整机丨航空发动机的无损检测，如何参与万亿美元航空航天市场? (附涡轮叶片检测图)

无损检测（NDT）对于飞机制造业和维修业来说是一个非常重要的行业，其年市值高达十几亿美元。在飞机制造业中，使用无损检测方法评估结构或部件的完整性和损伤状况。在飞机投入使用后，无损检测是检测飞机健康状况的重要方法，如金属疲劳和材料应力问题。无损检测方法在检测部件时不会破坏材料，可为航空公司节约维修成本、缩短停场时间，有利于航空公司的飞机尽快投入运营。 

无损检测可检测飞机、航空发动机的所有部分出现的任何损伤，包括确定材料厚度、裂纹、腐蚀、复合材料的脱层和焊接缺陷等，同时也可检测整架飞机。统计数据显示，用于机体的无损检测占民用飞机无损检测的70%~80%，剩余20% 左右的检测是用于发动机和其他相关部件。

无损检测最初的应用要追溯到1914 年民用航空刚兴起的那段时间，无损检测具有降低成本和确保安全性的重要作用，因此堪称是幕后英雄。

据美国无损检测学会称，最常用的6 种检测方法是磁粉检测、液体渗透检测、射线检测、超声检测、涡流探伤和目视检查。这些方法均适用于航空领域。2014年无损检测的市值为14 亿美元。

其中在民用航空领域，除了目视检查，无损检测最常用的方法还有起源于医疗行业的射线检测和涡流探伤检测。射线检测是通过使用X射线和γ 射线检测缺陷，其使用已超过100 多年。

而涡流探伤检测是一种可以检测机体、结构部件、螺栓孔等表面裂纹和腐蚀以及导电材料缺陷的检测技术。在波音747 的无损检测手册中，涡流探伤占了一半的篇幅，由此可以看出，涡流探伤检测在维修中非常重要。

发动机孔探

现状和发展趋势

北美和欧洲是当前最成熟的航空无损检测市场，这些地区有很多能够提供全方位无损检测服务的维修企业和独立第三方企业。 

飞机材料的改变也会影响其对无损检测的要求。铝曾经是全球最常用的飞机制造材料，但现在其用量远低于十年前。 相比之下，更多的碳纤维复合材料被用于飞机制造中，给无损检测带来了新的要求和挑战。

因为复合材料结构更为复杂，由多层和多种元素组成，制成的零件发生厚度变化和弯曲的现象非常常见，而且这类部件极易出现故障。 

使用滚轮PAUT探头扫查蒙皮

为此，最常用于检查复合结构的超声波探伤技术应运而生。超声波检测作为近年来无损检测市场最大的增长点，为整体行业收入贡献了31.1％，而且现已成为了创新的温床。 相信未来超声相控阵检测技术在下一代飞机中也会有广泛的应用。

全球航空航天市场有多大？

研究结果显示，2017年全球航空航天工业市场规模达8380亿美元。这8380亿美元的组成包括，飞机制造业占54%，包括主制造商（OEM）、一级和次级供应商（即飞机系统和部件制造商）；卫星和空间占7%；导弹和无人机占5%；最令人惊讶的是——MRO部分的贡献占27%，价值2250亿美元，包括维护、升级和相关的部件和服务。

2017年全球航空航天工业市场规模分解（图中黄色部分指的是飞机系统和部件制造） 

数据来源 | 空气动力咨询公司和蒂尔集团

谁是航空航天市场老大？

目前美国以4080亿美元高居榜首，占全球航空航天业的49%，支撑美国实力的是大量的主制造商和供应商，大规模的国防开支和1300亿美元的航空航天出口。法国排名第二（690亿美元），在喷气式客机、战斗机、公务机、旋翼机、空间和导弹领域拥有极其多样化的能力。

英国（6%）和德国（5%）排在前五名（分别为第四和第五），它们都拥有多家制造商、深度供应链和大量的MRO活动，出口能力强。总体而言，欧洲、中东和非洲航空航天工业占全球的31%。

中国在未来10年或将超越法国位居第二

研究显示，中国力压英国和德国，排名第三，航空航天市场估值为610亿美元。目前中国的大部分活动都集中于飞机和航天器的国内市场销售，以及中国商飞C919等新项目的研发。

在政府的大力支持下，中国以极高的雄心、蓬勃发展的MRO需求和全球最大的喷气客机市场等有利条件，很可能在未来10年超过法国，成为第二名。

无损检测在航空零部件制造产业中的应用

现代无损检测与评估技术是航空航天产品全寿命周期中质量控制和降低综合成本的核心支撑技术，涉及航空航天产品的结构设计、材料研究与制备、工艺研究与优化、结构件制造与装配及整机服役和结构修理的完整产业链。

无损检测在航空航天中的应用

涡轮叶片无损检测

去掉涂层后的涡轮叶片

荧光渗透检测

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