感知和共享特征的3D虛擬空間。進(jìn)入數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代以來，以線上購物、網(wǎng)絡(luò)游戲?yàn)橹饕碚鞯膶?shí)體世界數(shù)字化和虛擬世界構(gòu)建兩個維度不斷迭代。元宇宙在虛擬世界構(gòu)建更進(jìn)一步，通過整合虛擬現(xiàn)實(shí)VR/AR技術(shù)以實(shí)現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)的鏈接，5G、物聯(lián)網(wǎng)等實(shí)現(xiàn)信息快速交互，區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)流通貨幣去中心化，從而構(gòu)建一個與現(xiàn)實(shí)世界平行的虛擬世界。在元宇宙中，每個人都在虛擬世界中控制自己的虛擬分身娛樂、 工作、社交，從而實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)同、貨幣交易，滿足人的精神需求。

新冠疫情加速元宇宙概念落地進(jìn)程。2020年新冠肺炎疫情爆發(fā)促使人們在有限的物理世界中尋求精神需求的釋放，線上辦公、娛樂、購物快速普及，成為助推元宇宙加速落地的催化劑。2020年游戲《堡壘之夜》為美國歌手Travis舉辦線上虛擬演唱會，吸引超過1200萬玩家參與， 創(chuàng)造最高同時在線觀看人數(shù)記錄。2021年3月Roblox游戲公司在紐交所上市，憑借其可供個人開發(fā)者使用的游戲開發(fā)工具的 UGC（User Generated Content）模式，吸引96萬開發(fā)者 賺取可與法幣兌換的游戲代幣Robux，上市首日市值暴漲至400億美元，被稱為元宇宙第一股， “元宇宙”概念引爆互聯(lián)網(wǎng)。2021年8月字節(jié)跳動收購VR創(chuàng)業(yè)公司Pico；10月，F(xiàn)acebook宣布更名Meta，自此“元宇宙”一詞成為資本關(guān)注焦點(diǎn)。

仿真推演概念是軍工元宇宙的理論基礎(chǔ)。所謂軍事模擬仿真，即在軍事訓(xùn)練過程中利用仿真手段對真實(shí)或假想的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，并基于試驗(yàn)結(jié)果做出決策，從而達(dá)到特定的研究目的，是計(jì)算機(jī)技術(shù)、復(fù)雜系統(tǒng)理論和軍事思想相結(jié)合的產(chǎn)物。美國很早就提出軍事仿真理念并將其投入實(shí)踐。1983年美國構(gòu)建SIMNET連接260余個基于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的仿真互聯(lián)坦克和飛機(jī)模擬器， 實(shí)現(xiàn)對場景、戰(zhàn)場環(huán)境、作戰(zhàn)條件的軍事仿真，從而達(dá)到推演、訓(xùn)練、評估目的。1997年美國國防部將“建模與仿真”列為有助于提升軍事能力的四大支柱（戰(zhàn)備、現(xiàn)代化、部隊(duì)結(jié)構(gòu)、持續(xù)能力）的重要技術(shù)，1996-2001年間共計(jì)投入5.4億美元。

2021年12月14日，北京電子工程總體研究所發(fā)布“虛擬孿生-元宇宙協(xié)同建模仿真方法研究”的軍工需求公告，要求各單位針對元宇宙、虛擬孿生等新型虛擬環(huán)境交互理念對作戰(zhàn)訓(xùn)練帶來的新理念新啟示開展支撐虛擬孿生復(fù)雜性、動態(tài)性的元宇宙體系描述方法、物理引擎等技術(shù)研究，采購階段為預(yù)研。自此，軍工與元宇宙相結(jié)合，國內(nèi)各企業(yè)開始積極布局元宇宙在軍事方面的應(yīng)用。

仿真技術(shù)應(yīng)用于軍事系統(tǒng)，主要有武器平臺仿真、作戰(zhàn)指揮仿真、戰(zhàn)略決策仿真。武器平臺仿真是指對單件武器裝備平臺或多件武器裝備構(gòu)成的武器系統(tǒng)仿真，主要目的在于對新武器系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)、武器系統(tǒng)性能評估以及對新武器的人員訓(xùn)練；第二層次是作戰(zhàn)指揮仿真，利用計(jì)算機(jī)模擬戰(zhàn)場環(huán)境，用于對作戰(zhàn)指揮員進(jìn)行指揮訓(xùn)練、對作戰(zhàn)方案進(jìn)行評估等；第三層戰(zhàn)略決策仿真是指 建立虛擬國家安全環(huán)境，對戰(zhàn)略層次決策進(jìn)行研究評估、預(yù)測、模擬，著重于決策過程和行為結(jié)果的仿真。據(jù)統(tǒng)計(jì)，通過仿真技術(shù)可縮短導(dǎo)彈武器研制周期20%-40%、減少魚雷試航次數(shù) 50%-80%、縮短艦船作戰(zhàn)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)時間40%-60%。

軍工元宇宙嚴(yán)格保密、仿真計(jì)算、實(shí)時交互，將顯著提升各類軍事活動綜合效益。通過元宇宙， 1）教育：集中院校軍事教育，更直觀地展示教學(xué)內(nèi)容；2）訓(xùn)練：滿足大規(guī)模作戰(zhàn)背景下的實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練，幫助積累模擬作戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)；3）研究：基于新興裝備、戰(zhàn)術(shù)推演平臺，協(xié)調(diào)各地專家資源、 借力虛擬AI扮演作戰(zhàn)力量、集中利用算力，從而完善推演過程；4）試驗(yàn)：提供等效仿真實(shí)戰(zhàn)場景，有效測算裝備參數(shù)變化，助力新型武器裝備設(shè)計(jì)。2019年，韓國OPTIMUS公司研發(fā)基于元宇宙的軍事訓(xùn)練系統(tǒng)DEIMOS為專業(yè)軍事訓(xùn)練創(chuàng)造各種環(huán)境，包括精確射擊訓(xùn)練、戰(zhàn)術(shù)行為 訓(xùn)練和觀察訓(xùn)練，已經(jīng)應(yīng)用于韓國武裝部隊(duì)訓(xùn)練中。

軍工元宇宙以因果即現(xiàn)為最終目標(biāo)。元宇宙本質(zhì)上是通過將物理世界映射到數(shù)字化平行空間，是 一種對虛擬技術(shù)的應(yīng)用。通過云仿真平臺實(shí)現(xiàn)承載海量實(shí)體實(shí)時參與的仿真環(huán)境，同時記錄過去軍事模擬行動軌跡作為數(shù)字資產(chǎn)保留，是其重要應(yīng)用。更進(jìn)一步，在平行空間中“模擬”物理世界運(yùn)行狀態(tài)，極端算力支持下甚至可以超前得到物理空間運(yùn)行結(jié)果，是軍事元宇宙的理想狀態(tài)。

3.1.2 數(shù)字孿生及其軍事應(yīng)用

數(shù)字孿生以數(shù)字化方式實(shí)現(xiàn)物理實(shí)體與虛擬世界的信息互通和高度融合，實(shí)時、準(zhǔn)確地促進(jìn)物理世界與信息世界的交互。2003年密歇根大學(xué)Michael Grieves教授提出數(shù)字孿生概念，即一個或一組特定裝置的數(shù)字復(fù)制品能夠抽象表達(dá)真實(shí)裝置并能以此為基礎(chǔ)進(jìn)行真實(shí)條件或模擬條件下的測試。2011年美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室AFRL將這一概念引入飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)壽命預(yù)測；2012年NASA提出數(shù)字孿生是利用模型、數(shù)據(jù)采集器、運(yùn)作過程等，融合多學(xué)科和多維度的仿真過程，是對實(shí) 體對象的實(shí)時仿真，鏡像地體現(xiàn)仿真對象的全生命周期狀態(tài)，這一概念被廣泛接受。

數(shù)字孿生為元宇宙實(shí)現(xiàn)提供現(xiàn)實(shí)支持，是元宇宙的第一階段。元宇宙構(gòu)建的三個階段是數(shù)字孿生、虛擬原生、虛實(shí)融生，最終實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)與虛擬世界的密切融合、互動、交織。數(shù)字孿生作為元宇宙的第一階段，以現(xiàn)實(shí)空間為模型，通過傳感器等外部感知元件，在將物理對象映射到元宇宙的同時分析其數(shù)字孿生體的行為并將其反映在現(xiàn)實(shí)世界中，形成現(xiàn)實(shí)與虛擬的實(shí)時交互，為元宇宙準(zhǔn)確模擬物理空間并進(jìn)行預(yù)測提供必要的技術(shù)和理論支撐。

數(shù)字孿生助力航發(fā)。航空發(fā)動機(jī)作為在高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速、交變負(fù)荷等極端條件下重復(fù)使用的 熱力機(jī)械，研發(fā)難度大、周期長、風(fēng)險高等因素限制其進(jìn)一步發(fā)展。通過應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)，在 真實(shí)發(fā)動機(jī)運(yùn)行過程中通過傳感器測量狀態(tài)參數(shù)、性能變化、功能實(shí)現(xiàn)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等，在虛擬空 間建立模型模擬發(fā)動機(jī)在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的功能、性能和演變趨勢，提前驗(yàn)證性能、參數(shù)等對產(chǎn)品的影響，最優(yōu)化運(yùn)行方案并使得成功可能性最大化。在此過程中，保證虛實(shí)之間高度一致性，從而 指導(dǎo)航空發(fā)動機(jī)的進(jìn)一步研發(fā)。

目前數(shù)字孿生技術(shù)已在美俄發(fā)動機(jī)研發(fā)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。2018年，羅羅公司將發(fā)動機(jī)實(shí)體工作時的場景映射到數(shù)字孿生體，改進(jìn)和調(diào)整發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)高效維護(hù)；通過為每個發(fā)動機(jī)的葉片創(chuàng)建數(shù)字孿生體，于2019年成功測試“超扇”發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)方案。俄羅斯航空發(fā)動機(jī)行業(yè)也將數(shù)字孿生技術(shù)看做未來發(fā)展的重中之重，預(yù)計(jì)在2024年完成數(shù)字孿生技術(shù)引入工作。2019年年底，俄羅斯圣彼得堡理工大學(xué)完成渦槳發(fā)動機(jī)第一階段數(shù)字孿生技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目，預(yù)計(jì)可使該型發(fā)動機(jī)質(zhì)量減輕50%；同時，聯(lián)合發(fā)動機(jī)公司（UEC）下屬土星科研生產(chǎn)聯(lián)合體在進(jìn)行發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)時建立數(shù)字孿生體，可實(shí)時了解發(fā)動機(jī)工作過程，有效查找和排除臺架試驗(yàn)階段發(fā)現(xiàn)的問題。

數(shù)字孿生助力產(chǎn)品全生命周期協(xié)同，能科科技數(shù)字孿生解決方案發(fā)布并投入使用。2019年，能科科技發(fā)布公告稱將其募集資金用于“基于數(shù)字孿生的產(chǎn)品全生命周期協(xié)同平臺”項(xiàng)目，投資額1.79億元，于2021年7月進(jìn)入使用狀態(tài)并達(dá)到預(yù)計(jì)效益。公司本身具有較強(qiáng)的制造企業(yè)數(shù)字化能力，其為北京動力機(jī)械研究所建設(shè)的數(shù)字化柔性生產(chǎn)線設(shè)備利用率提升11%，生產(chǎn)成本降低12.8%，生產(chǎn)及后勤人員減少 70%。2021年，公司陸續(xù)發(fā)布數(shù)字孿生方案在船舶海工、航空航天、 兵器軍工等方面的應(yīng)用概述，可降低設(shè)計(jì)失誤風(fēng)險、提升裝配可生產(chǎn)性、縮短研制周期。

元宇宙基于數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于軍事戰(zhàn)場。2019年10月，美國海軍信息戰(zhàn)系統(tǒng)司令部為“林肯” 號航母構(gòu)建首個名為“數(shù)字林肯”的孿生體，提升裝備可靠性、降低作戰(zhàn)風(fēng)險。現(xiàn)代戰(zhàn)場是海陸 空天、信息、網(wǎng)絡(luò)、心理七位一體聯(lián)合作戰(zhàn)，數(shù)字特征設(shè)計(jì)和特征數(shù)據(jù)及時獲取困難較大，數(shù)字孿生技術(shù)難以完全覆蓋。元宇宙基于更全面的信息交互技術(shù)，有望構(gòu)建平行作戰(zhàn)空間、囊括戰(zhàn)爭要素，利用雷達(dá)、衛(wèi)星、無人機(jī)、電磁偵察等各類傳感器形成智能化戰(zhàn)場情報收集和自動研判體 系，實(shí)時掌握戰(zhàn)前和交戰(zhàn)過程中敵我情況及戰(zhàn)場環(huán)境變化，實(shí)現(xiàn)對多種作戰(zhàn)方案的智能化推演和評估，支撐未來虛實(shí)一體的平行戰(zhàn)爭。

3.1.3 海外進(jìn)展

美國航空國防領(lǐng)域最早應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)。NASA早在阿波羅項(xiàng)目中就使用數(shù)字孿生技術(shù)，建立空間飛行器完全鏡像空間飛行器孿生體，通過對地面孿生體的仿真實(shí)驗(yàn)預(yù)測正在執(zhí)行任務(wù)的空間飛行器行為和狀態(tài)。2010年NASA發(fā)布的“建模、仿真、信息技術(shù)和過程”路線圖中明確數(shù)字孿生發(fā)展愿景；到2013年，美國空軍發(fā)布《全球地平線》頂層科技規(guī)劃文件，其中將數(shù)字孿生技術(shù)視為“改變游戲規(guī)則”的顛覆性技術(shù)。

2014年起美國軍工巨頭開始推進(jìn)相應(yīng)技術(shù)研發(fā)，波音、洛克希德-馬丁、通用電氣、普惠等公司開展一系列應(yīng)用研究項(xiàng)目。美國空軍與波音合作構(gòu)建F-15C機(jī)體數(shù)字孿生體，綜合利用計(jì)算機(jī)材 料學(xué)和多尺度仿真模型，實(shí)現(xiàn)材料微結(jié)構(gòu)不確定性以及結(jié)構(gòu)組件壽命預(yù)測。洛克希德-馬丁公司在F-35研制過程中，構(gòu)建了進(jìn)氣道數(shù)字孿生體，支持劣品處理決策，使F-35進(jìn)氣道加工缺陷的決策時間縮短了33%，獲得2016年度美國國防制造技術(shù)獎?？諝ぜ瘓F(tuán)構(gòu)建裝備配線數(shù)字孿生體， 優(yōu)化 A350XWB飛機(jī)裝配流程，提高運(yùn)行效率，提升F-35的生產(chǎn)速度，預(yù)計(jì)將每架22個月的生產(chǎn)周期縮短至17個月。達(dá)索航空公司將基于數(shù)字孿生理念建立的 3DExperience平臺應(yīng)用于“陣 風(fēng)”系列戰(zhàn)斗機(jī)和“隼”系列公務(wù)機(jī)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)，降低浪費(fèi)25%，首次質(zhì)量改進(jìn)提升15%以上。

GE公司持續(xù)推進(jìn)“工業(yè)數(shù)字化”戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。2012年，GE正式提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”概念，次年成功開發(fā)軟件平臺“Predix”，起初作為GE飛機(jī)引擎配套軟件服務(wù)，后被定義為在工業(yè)應(yīng)用中 基于云的操作系統(tǒng)，逐漸覆蓋GE旗下各大業(yè)務(wù)板塊。2015年GE成立“GE Digital”并宣布將Predix全面對外開放。2018年發(fā)布《GE 的長期數(shù)字化計(jì)劃》，重申GE將繼續(xù)數(shù)字工業(yè)化轉(zhuǎn)型之路，不斷提升企業(yè)創(chuàng)新能力。

GE航空公司將數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于發(fā)動機(jī)開發(fā)領(lǐng)域。2015年，GE基于數(shù)字孿生體，實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)的實(shí)時監(jiān)控、及時檢查和預(yù)測性維修；此外，建立波音777飛機(jī) GE90發(fā)動機(jī)葉片數(shù)字孿生體，通過匯總設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行各階段積累的數(shù)據(jù)及發(fā)動機(jī)實(shí)體在各階段的情況，實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)運(yùn)行過程進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測、故障診斷、性能預(yù)測和控制優(yōu)化。公司擁有120萬個數(shù)字孿生體、超330種數(shù)字孿生“藍(lán)圖”，包括噴氣式發(fā)動機(jī)、近海石油鉆機(jī)、發(fā)電設(shè)備、壓縮機(jī)等，為日常運(yùn) 營和成本維護(hù)節(jié)省了15億美元。

圍繞軍工元宇宙、虛擬孿生，目前部分國內(nèi)企業(yè)可提供軟硬件、設(shè)備、系統(tǒng)支持，并圍繞相關(guān)項(xiàng) 目開展研發(fā)、驗(yàn)證和實(shí)裝工作。硬件方面，泰豪科技和川大智勝中標(biāo)軍方VR/AR項(xiàng)目、運(yùn)達(dá)科技和航天發(fā)展可提供模擬訓(xùn)練設(shè)備、海蘭信可架構(gòu)海底數(shù)據(jù)中心；軟件方面，華力創(chuàng)通具有仿真解決方案、觀想科技可提供裝備信息化、能科科技助力數(shù)字孿生建設(shè)等。當(dāng)前元宇宙概念火熱背景 下，一些公司相關(guān)研發(fā)開展領(lǐng)先、已經(jīng)有成熟技術(shù)、相關(guān)產(chǎn)品投入使用，更加具有長期配置價值， 有望在軍工元宇宙、企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型下迎來新的發(fā)展機(jī)會。

3.2 商業(yè)航天

商業(yè)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)是商業(yè)航天經(jīng)濟(jì)的主要構(gòu)成部分，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)前景廣闊。商業(yè)航天領(lǐng)域是軍工技術(shù)外溢的典型案例，是航天領(lǐng)域軍民融合深度發(fā)展的突破口，全球商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)可分運(yùn)載火箭、人 造衛(wèi)星、載人航天、深空探測及空間站五大方向，其中載人航天、深空探測及空間站產(chǎn)業(yè)尚處于萌芽階段，整體規(guī)模較小，因此人造衛(wèi)星以及與衛(wèi)星發(fā)射相關(guān)的商業(yè)運(yùn)載火箭產(chǎn)業(yè)構(gòu)成了目前太空經(jīng)濟(jì)的主體。根據(jù)Statista預(yù)測，全球航天經(jīng)濟(jì)規(guī)模到2030年將達(dá)到6000億美元，基于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的衛(wèi)星寬帶市場將增至460億美元，2020-2030年之間增長5倍，衍生應(yīng)用市場將增至990億美元、2020-2030年增長約100倍，為全球商業(yè)航天及應(yīng)用服務(wù)企業(yè)提供廣闊發(fā)展空間。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是地面通信手段的重要補(bǔ)充，能夠有效實(shí)現(xiàn)全球的覆蓋及服務(wù)。

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入快速發(fā)展階段，國際巨頭競相布局這一新賽道，太空圈地運(yùn)動如火如荼。美國、 英國、加拿大、俄羅斯等國政府、軍方、企業(yè)紛紛提出衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座發(fā)展計(jì)劃，其中“星鏈” 項(xiàng)目是目前發(fā)展最快的。星鏈?zhǔn)敲绹鳶paceX公司計(jì)劃推出的一項(xiàng)通過低地軌道衛(wèi)星群，為全球任何地方的住宅用戶、商業(yè)用戶、社會公共機(jī)構(gòu)、政府以及專業(yè)用戶提供類似光纜的寬帶低時延互聯(lián)網(wǎng)接入及通信服務(wù)的項(xiàng)目。

該項(xiàng)目計(jì)劃在2019~2024年在太空搭建由約1.2萬顆衛(wèi)星組成 的“星鏈”網(wǎng)絡(luò)，并于2018年2月22日發(fā)射首批測試衛(wèi)星，在更長遠(yuǎn)的計(jì)劃中，SpaceX 將發(fā)射4.2萬顆低軌衛(wèi)星，這些衛(wèi)星將在近地空間連點(diǎn)成線、織線成網(wǎng)。截至2021年11月13日首次部署第四個軌道層，“星鏈”衛(wèi)星已累計(jì)發(fā)射1844顆，在軌1719顆，空間操作1696顆， 正式運(yùn)營1454顆。

除此之外，“行業(yè)龍二”英國OneWeb在經(jīng)歷破產(chǎn)重組后發(fā)展步入正軌，目前已發(fā)射322顆在軌衛(wèi)星；2021年11月5日，亞馬遜向FCC提出申請，將Kuiper網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星數(shù)量增加到7774顆，從而向SpaceX發(fā)起挑戰(zhàn)；2021年11月3日，美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）宣布批準(zhǔn)了航空業(yè)巨頭波音于2017年首次提出的發(fā)射和運(yùn)營147顆衛(wèi)星以提供高速寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入的申請。

行業(yè)龍頭關(guān)注商業(yè)衛(wèi)星投資機(jī)會。波音為了保證其在現(xiàn)代太空競爭中保持領(lǐng)先地位，近年來在商業(yè)衛(wèi)星領(lǐng)域動作不斷。先后對納米衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)公司Myriota、衛(wèi)星推進(jìn)系統(tǒng)公司Accion Systems、下一代集成衛(wèi)星終端解決方案供應(yīng)商Isotropic Systems Ltd和航空航天光通信公司BridgeSat等進(jìn)行投資。

此前國內(nèi)國有和民營的衛(wèi)星星座計(jì)劃整體呈現(xiàn)多點(diǎn)開花、分兵而戰(zhàn)的格局。2018年航天科技集團(tuán)宣布全球低軌衛(wèi)星星座通信系統(tǒng)“鴻雁星座”計(jì)劃，分三期建設(shè)共計(jì)300余顆衛(wèi)星，目前僅于2018年底成功發(fā)射首顆“鴻雁星座”。民營低軌通信衛(wèi)星初創(chuàng)公司銀河航天規(guī)劃組建的 “銀河Galaxy”低軌寬帶衛(wèi)星星座，由上千顆自主研發(fā)的5G衛(wèi)星組成近地軌道組成網(wǎng)絡(luò)星座，2020年1月首發(fā)星成功發(fā)射。

在制造業(yè)整合和成本控制方面，我國空天通信產(chǎn)業(yè)相比Starlink等對手存在一定差距。國內(nèi)對商業(yè)航天以及小衛(wèi)星組網(wǎng)等技術(shù)的探索相對較晚，因此在星間鏈路激光通信、星群通信協(xié)議、 Ku/Ka特別是Q/V波段（頻譜資源和帶寬更具前景）的射頻器件、低成本相控陣天線、星載運(yùn)算芯片、5G融合的空中接口傳輸技術(shù)、“大時延帶寬積”條件下的端到端傳輸控制和擁塞管理、 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)邊緣計(jì)算技術(shù)等軟硬件技術(shù)方面，亟待提升和實(shí)踐。

發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢，星網(wǎng)集團(tuán)成立標(biāo)志著我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域也將進(jìn)入快速增長期。2021年4月26日，中國衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司成立，主要承擔(dān)統(tǒng)籌中國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展等任務(wù)，經(jīng)營范圍以衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)為主，包括從論證到工程、運(yùn)營，發(fā)射和測控，以及基礎(chǔ)和增值電信業(yè)務(wù)。星網(wǎng)集團(tuán)的成立解決了國內(nèi)衛(wèi)星星座群雄逐鹿的亂局，“集中力量辦大事”，開啟我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新征程，以期滿足我國構(gòu)建全球?qū)拵l(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的重任，并走向國際舞臺，滿足未來國際化通信需求重任。

3.3 無人機(jī)

無人機(jī)的應(yīng)用逐步形成了軍民兩用格局，未來市場廣闊投資熱情高漲。無人機(jī)按照其應(yīng)用領(lǐng)域的不同可以分為軍用無人機(jī)與民用無人機(jī)。早期，無人機(jī)行業(yè)的應(yīng)用基本在軍用領(lǐng)域，無人化、智能化的未來戰(zhàn)爭趨勢，無人機(jī)作為無人作戰(zhàn)體系的重要組成部分市場空間廣闊。同時，近年來， 隨著衛(wèi)星定位系統(tǒng)的成熟、電子與無線電控制技術(shù)的改進(jìn)、多旋翼無人機(jī)結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，無人機(jī)行業(yè)快速發(fā)展，其在農(nóng)林植保、電力巡檢、地理測繪、航拍等方面的應(yīng)用越來越常態(tài)化，為無人機(jī)行業(yè)發(fā)展提供了產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)和市場化活力。

根據(jù)Drone Industry Insights預(yù)測，2025年國際 市場無人機(jī)市場規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到428億美元，2020年到2025年年均復(fù)合增長率達(dá)到14%。無人機(jī)市場的火熱也帶動了行業(yè)的投資熱情，根據(jù)Drone Industry Insights統(tǒng)計(jì)，2010-2020年10年間，國際市場無人機(jī)投資規(guī)模的年均復(fù)合增速達(dá)到了51.80%，投資額也從2010年的360億美元拔升到了23390億美元，增幅超過了60倍。

美國在無人機(jī)領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。無人機(jī)的發(fā)展具有悠久的歷史，1909年世界上第一架無人機(jī)在美國試飛，20世紀(jì)末，許多國家研制出新時代的軍用無人機(jī)，很大程度上改變了軍事戰(zhàn)爭和軍事調(diào)動的原始形式。目前，無人機(jī)技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平的是美國，目前，美軍已經(jīng)投入使用的新型無人機(jī)多達(dá)75種，139架。一是長航時的無人機(jī)，如“全球鷹”等。二是短、近程無人機(jī)，包括RQ-7A“影子”和“影子”600、“指針”FQM-151A無人偵察機(jī)、“龍眼”無 人偵察機(jī)等。三是微型無人機(jī)，主要包括“微星”無人機(jī)、“美鈔”無人機(jī)等。四是無人作戰(zhàn)飛 機(jī)，主要包括MQ-1“捕食者”無人偵察/ 攻擊機(jī)等。近年來，航空巨頭們積極布局無人機(jī)（及其相關(guān)技術(shù)）領(lǐng)域，力求在未來的產(chǎn)業(yè)新格局中占據(jù)發(fā)展高地。

中國無人機(jī)技術(shù)深厚，軍用無人機(jī)備受國際市場青睞，民用無人機(jī)行業(yè)發(fā)展走在世界前列。我國無人機(jī)發(fā)展起步于軍用無人機(jī)，研發(fā)無人機(jī)已有四十多年的歷史，產(chǎn)業(yè)鏈完整，關(guān)鍵部件已基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，包括基體材料（碳纖維）、電子核心器件、發(fā)動機(jī)等；不僅如此，產(chǎn)能方面也有大幅提升，脈動生產(chǎn)線可年產(chǎn)200架彩虹無人機(jī)。

21世紀(jì)以來，我國研發(fā)出了一系列具有中國特色的軍用無人機(jī)，已經(jīng)形成了一些較成熟的無人機(jī)產(chǎn)品系列，例如ASN系列無人機(jī)、BZK系列 無人機(jī)等，“翼龍”、彩虹”等中大型察打一體無人機(jī)在也備受國際市場青睞，根據(jù)SIPRI統(tǒng)計(jì)， 2010-2019年我國軍用無人機(jī)占據(jù)全球無人機(jī)25.3%的出口市場市場份額，僅次于美國。同時， 我國民用無人機(jī)技術(shù)深厚，我國工信部對民用各領(lǐng)域的技術(shù)共性需求早已作出判斷，經(jīng)過多年發(fā)展，在廣東珠三角構(gòu)建了強(qiáng)大的無人機(jī)產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈，以深圳為主形成了中國乃至全球民用無人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的領(lǐng)頭羊，為我國無人機(jī)相關(guān)技術(shù)打下深厚基礎(chǔ)。

垂直起降固定翼飛行器憑借獨(dú)特的構(gòu)型，是近年來無人機(jī)乃至有人機(jī)領(lǐng)域最具活力的細(xì)分賽道之 一。軍用方面，因不受起降場地限制，能適應(yīng)航海、山地等復(fù)雜地形環(huán)境，美將垂直起降飛行器列為美軍十大未來關(guān)鍵裝備之首。2020年，美空軍發(fā)布“敏捷至上”項(xiàng)目，極力推進(jìn)電動垂直起降eVTOL無人機(jī)軍事化應(yīng)用。多家新興eVTOL商企參與，目前Joby和Beta兩家已經(jīng)進(jìn)入試飛階段。項(xiàng)目預(yù)計(jì)于2023年完成飛行器適航審定，2025年初具備規(guī)模化應(yīng)用的水平，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模采購。民用方面，2020年垂直起降（VTOL）無人機(jī)在工業(yè)級應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，同 時繼續(xù)加速城市交通商業(yè)化發(fā)展。

1）工業(yè)級成為全球民用無人機(jī)增長新引擎，市場逐步由to C轉(zhuǎn)向to B。隨著應(yīng)用場景的不斷拓展，預(yù)計(jì)2020年工業(yè)無人機(jī)市場規(guī)模將首次超過消費(fèi)級無人機(jī)，成為全球民用無人機(jī)的主要市場。根據(jù)Frost & Sullivan預(yù)測，2020-2024年全球工業(yè)無人機(jī)市場CAGR高達(dá)56.43%，成為全球民用市場增長新引擎，2024年全球民用市場規(guī)模將達(dá)4157.27億元，而垂直起降（VTOL）無人機(jī)也是發(fā)展亮點(diǎn)之一。2）VTOL加速城市交通 （UAM）商業(yè)化。2020年，日韓率先從國家層面頂層設(shè)計(jì)UAM產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，明確了 UAM 發(fā)展 的關(guān)鍵時間點(diǎn)。同時，eVTOL企業(yè)受到全球資本包括產(chǎn)業(yè)資本的高度重視（豐田、優(yōu)步、騰訊等），紛紛加緊布局，助力UAM商業(yè)化進(jìn)程。

3.4 金屬3D打印

航天航空領(lǐng)域給金屬3D打印帶來巨大想象空間。航空航天制造領(lǐng)域由于難加工、高復(fù)雜、小批 量、多批次、傳統(tǒng)工藝工序多、成本高等特點(diǎn)，能很好地發(fā)揮金屬 3D 打印優(yōu)勢，3D打印不僅能 降低成本，還能極大縮短設(shè)計(jì)和研發(fā)時間，疊加行業(yè)本身較高的規(guī)模化生產(chǎn)需求，因此兼具成長性和確定性。目前GE公司通過3D打印制造的燃油噴嘴已超過3.3萬件，近年來也明顯加快了對上游3D打印企業(yè)的收購兼并力度。據(jù)Research and Markets預(yù)測，2017-2021期間全球商用航空3D打印市場將以23％的復(fù)合增速增長。此外，醫(yī)療行業(yè)尤其齒科、骨科、植入物領(lǐng)域同樣對金屬打印存在龐大的需求，未來有望形成規(guī)?；亩ㄖ剖袌?。2020年，GE證明增材制造可以在成本上與鑄造競爭的四個零件，海外巨頭重視資本市場對3D打印持續(xù)看好。

國際上金屬增材制造在航空航天領(lǐng)域已逐步轉(zhuǎn)入規(guī)模化應(yīng)用階段。波音公司從1997年就開始使用3D打印技術(shù)了，在10個不同的飛機(jī)制造平臺上已經(jīng)3D打印了超過50000個金屬零部件， 在最新的波音787“夢幻飛機(jī)”上有30個打印的零件；空客公司在其飛機(jī)上使用金屬增材制造的支架和排氣管，目前正與Arconic合作量產(chǎn)大型增材制造機(jī)身組件，2017年9月首次在商用飛機(jī)上安裝鈦合金制造的支架。GE公司采納增材制造已有10年之久，每年使用金屬增材為其新型LEAP發(fā)動機(jī)制造數(shù)千個燃料噴嘴，如今GE9X等其他發(fā)動機(jī)也正在大量使用增材技術(shù)制造的零部件；俄技集團(tuán)正在使用3D打印技術(shù)生產(chǎn)PD-35發(fā)動機(jī)部件，這款大推力航空發(fā)動機(jī)將用于CR929俄中寬體客機(jī)；2021年7月，雷神宣布開發(fā)一款新型吸氣式高超音速武器，其中源動力超燃沖壓發(fā)動機(jī)的全部零件將采用3D打印制造。

國內(nèi)金屬3D打印在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用近年來發(fā)展較快，但產(chǎn)業(yè)化相比國外仍有差距。2013年王華明院士以“飛機(jī)鈦合金大型復(fù)雜整體構(gòu)件激光成形技術(shù)”獲國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎，意味著我國成為繼美國之后，世界上第二個掌握飛機(jī)鈦合金結(jié)構(gòu)件激光快速成形技術(shù)的國家。西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室制造的C919 飛機(jī)主承力梁試驗(yàn)樣件長度5米，中央翼緣條試驗(yàn)樣件長度超過3米。2015年成功發(fā)射浦江一號，在國內(nèi)衛(wèi)星上首次采用了3D打印鈦合金材料的天線支架。2021年8月，航天科工二院二部發(fā)布消息稱實(shí)現(xiàn)了某型飛行器產(chǎn)品復(fù)雜結(jié)構(gòu)的3D打印集成制造。

目前我國首創(chuàng)3D打印葉片技術(shù)已經(jīng)開始大規(guī)模在國產(chǎn)飛機(jī)上使用，其中包括五代隱形戰(zhàn)斗機(jī)和運(yùn)-20大型運(yùn)輸機(jī)。我國第一款艦載戰(zhàn)斗機(jī)殲-15、多用途戰(zhàn)斗轟炸機(jī)殲-16、第一款本土隱形戰(zhàn)斗機(jī)殲-20及第五代戰(zhàn)斗機(jī)殲-31的研發(fā)和制造均普遍使用了3D打印技術(shù)。國內(nèi)金屬打印技術(shù)雖然已得到較多應(yīng)用，但目前更多是作為關(guān)鍵部位攻關(guān)、試驗(yàn)件制備或者小批量產(chǎn)品應(yīng)用，在產(chǎn)業(yè)化方面相比國外仍存在一定差距。伴隨供應(yīng)端國產(chǎn)能力的提升以及需求端應(yīng)用的 推廣，未來產(chǎn)業(yè)化或?qū)⑻崴佟?/span>

目前國內(nèi)的增材制造廠商已具備批產(chǎn)能力，導(dǎo)彈3D打印零部件實(shí)現(xiàn)批產(chǎn)后前景廣闊。國內(nèi)增材制造廠商中，鉑力特的增材制造零部件已經(jīng)批產(chǎn)應(yīng)用于7個飛機(jī)型號，4個無人機(jī)型號，7個航空發(fā)動機(jī)型號，2個火箭型號，3個衛(wèi)星型號，5個導(dǎo)彈型，1個空間站型號，2個燃機(jī)型號， C919等軍民用大飛機(jī)項(xiàng)目；中國航天科技集團(tuán)五院529廠的增材制造技術(shù)已在載人航天、深空探測、遙感、通信等多個領(lǐng)域的正樣、初樣產(chǎn)品研制中得到廣泛應(yīng)用，涉及型號近20個、零件產(chǎn)品300余件；航天科工第十研究所下屬航天天馬目前已經(jīng)為導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi)星配套了部分重要 零件，于2021年3月簽訂批量生產(chǎn)訂單。

3.5 陶瓷基復(fù)材

陶瓷基復(fù)合材料（CMC）是“近乎完美”的新一代高溫材料。陶瓷基復(fù)合材料憑借其低密度、 高溫抗氧化、耐腐蝕、低熱膨脹系數(shù)、低蠕變等優(yōu)點(diǎn)，非常適用于航空航天中的高溫高應(yīng)力環(huán)境， 不僅能使結(jié)構(gòu)減重50%～70%，而且能將工作溫度提升400～500℃，顯著提高發(fā)動機(jī)推重比， 在航發(fā)、導(dǎo)彈等領(lǐng)域有非常廣闊的應(yīng)用前景。

CMC越來越廣泛地應(yīng)用于航發(fā)中，世界航發(fā)巨頭大規(guī)模擴(kuò)建CMC工廠。西方發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)商已將CMC材料應(yīng)用于多個航空發(fā)動機(jī)熱端部件，主要包括發(fā)動機(jī)尾噴口、渦輪靜子葉片、噴管調(diào)節(jié)片、燃燒室火焰筒等部位。GE公司2017年時就預(yù)測，未來10年發(fā)動機(jī)中CMC的用量將增加10倍，認(rèn)為能夠在航空發(fā)動機(jī)中使用CMC的零件包括燃燒室襯套、外環(huán)、導(dǎo)葉、工作葉片等。近年來，各大航發(fā)制造商大力布局SiC/SiC復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)化建設(shè)：

GE：公司除了在紐約設(shè)立的全球研發(fā)中心以外，還完成了垂直一體化CMC供應(yīng)鏈的4個生產(chǎn)設(shè)施。1）GE航空集團(tuán)總部負(fù)責(zé)CMC產(chǎn)品設(shè)計(jì)的CMC實(shí)驗(yàn)室；2）CMC 原材料及部件的小批量生產(chǎn)廠；3）CMC部件大批量生產(chǎn)廠，生產(chǎn)包括LEAP所使用的SiC/SiC渦輪罩環(huán)等部件，其目標(biāo)是在2020年實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)能超過36000個罩環(huán)；4）CMC大批量原材料生產(chǎn)設(shè)施，該設(shè)施包括兩間工廠，分別批量生產(chǎn)碳化硅陶瓷纖維和使用碳化硅纖維生產(chǎn)單向預(yù)浸料。為了滿足航空發(fā)動機(jī)對CMC材料的需求、提高CMC零件生產(chǎn)效率，GE公司目前正在實(shí)驗(yàn)室研究采用增材制造技術(shù)生產(chǎn)CMC零件。

CFM：公司研發(fā)的LEAP新型航空發(fā)動機(jī)，將成為第一個廣泛應(yīng)用的陶瓷基復(fù)合材料的產(chǎn)品，護(hù)罩襯最熱端采用的便是陶瓷基復(fù)合材料部件，其工作溫度高達(dá)2400°F。公司從2016年開始由CFM56的生產(chǎn)逐漸過渡到LEAP-X發(fā)動機(jī)，為實(shí)現(xiàn)LEAP放量的產(chǎn)能需求，2017年公司計(jì)劃投資7.5億美元，在美國密西西比州埃利斯維爾新建和擴(kuò)建廠房，用于量產(chǎn)CMC材料部件。賽峰集團(tuán)于2018年11月成立了賽峰航空陶瓷技術(shù)公司，致力于陶瓷基復(fù)合材料的基礎(chǔ)研發(fā)與生產(chǎn)，為發(fā)動機(jī)提供質(zhì)輕耐高溫的復(fù)合材料。

作為CMC材料性能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，碳化硅/氮化硅纖維的制備難度非常大，具有極高的技術(shù)壁壘。先驅(qū)體熱解法制備SiC纖維實(shí)力最強(qiáng)的公司主要集中在日本和美國，目前已經(jīng)發(fā)展到第三代產(chǎn)品。具備產(chǎn)業(yè)化能力的目前有日本碳公司（Nippon Carbon）、宇部興產(chǎn)（Ube Industries）和美國道康寧（Dow Corning）。第一代產(chǎn)品以高氧碳SiC纖維為代表，采用氧化交聯(lián)，含氧量10~15%，使用溫度在 1200℃以下；第二代產(chǎn)品以低氧高碳SiC纖維為代表，采用電子束交聯(lián)， 使用溫度提高到1300℃；第三代產(chǎn)品以近化學(xué)計(jì)量比SiC纖維為代表，游離碳和雜質(zhì)氧含量明顯降低，耐溫能力大幅提升至1700℃。

目前世界上日本的聚碳硅烷（PCS）和陶瓷纖維（SiC/Si3N4）生產(chǎn)能力較強(qiáng)，但均對我國禁銷。日本Nippon Carbon公司和Ube Industries公司是國際市場最主要的SiC纖維生產(chǎn)廠家， 總產(chǎn)量占到全球的80%左右。目前第一代、第二代和第三代SiC纖維均實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，其中Nippon Carbon公司的純SiC纖維（牌號Nicalon）和Ube Industries公司的含鈦、含鋯、 含鋁等類型的SiC纖維（牌號 Tyranno）產(chǎn)量均達(dá)到100噸級，且基本保持穩(wěn)定。因美國將其用于多項(xiàng)高技術(shù)領(lǐng)域，其具體應(yīng)用部件、應(yīng)用方式和應(yīng)用數(shù)量嚴(yán)格保密，兩類產(chǎn)品均對我國禁銷。我國要突破國外技術(shù)封鎖必須立足獨(dú)立研發(fā)，掌握陶瓷纖維制備的核心技術(shù)和工藝。

我國是繼日本和美國后又一個能實(shí)現(xiàn)連續(xù)SiC纖維產(chǎn)業(yè)化的國家，目前以第一、二代產(chǎn)品為主， 隨著技術(shù)迭代有望迎來彎道超車機(jī)遇。國內(nèi)研究單位主要有國防科技大學(xué)和廈門大學(xué)，生產(chǎn)廠家主要有福建立亞（火炬電子子公司）和蘇州賽菲。相比進(jìn)口產(chǎn)品，國產(chǎn)SiC纖維綜合性能不落后于國外同代次產(chǎn)品，且具有明顯的價格優(yōu)勢。

我國目前的陶瓷基復(fù)材處于規(guī)?；瘧?yīng)用前期，預(yù)期伴隨新一代航空航天裝備的放量，有望迎來批量需求。2021年11月11日，全國首個陶瓷基復(fù)合材料智能制造園區(qū)西安鑫垚陶瓷復(fù)合材料有限公司陶瓷基復(fù)合材料智能制造園區(qū)在西安航空基地開工建設(shè)，項(xiàng)目建成后將極大提升中國陶瓷基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)智能制造水平，牽引陶瓷基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈全面自主可控，為國家重大裝備的升級換代提供支撐。碳化硅纖維技術(shù)仍在快速發(fā)展和迭代，在技術(shù)迭代過程中，中國企業(yè)有望實(shí)現(xiàn)彎道超車。

3.6 艦船綜合電推及電磁能裝備

綜合電力系統(tǒng)是艦船動力及能源系統(tǒng)的發(fā)展主要趨勢。艦船綜合電力系統(tǒng)（IPES）將相互獨(dú)立的機(jī)械推進(jìn)與電力系統(tǒng)，以電能的形式合二為一，通過電力網(wǎng)絡(luò)為船舶推進(jìn)、通信導(dǎo)航、特種作業(yè)和日用設(shè)備等供電，實(shí)現(xiàn)全船能源的綜合利用。開展綜合電力系統(tǒng)技術(shù)的研究，對艦船的總體設(shè)計(jì)、動力系統(tǒng)的優(yōu)化、隱蔽性的提高、作戰(zhàn)方式的選擇以及高能武器上艦都具有顯著的軍事意義和經(jīng)濟(jì)價值。航母電磁彈射、潛艇泵噴推進(jìn)、高能武器裝備的應(yīng)用都依賴于綜合電力系統(tǒng)，船舶綜合電力系統(tǒng)首先應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，并逐步在民船中推廣。

綜合電力系統(tǒng)是電磁彈射列裝航母的必要條件。艦載機(jī)彈射裝置可大幅增加航母作戰(zhàn)效能，未來電磁彈射將逐步取代蒸汽彈射。綜電系統(tǒng)是將電磁彈射應(yīng)用到常規(guī)動力航母上的關(guān)鍵，電磁彈射系統(tǒng)彈射飛機(jī)時，峰值功率超過10萬千瓦，常規(guī)動力航母通過艦上發(fā)電機(jī)直接供電是不現(xiàn)實(shí)的， 因此需要強(qiáng)大的綜合電力系統(tǒng)作為保障。電磁彈射系統(tǒng)必須以綜合電力系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過儲能分系統(tǒng)和能量管理分系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能量的零存整取，從而實(shí)現(xiàn)電能的瞬時大功率輸出。

泵噴推進(jìn)技術(shù)能有效提升潛艇隱蔽性，無軸泵噴有望成為泵噴技術(shù)未來發(fā)展方向。潛艇泵噴推進(jìn)技術(shù)由于槳葉外緣與電機(jī)轉(zhuǎn)子連接，將槳葉的高壓和低壓區(qū)隔離，不易形成渦流和空泡現(xiàn)象，能夠有效提升推進(jìn)效能和降低振動噪聲。采用無軸泵推技術(shù)后，直接去掉了推進(jìn)軸，由發(fā)電機(jī)發(fā)電直接驅(qū)動無軸泵推器內(nèi)部的電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，可以節(jié)省大量艇體空間同時有效降低艇上機(jī)械噪音。

無軸泵推裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是每一片槳葉都具有自己的推動部件，而裝置的外殼就相對一個電機(jī)的定 子、槳片則相當(dāng)于電機(jī)的轉(zhuǎn)子，這樣只需要提供電力就能夠使得槳葉轉(zhuǎn)動起來，進(jìn)而產(chǎn)生推進(jìn)力。由于減少了中間的傳動環(huán)節(jié)，不僅簡化了驅(qū)動機(jī)構(gòu)組成，而且更重要的是減少了一個機(jī)械噪音源， 對于提升潛艇靜音性能有極大幫助。該技術(shù)的關(guān)鍵就是電機(jī)，一定程度上依賴綜合電力控制技術(shù)對艇上的電能進(jìn)行更精確、更有效率的分配，從而確保無軸泵噴推進(jìn)裝置的高效運(yùn)作。

電磁軌道炮能夠大幅突破傳統(tǒng)艦炮的炮口初速，是提升現(xiàn)代海軍作戰(zhàn)能力的重要手段。冷戰(zhàn)后， 美國海軍提出了“由海向陸”戰(zhàn)略，對陸火力支援能力需要大幅提高，電磁軌道炮的全新發(fā)射機(jī)理使其能有效突破傳統(tǒng)艦炮的炮口初速，從而能夠顯著增大射程，成為滿足美國海軍作戰(zhàn)需求的有效解決方案。美海軍對電磁軌道炮的性能要求主要包括：早期炮口動能20～32兆焦，后期達(dá)到64兆焦，炮口初速大于2500米/秒，射程200～370千米，射速6～10發(fā)/分，導(dǎo)軌壽命1000發(fā)。而一般艦炮速度只有1公里/秒，因此其攔截和攻擊能力要大大優(yōu)于現(xiàn)有的艦載導(dǎo)彈和火炮。

與電磁彈射類似，電能武器依靠電磁場產(chǎn)生的安培力獲得動力，歸屬電磁發(fā)射技術(shù)大類。電磁軌道炮由兩條平行軌道和沿軌道滑動的電樞構(gòu)成，兩條軌道與電源相連，電樞位于兩根軌道之間,傳導(dǎo)電流并推動炮彈運(yùn)動。當(dāng)大功率脈沖電源快速放電時，瞬間強(qiáng)電流從一根導(dǎo)軌流入，經(jīng)電樞后從另一根導(dǎo)軌流出，同時在兩根導(dǎo)軌間形成強(qiáng)磁場，磁場與流經(jīng)電樞的電流相互作用，產(chǎn)生強(qiáng)大的洛倫茲力，推動電樞和彈丸運(yùn)動。電磁軌道炮同樣以艦船上儲存的電能為動力來源，利用電磁力沿導(dǎo)軌將彈頭加速發(fā)射出去，基本原理與電磁彈射一致，但使用的是直流電。除此電磁炮外， 以船舶綜合電力系統(tǒng)為核心的高能裝備還包括電磁阻攔、激光炮、粒子束武器、微波武器等。

綜合電力系統(tǒng)及電磁能技術(shù)是中國與美國并駕齊驅(qū)的重大技術(shù)領(lǐng)域。雖然美國最早在其主戰(zhàn)艦艇上完成綜電系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)的實(shí)用化，但由于設(shè)計(jì)時間均在20世紀(jì)80~90年代，因此其電制均采用研制難度不大的交流低頻電制，無法滿足現(xiàn)代高能武器和設(shè)備的裝配應(yīng)用。因此美軍在《海 軍電力與能源系統(tǒng)技術(shù)路線圖》規(guī)劃中，提出由低頻交流電制逐漸向中壓直流電制過渡的發(fā)展路線。我國的艦船綜電技術(shù)起步雖然晚于美國，但在2003年首先提出中壓直流綜合電力技術(shù)路線， 并在馬偉明院士的帶領(lǐng)下用10年時間成功解決一世界公認(rèn)的重大核心技術(shù)難題，使我國全電化 艦船技術(shù)一舉達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

合電力系統(tǒng)及電磁能技術(shù)成果轉(zhuǎn)化加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，市場空間巨大。國內(nèi)軍用市場方面，按照2030年以前我國建設(shè)4個航母作戰(zhàn)群，對標(biāo)“尼米茲”級航母作戰(zhàn)群造價，以及DDG1000綜合電力系統(tǒng)價值量占比，預(yù)計(jì)我國艦船綜合電力系統(tǒng)平均每年產(chǎn)生64億元市場需求，航母電磁彈射每年產(chǎn)生18億元市場需求。全球市場方面，全球船用電力推進(jìn)系統(tǒng)市場規(guī)模將由2013年的26億美元增加至2024年73億美元，且民用市場占比會逐步增加。國內(nèi)生產(chǎn)的電力推進(jìn)船舶在發(fā)展初期（2008-2011年）國產(chǎn)化率不到15%，隨著我國相關(guān)領(lǐng)域研發(fā)水平的不斷提高，2018年國產(chǎn)化率達(dá)到了60%，預(yù)計(jì)未來幾年國產(chǎn)化率還會持續(xù)增長，并進(jìn)入國際市場。