HRC顧勇濤:碳纖維助力飛行器輕裝穩行

 今年3月,“低空經濟”首次被寫入政府工作報告,標志著產業發展迎來了重要的戰略機遇期。作為低空經濟的根本,低空制造相對于傳統航空制造,在技術能力、成本效益、生產效率等方面都有更高的要求。這些要求也推動著包括電池與動力系統、電子與通信技術、核心零部件及材料供應等產業鏈上游在創新技術和響應速度上不斷突破,以推動低空產品研發和市場化進程。

在低空飛行器研發制造過程中,材料選擇和機身設計是關鍵因素之一,不僅關系到飛行器的輕量化、結構穩定性、氣動性能,還涉及制造成本、運行效率和市場競爭力等多個方面。在這個充滿挑戰與機遇的新興行業中,由于技術和工藝壁壘較高,在全球范圍內能符合航空級應用要求且實現快速響應的優質供應商鳳毛麟角。其中,HRC亨睿碳纖維,這家異軍突起的新材料企業,近兩年正逐漸走進大眾視野。

 

HRC航空生產研發基地

HRC成立于2014年,是全球領先的復合材料綜合解決方案提供商,業務范圍覆蓋碳纖維復合材料全生命周期,公司致力于將可持續發展理念貫徹于技術突破及應用場景拓展,不斷發掘碳纖維的多重性能優勢,滿足移動出行、傳統通航及低空經濟、軌道交通、氫能、綠色建筑等市場日益增長的需求。在通用航空及低空飛行領域,憑借前瞻的戰略布局、突出的研發能力、全面的服務環節、豐富的項目經驗以及領先的設備技術等優勢,HRC深入參與了多個低空領域明星項目,助力主機廠實現航空前沿應用的快速落地,獲得行業內外的廣泛關注與認可。

本期“低空經濟20人”邀請到HRC亨睿碳纖維創始人及董事長顧勇濤,談談作為飛機機體結構設計與制造、部裝和總裝的“超級合作伙伴”,HRC如何通過其全面的業務覆蓋和卓越的技術能力,為低空經濟的發展注入新活力。

以獨特定位、領先技術和豐富經驗 滿足市場多樣化需求

億歐:首先感謝您接受我們的采訪。碳纖維復合材料在汽車、船舶等交通領域都已有成功應用,在您看來,碳纖維復合材料有何獨特性能和優勢?在低空經濟領域的應用情況如何?

顧勇濤:碳纖維復合材料具有高強度、輕量化、抗疲勞和可設計性強等獨特優勢。這不僅體現在其遠強于傳統金屬材料的比剛度、比強度,更體現在它卓越的曲面成型能力和可設計性等方面。

在時下熱議的低空經濟領域,eVTOL的整體結構中高達70%的材料采用復合材料,其中90%的復合材料是碳纖維復合材料。

 

億歐:在目前碳纖維材料市場中,HRC的優勢是什么?

顧勇濤:首先是獨特的整體定位,HRC是復合材料機身開發、制造及整裝伙伴,面對低空產業的快速增長和客戶的多樣化需求,我們圍繞全產業鏈從中間體材料、量產到回收再利用打造了連貫互補的技術服務,并形成了完整、專業度強、快速響應的服務體系,以“人無我有,人有我精”的市場優勢實現穩健增長。

我們也是國內最先布局低空賽道的碳纖維復合材料企業之一,服務客戶包括中國商飛、壹通、西飛民機、小鵬匯天、沃蘭特等,積累了豐富的技術和案例經驗。

 

由HRC協助開發的低空領域重點研發制造項目:壹通TR100垂直起降無人運輸機、西飛民機HH-100商用無人運輸機

此外,公司擁有多項專利技術,已成功通過AS9100D和DIN 6701等專業體系認證。近期,HRC航空以及ACTC先進復合材料技術中心還榮獲了蘇州市政府授予的“低空經濟領航企業”及“低空經濟創新示范機構”稱號。

億歐:HRC是否有自主研發的新材料或者新工藝?

顧勇濤:在材料方面,我們針對功能性復合材料的應用需求,如阻燃、耐高溫、抗沖擊、快速固化、電磁屏蔽等,進行預浸料的開發與應用,已形成了3大系列10個品種,分別適用于不同的成型工藝,可以滿足低空領域幾乎所有的復合材料應用需求。例如,公司研發并生產的無鹵阻燃預浸料已應用于ARJ21風擋玻璃填充物產品上,這款材料是基于“國產復合材料替代進口復合材料”要求而開發,獲得了中國民航局簽發的適航批準標簽(AAC-038),具有重大意義。

 

在工藝上,碳纖維復合材料零部件需要針對性地根據其產量、結構、性能及外觀等要求選擇合適的成型工藝。HRC不僅在傳統的熱壓罐、烘箱成型上具有先進的技術積累,也在模壓、拉擠、HP-RTM、纏繞、注塑、VARI等量產、高效益成型工藝上具有成熟的技術和先進的設備。舉例來說,今年我們成功開發了一款復合材料機翼,開創性地采用了拉擠模壓一體成型的工藝,這一創新設計理念顛覆了同類產品的傳統設計和制造形態,兼具經濟和生產效益,應用前景十分廣闊,也榮獲了SAMPE中國2024復材產品創新獎等行業認可。

率先布局、持續優化 助力主機廠快速應用落地

億歐:其實HRC在“低空經濟”這一概念提出之前就已經率先切入航空領域研發了,能不能分享一下當時選擇航空領域是出于什么樣的契機和考慮呢?

顧勇濤:早在2018年,我們便開始了航空零部件項目的開發與生產。航空制造產業作為國家重點發展的戰略性產業之一,是科技創新的熱點領域,而復合材料成型是產業鏈條中最具附加值的必要環節之一,具有巨大的發展潛力。我們也看準了碳纖維復合材料在航空領域的廣闊應用前景,因此決定進入這一領域,實現自身發展的同時,也為國家的民航事業貢獻一份力量。

億歐:能否為我們簡單介紹一下,目前HRC在航空復合材料領域的業務布局和產品情況?

顧勇濤:總體來說,HRC在航空復合材料成型領域的業務布局涵蓋零部件及整機研發、材料開發、工程設計、工業化制造、整機裝配等多個方面,擁有提供一體化綜合解決方案的能力,為我們贏得了獨特的市場地位。

這些業務可以分為三個方向:

1.為空客、商飛、西飛民機等全球知名商用飛機提供零部件供應;

2.為中小型飛機提供機體結構設計與制造服務,包括通用飛機、無人機、eVTOL整機級機體結構設計與制造;

3.功能性復合材料預浸料的開發與應用,包括耐高溫、抗沖擊、快速固化、電磁屏蔽等功能性復合材料預浸料。

 

億歐:能否為我們介紹一個HRC在航空領域具體應用實例?在這當中,HRC是如何助力航空器減重和提高性能的?

顧勇濤:以小鵬匯天飛行汽車X2為例,它是國內首款全碳纖維機身并獲得特許飛行證的載人eVTOL,已成功完成載人首飛。

X2整機重560公斤,機身部分全部由碳纖維制成,包含100多個零件,而碳纖維部分全部重量僅為85KG。HRC不僅順利完成了100多個碳纖維零件的共同設計開發和制造,也實現了碳纖維件與200多個金屬件和塑料件,1000多個標準件的整體精準定位安裝。其中3.8米大尺寸地板蒙皮一體成型,技術難度高,HRC所交付的最終產品可以說是代表了行業最高開發能力和完成水準。

在性能上,全碳纖輕量化機身幫助X2實現了飛行時的極致氣動性能和操穩特性。為了滿足產品強度及重量方面的要求,HRC團隊對產品結構進行了多重優化,如機身AB柱采用“A”字型的空心結構,滿足航空級的超聲波無損檢測要求等。

 

進博會上展示的由HRC協助小鵬匯天打造的 “旅航者X2” 飛行汽車

億歐:在您看來,目前低空領域對碳纖維材料的需求趨勢如何?對于供應商而言,這些趨勢會衍生出什么樣的要求?

顧勇濤:與傳統航空制造業相比,低空飛行器對碳纖維復合材料的應用更為積極。碳纖維復合材料是直升機、eVTOL、無人機等低空產品的機體主要結構材料,甚至還出現了全復材機體的應用。因此,低空經濟的不斷發展也推動著碳纖維及其復合材料的市場需求持續大幅提升。在技術、‌供應鏈等方面,低空產業與新能源汽車有著高度的互補性和協同性。與新能源汽車一樣,低空產業鏈也呈現出流程短、節奏快的特點,對于成本控制也有很高的要求。

作為供應商,HRC擁有豐富的汽車、航空領域交叉經驗,并已形成了成熟的服務體系,這樣的特殊優勢讓我們能夠完全適應低空產業的節奏和需求,為客戶提供多樣的解決方案。

億歐:除了輕量化,適航認證也是航空器必須考慮的因素。目前,在適航方面,HRC對主機廠應對適航而提出的產品品質標準是否有對應設計以及配合?

顧勇濤:適航是航空產業重要的話題,從適航管理體系來說,航空器所有設計和生產都要全面滿足適航要求,才能獲得型號適航證,其審核過程復雜,對產品的性能要求也十分嚴苛,尤其是航空復合材料的研發和制造。

目前,航局對材料認證基于行業標準或企業標準進行符合性審查。針對此,我們從兩方面展開行動:

一是建立符合要求的適航管理體系,在設計、生產、制造、人員資質、設備、原料、技術資料等各個環節,確保航空器的適航性和安全性;

二是參考行業標準,并依據波音、空客等主流主機廠的要求,在材料技術方面建立規范,以高效地滿足民航局適航審定流程,縮短適航審定周期。

 

多維度開拓創新、堅持可持續發展 共創低空產業未來

億歐:能否透露一下,HRC在研發層面的投入與規劃?

顧勇濤:HRC擁有高度專業化、國際化的航空研發及工程團隊,核心成員來自波音、空客,以及中航旗下各大主機廠,具有平均15年以上航空復合材料設計、工藝、裝配的研發制造經驗。目前,我們的航空公司擁有300余名員工,其中工程技術人員近100人。

基于高水平的人才及業務經驗基礎,公司堅持從多維度開拓創新,持續研發新材料和新工藝,在眾多研發方向上都擁有大量專利技術。目前,HRC擁有復合材料預浸料的研發和生產能力,已建立一條年產100萬平方米的預浸料生產線及樹脂生產車間,具備功能性樹脂研發、測試等能力,并配套有樹脂實驗室和基本力學性能測試實驗室。工藝方面,在熱壓罐及模壓等成熟工藝的基礎上,HRC致力于高效益復合材料成型工藝與應用的研究,以實現(較傳統工藝)成型速度和生產效益的大幅提升。

 

開放式復合材料成型技術研發平臺ACTC

值得一提的是,我們還與國際權威復合材料應用研究所Fraunhofer ICT聯手打造了亞洲最大、國內首個致力于輕量化量產技術應用的開放式研發平臺-ACTC,致力于開發驗證代表未來方向的多種熱塑性復合材料成型工藝,為包括航天航空在內的多個應用領域帶來先進解決方案,相應的案例我們也將陸續公開披露。

億歐:談到碳纖維就離不開環境以及可持續發展的話題,能否分享HRC在可持續發展方面的實踐與計劃?

顧勇濤:自成立以來,HRC就致力于將可持續理念融于我們的企業DNA中,落實到業務、運營、產業等生產經營的各個方面。在業務方面的實踐中,我們打通了碳纖維復材全產業鏈生態閉環,這在國內是首創,對從材料改性和開發,到產品試制及量產,再到回收再利用各個環節的“低碳化”具有開拓性的意義。我們也在積極開展碳纖維材料回收及再利用相關的業務。通過專利回收技術和專業服務,助力將再生碳纖維廣泛應用于復合材料再制造。在已驗證的可盈利的商業模式下,我們開創了多款兼具經濟和環保效益的高品質中間體材料及終端產品,由我們自主研發生產的多款產品也已獲得了全球回收標準GRS 4.0認證。

 

除了提供全方位的低碳解決方案,在工廠布局和運營方面,HRC同樣貫徹了可持續的設計理念,包括使用清潔、可再生能源,降低工廠內物流過程中的碳排放,采用自動化工藝,提升廢棄物利用率等。

億歐:在您看來,未來低空經濟及航空工業的發展方向如何?HRC享睿碳纖維將如何布局未來市場與技術發展?

顧勇濤:在政策產業共振下,低空產業備受關注,業界十分看好“低空+物流配送”、“低空+城市空中交通”、“低空+應急救援”等產業應用場景,并呈現規?;l展,未來,這些航空裝備也將全面融入人民生產生活各領域,形成規模龐大的航空產業市場。

對于低空飛行這樣一個戰略性新興產業而言,場景是根本,技術是支撐。因此,我們將繼續攜手主機廠,以市場需求為核心導向,聚焦關鍵技術突破及應用場景拓展,并深化上下游協同合作。