hb火博体育平台·民生证券：碳纤维复合材料是低空经济轻量化的核心材料

　　近期低空经济政策利好频发，例如3月5日国务院政府工作报告提及“加快低空经济等新增长引擎”，3月18日民航局召开通用航空工作领导小组会议、推进低空经济高质量发展相关工作等。

　　民生证券指出，在空间不变情况下，无人机结构件材料成为提高载荷的关键，碳纤维复合材料目前已成为无人机主力材料，可起到减轻机身重量、增加有效荷载、提高飞行安全性等作用：

　　①质轻且强度高，小型化、轻量化对无人机的性能和效率影响大，碳纤维复合材料比重仅为钢材重量的1/4，可降低无人机整体重量和结构占用空间，同时具有优异强度和刚度。

　　②耐腐蚀性，化学稳定性高、不易受侵蚀，在各种腐蚀环境下仍能保持稳定性和安全性，提高无人机使用寿命，降低维护和更换成本。

　　③耐高温性，在高温环境下可保持较好的力学性能、物理变化较小，不会产生蠕变和疲劳现象，使飞机外部结构完整性和稳定性得到保障，提高飞机寿命。

　　④抗电磁干扰，电磁干扰防护能力优于传统金属材料，可有效提高无人机电磁兼容性、稳定性和可靠性。

　　目前碳纤维复合材料约占无人机结构总质量的60-80%：①美国“全球鹰”无人侦察机，机翼、翼梁、翼盒等大量采用碳纤维复合材料，占结构总量65%以上。

　　②欧洲空中客车公司研发Zephyr无人机，采用碳纤维复合材料机身，飞机重量仅75kg，轻巧结构使Zephyr在21340m的高空可携带重23kg有效载荷。

　　③我国第一架全碳纤维复合材料结构机体无人试验机“雷鸟”(LN60F)，机身高2.2m、机身长4.7m、翼展10.5m，起飞质量257kg，续航时间为4h。

　　④中国“翼龙”无人机机身全部采用碳纤维复合材料，除用于侦查和打击犯罪，同时广泛应用于民用和科研领域。

　　⑤小鹏旅航者X2旋翼桨叶使用碳纤维环氧树脂基复合材料，提升旋翼桨叶刚度和轻量化，同时缩短电机驱动的响应时间，提高飞行品质和气动弹性稳定性。起落架采用玻碳混(玻纤+碳纤维)编板簧式设计。

　　⑦峰飞eVTOL智能飞行器V400整机机身使用碳纤维复合材料一体成型技术，实现重量轻、强度大、刚性好。

　　近2年国内碳纤维扩产幅度较大，扩产后降价/降本大周期开启，碳纤维作为复合材料，在轻量化、材料强度、模量等方面较传统金属合金及其他复合材料具备明显优势，前期市场空间相对受限，主因系碳纤维单价高，民生证券看好降价/降本大周期下碳纤维拓宽应用领域。

　　据民生简单测算，预计单个人形机器人碳纤维复合材料用量约392kg(小鹏旅航者X2空机重560kg，碳纤维复材占总质量70%，其他重量包括电池、电机等)，纯碳纤维用量约290kg(假设复合材料中碳纤维重量占74%)。根据罗兰贝格预测，到2030年全球投入商业运营的eVTOL数量将达5000架，2050年达16万架。据此测算，2030年全球无人机行业拉动碳纤维增量约1450吨、2050年拉动碳纤维增量约4.64万吨。2022年全球碳纤维需求为13.5万吨，有望成为碳纤维下一个重要增长极。

　　碳纤维复合材料中，除碳纤维外：①Nomex蜂窝材料(芳纶纸)被广泛应用于无人机的机体外壳、机翼蒙皮与前缘，如法国奥科尔多用途无人机豺2样机采用玻纤/碳纤维/芳纶纤维复合材料设计；②PEEK由于其轻质、高强、尺寸稳定、耐腐蚀、耐高温等特性，已开始应用于无人机桨叶；③胶粘剂可用于无人机散热(导热凝胶应用于图传主板与散热板之间)、粘接电机磁钢(环氧系列结构胶)、电调内部主板灌封、电机控制线路板(三防胶)、视窗屏幕粘接(热熔胶)等；④玻纤同样大量应用于无人机领域。