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民生證券:碳纖維複合材料是低空經濟輕量化的核心材料

發布 03/25/2024, 04:14 AM
更新 03/25/2024, 04:48 AM
© Reuters.  民生證券:碳纖維複合材料是低空經濟輕量化的核心材料
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智通財經APP獲悉,民生證券發佈研報稱,近期低空經濟政策利好頻發,碳纖維複合材料可起質輕、高強等作用,已成爲無人機主力結構件材料,國內低空經濟頭部廠商均已佈局。遠期低空經濟有望成爲碳纖維下游需求又一增長極,同步關注其他新材料如芳綸/PEEK/膠粘劑/玻纖。

相關標的:

碳纖維領域:關注中復神鷹(688295.SH)、吉林化纖(000420.SZ)、吉林碳谷(836077.BJ)、中航復材、光威復材(300699.SZ);芳綸領域:關注泰和新材(002254.SZ)、民士達(833394.BJ);PEEK領域:關注中研新材、新瀚新材(301076.SZ);膠粘劑:關注德邦科技(688035.SH)、硅寶科技(300019.SZ)、迴天新材(300041.SZ);玻纖領域:關注中國巨石(600176.SH)、中材科技(002080.SZ)、長海股份(300196.SZ)。

事件:近期低空經濟政策利好頻發,例如3月5日國務院兩會政府工作報告提及“加快低空經濟等新增長引擎”,3月18日民航局召開通用航空工作領導小組會議、推進低空經濟高質量發展相關工作等。

民生證券主要觀點如下:

碳纖維複合材料可起質輕、高強等作用,已成爲無人機主力結構件材料

民生證券指出,在空間不變情況下,無人機結構件材料成爲提高載荷的關鍵,碳纖維複合材料目前已成爲無人機主力材料,可起到減輕機身重量、增加有效荷載、提高飛行安全性等作用:

①質輕且強度高,小型化、輕量化對無人機的性能和效率影響大,碳纖維複合材料比重僅爲鋼材重量的1/4,可降低無人機整體重量和結構佔用空間,同時具有優異強度和剛度。

②耐腐蝕性,化學穩定性高、不易受侵蝕,在各種腐蝕環境下仍能保持穩定性和安全性,提高無人機使用壽命,降低維護和更換成本。

③耐高溫性,在高溫環境下可保持較好的力學性能、物理變化較小,不會產生蠕變和疲勞現象,使飛機外部結構完整性和穩定性得到保障,提高飛機壽命。

④抗電磁干擾,電磁干擾防護能力優於傳統金屬材料,可有效提高無人機電磁兼容性、穩定性和可靠性。

碳纖維復材佔無人機結構總質量60-80%,國內低空經濟頭部廠商均已佈局

目前碳纖維複合材料約佔無人機結構總質量的60-80%:①美國“全球鷹”無人偵察機,機翼、翼梁、翼盒等大量採用碳纖維複合材料,佔結構總量65%以上。

②歐洲空中客車公司研發Zephyr無人機,採用碳纖維複合材料機身,飛機重量僅75kg,輕巧結構使Zephyr在21340m的高空可攜帶重23kg有效載荷。

③我國第一架全碳纖維複合材料結構機體無人試驗機“雷鳥”(LN60F),機身高2.2m、機身長4.7m、翼展10.5m,起飛質量257kg,續航時間爲4h。

④中國“翼龍”無人機機身全部採用碳纖維複合材料,除用於偵查和打擊犯罪,同時廣泛應用於民用和科研領域。

⑤小鵬旅航者X2旋翼槳葉使用碳纖維環氧樹脂基複合材料,提升旋翼槳葉剛度和輕量化,同時縮短電機驅動的響應時間,提高飛行品質和氣動彈性穩定性。起落架採用玻碳混(玻纖+碳纖維)編板簧式設計。

⑥萬豐奧DA50RG機身設計採用碳纖維複合技術,全面提升飛機安全性能。

⑦峯飛eVTOL智能飛行器V400整機機身使用碳纖維複合材料一體成型技術,實現重量輕、強度大、剛性好。

碳纖維擴產/降價/降本大週期已開啓,低空經濟遠期有望成爲又一增長極

近2年國內碳纖維擴產幅度較大,擴產後降價/降本大週期開啓,碳纖維作爲複合材料,在輕量化、材料強度、模量等方面較傳統金屬合金及其他複合材料具備明顯優勢,前期市場空間相對受限,主因系碳纖維單價高,民生證券看好降價/降本大週期下碳纖維拓寬應用領域。

據民生簡單測算,預計單個人形機器人碳纖維複合材料用量約392kg(小鵬旅航者X2空機重560kg,碳纖維復材佔總質量70%,其他重量包括電池、電機等),純碳纖維用量約290kg(假設複合材料中碳纖維重量佔74%)。根據羅蘭貝格預測,到2030年全球投入商業運營的eVTOL數量將達5000架,2050年達16萬架。據此測算,2030年全球無人機行業拉動碳纖維增量約1450噸、2050年拉動碳纖維增量約4.64萬噸。2022年全球碳纖維需求爲13.5萬噸,有望成爲碳纖維下一個重要增長極。

同步關注其他新材料(芳綸/PEEK/膠粘劑/玻纖等)於無人機應用

碳纖維複合材料中,除碳纖維外:①Nomex蜂窩材料(芳綸紙)被廣泛應用於無人機的機體外殼、機翼蒙皮與前緣,如法國奧科爾多用途無人機豺2樣機採用玻纖/碳纖維/芳綸纖維複合材料設計;②PEEK由於其輕質、高強、尺寸穩定、耐腐蝕、耐高溫等特性,已開始應用於無人機槳葉;③膠粘劑可用於無人機散熱(導熱凝膠應用於圖傳主板與散熱板之間)、粘接電機磁鋼(環氧系列結構膠)、電調內部主板灌封、電機控制線路板(三防膠)、視窗屏幕粘接(熱熔膠)等;④玻纖同樣大量應用於無人機領域。

風險提示:政策推進不及預期;低空經濟訂單獲取不及預期。

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