IAI：以色列顶尖航空国防领军者蓄势全球扩张

Israel Aerospace Industries (IAI) 1953 年以 Bedek Aviation Co. 名义成立，以色列建国五年后。初址洛德机场旁（今本-古里安国际机场，特拉维夫东南），起步 70 名员工。随以色列发展，IAI 技术运营进阶，现年营收 40 亿美元、订单积压 110 亿美元、员工超 1.5 万（6,000 工程师）。是以色列最大工业综合体，多项防务技术世界领军者。

虽以来料加工（BTP）/来规加工（BTS）生产能力著称，IAI 实为全能防务航空航天 OEM，可设计完整飞机并推进至全飞行认证。例证：IAI 全权负责 Gulfstream Aerospace Corp.（佐治亚州萨凡纳）G150 和 G280 公务机设计分析、地面飞行试验、制造装配。IAI 联合美欧以航空当局获 G150 公务机联合认证。

IAI 复合材料业务跨公务机民航飞机、无人机（UAV）、军用飞机零部件总成。产品含垂直/水平尾翼、方向舵、机翼结构、发动机短舱、地板梁、门框、结构隔框、肋条加强件、操纵面、整流罩、雷达罩。制造能力含预浸料手工铺层、自动铺带（ATL）、热成型、高压釜及非高压釜固化（OOA）含液体成型工艺如树脂浸润、树脂传递模塑（RTM）、复杂粘接装配。公司自主设计制造工装，持有所有关键航天复合材料质量认证，通过综合无损检测检验提供质保。

IAI 自诩一站式服务，提供完整设计分析、工程、原型、生产服务及复杂供应链管理。园区跨越多英亩众多建筑，17 栋从事复合材料相关制造装配。

CW 参观由 IAI 市场业务总监 Eitan Shalit、研发项目总监 Hary Rosenfeld、工程开发部复合材料工艺经理 Dr. Zev Miller 带领。参观前在 IAI 新航天总成事业部复合材料生产楼听取公司概况。

军用飞机与无人机业务

IAI 关键复合材料项目之一：为 F-35“闪电 II”喷气机外翼制造碳纤维增强双马来酰亚胺上下蒙皮。专用全自动装配线 2014 年启用（图 1）。2016 年 7 月庆祝向洛克希德·马丁（马里兰州贝塞斯达）交付第 10 套机翼结构，计划 2034 年前交付超 800 副。

IAI 与洛马渊源始于 F-16 军用飞机。IAI 为多款 F-16 变体制造垂直尾翼。该断裂关键件蒙皮按图制造，用手工铺设单向碳纤维预浸料高压釜固化。

公司还为麦道 F-15 战机制造垂直尾翼和方向舵，现由波音支持，用硼/环氧复合材料。为西科斯基（康涅狄格州斯特拉特福）UH-60“黑鹰”直升机水平尾翼，IAI 开发单次成型 2 米长整体复合箱体的碳纤维增强聚合物（CFRP）预浸料工艺。该飞行关键结构较前代金属总成减重降本 20%。IAI 2003 年 9 个月从设计到首交，至今在南部贝尔谢瓦 RAMTA 事业部生产 1,500 套。

IAI 在无人机设计生产经验丰富，始于 1978 年 Scout 遥控飞机系统（RPAS）。继之以 Pioneer、Hunter，均为 100% 复合结构，湿法铺层碳布/环氧蒙皮蜂窝芯。后过渡到 CF 预浸料和 Evonik（德国埃森）Rohacell 聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫芯。

现产含 Searcher Mk III、Bird Eye 系列、Panther 固定翼和 Hovermast 100 垂直起降（VTOL）飞行器、Heron 系列无人机。最先进 Heron TP 长 14 米、翼展 26 米。中高空长航时（MALE）无人机，巡航高度 13,716 米、续航 40 小时。“我们所有无人机航空结构 100% 复合材料，”Miller 注明。

民用飞机复合材料

IAI 是民用飞机 OEM 一级供应商，也是 Gulfstream G280 公务机总包商。制造“绿机”飞往达拉斯湾流完工中心。2009 年 CW 报道 IAI 为现 G280 开发 RTM 方向舵（见“RTM 展示：一体化方向舵”）。IAI 曾设计制造 Galaxy/Astra 公务机，湾流 2001 年获权利更名为 G100 和 G200。最新 G280 容 2-10 乘客，外表面 35% 复合材料，G100 仅 12%。

G280 水平尾翼为高压釜固化整体结构。含预固化弦条胶粘结合至 CF/环氧预浸料蒙皮。垂直尾翼为混合铝和预浸料高压釜结构，升降机为三明治结构，CF/环氧预浸料蒙皮诺梅克斯蜂窝芯。方向舵部件现由 NCC（North Coast Composites，俄亥俄州克利夫兰）制造，IAI RAMTA 事业部装配。G280 翼身整流罩用 CF 预制件，一面平织布、一面非压皱织物，两层缝合。该预制件与 Rohacell 泡沫芯环氧树脂浸润，真空袋仅（VBO）烘箱 180°C 固化。

装备增产

IAI 拥六洁净室。五间（总面积 3,010 平方米）属航天总成事业部，为复合材料零件制造装配主设施。虽各洁净室针对客户独特生产需求专业化，但均配备铺层先进技术：Fives Cincinnati（肯塔基州希伯伦）16×3 米轮廓铺带（CTL）机、MTorres（西班牙纳瓦拉）15×3 米自动铺带（ATL）机、或人工铺层用 Virtek Vision（加拿大安大略滑铁卢）激光投影系统。

设施其他亮点：

• 预浸料冷冻库 193 平方米。导入 Plataine（马萨诸塞州沃尔瑟姆）全生产优化（TPO）软件，优化预浸料裁切排样、材料用量，减废料原料消耗 5%。软件自动化生产，减人工任务及错漏风险。
• 产能显著，10 台高压釜，7 台属航天总成事业部，规格从长 4.5 米直径 2 米至最大长 14 米直径 4.7 米。
• 预浸料铺层固化前用 Electrotherm Industry（以色列米格达尔哈埃梅克）热成型机（6.9×2.7×3.1 米）脱体积。
• 复合材料零件无损检测，事业部配备不同机型技术：四台水箱浸没相控阵超声测试（UT）、两台穿透式超声（TTU）龙门机、两台 3D 机器人系统提供宽区域相控阵 TTU 水喷嘴、相控阵脉冲回波皮肤气泡器（低水流耦合）、气耦合相控阵 UT 选择。

航天总成事业部还配三台 CNC 机床，最大 7×3.5 米，复合件修边钻削，共用 CMM 设备尺寸检测。事业部三喷漆车间、五装配大厅共 2,350 平方米。

RTM 自动化

航天总成事业部复合材料生产楼对面是 IAI RTM 研发实验室楼，含自动预成型单元（见“了解更多”）。“原为 Bell 525 直升机座椅开发，”Rosenfeld 说，“但可适配其他类似平台。”IAI 与 Techni-Modul Engineering（法国库德）合作开发预成型技术替代预浸料手工铺层。座椅设计满足直升机坠毁要求，用组合增强材料。Rosenfeld 解释：“撞击时座椅随地板变形，再承受最大加速度载荷。”玻纤提供必要柔韧抗冲击，碳纤维提供强度。

“直升机座椅旨在达预浸料基线平权，可进一步优化性能轻量化，”Miller 说。单元配自动供料站供增强材料至自动裁切机。ABB（瑞士苏黎世）取放机器人将干布铺层放上预成型工装。专用夹头含传感器验证铺层吸附。机械臂传感器配合激光投影检查每层放置位置。摄像头对比参考数据库标准图像验证铺层朝向位置。

铸造硅胶袋提供可重复真空膜脱体积，执行六次。随后紧实预制件转移至工装超声波修边。成型后无修边。最后修边预制件放入配套钢制 RTM 模具组。

树脂为 Solvay（比利时布鲁塞尔）单组分 Prism EP-2400 韧化环氧。先脱气，再用 Isojet Equipments（法国科尔巴）注射装置注入。树脂加热至 80°C 降粘增流湿润。“通常清洗管线模具耗时长，但我们保持注射装置极简，清洗极少，”Rosenfeld 说。模具预热 120°C，合模抽真空注射树脂。仅真空驱动树脂流动渗透预制件。温压同步升至 180°C、6 bar，2 小时成型周期。模具冷却至 50°C，开模取件。

推进未来复合材料

RTM 实验室相邻室容测试设备，含双组分注射机测试新 RTM 树脂：研发是 IAI 重心。经验超 86 个欧盟资助多方合作，含：

• TANGO 项目，演示复合材料机身、机翼、中翼箱结构。IAI 设计制造三大 CFRP 机翼肋，长达 1.7 米，一体化正弦波加强筋法兰单次成型，用非压皱织物 RTM。
• CONDICOMP，开发复合材料固化过程材料状态管理。
• ALCAS，降低复合材料飞机部件制造成本。
• IFATS，提升飞机自主性。

三项目特别关注。8 年 MAAXIMUS 项目由空客牵头改进复合材料机身，IAI 任务研究结构细节——含铺层递减、弦条端头（典型主机身圆周接缝处生产断点终止）——探究强度减重改进方案。各细节 IAI 用计算机辅助设计工程（CAD/CAE）和 FEM 分析强度预测，设计制造相关试样，对比测试结果与分析。终期结果用于总体项目助未来飞机设计生产建议。

LOCOMACHS 中 IAI 为 31 家公司之一，聚焦大幅减少或消除复合材料机身装配最耗时、最贵非增值工序：临时装配检缝、垫片、拆解、工装搬运。IAI 与项目协调 SAAB Aeronautics（瑞典林雪平）、合作伙伴 GKN Aerospace（英国雷迪奇）、土耳其航空航天工业（安卡拉）、荷兰航空航天中心（NLR，阿姆斯特丹）合作制造精益装配翼箱（LAWiB）和更集成翼箱（MIWiB）验证机。生产 SAERTEX（德国萨尔贝克）供应非压皱织物（NCF）CF/环氧弦条，与 NCF 蒙皮共粘接。结果消除上蒙皮-梁接口垫片，紧固件减少装配工时降 30%。Miller 看潜力用于其他结构含小机翼尾翼。

目前 IAI 牵头两个复合材料密集型 Clean Sky 2 项目：OPTICOMS（小型飞机优化复合结构）和 ECOTECH 环保创新机身。作协调方，IAI 联合 OPTICOMS 团队含 Piaggio Aircraft（意大利热那亚）、Coriolis Composites（法国凯文）、DANOBAT（西班牙埃尔戈伊巴尔）、TechniModul Engineering——演示低产量复合结构自动化降本。7 米 Piaggio 机翼验证机采用一体化梁蒙皮单次成型。评估多技术定最具成本效益工艺。新法为终期压力传递模塑（FPTM）。由 TechniModul Engineering 开发，IAI 自动 RTM 单元合作伙伴，FPTM 向封闭腔注入气体施加高达 10 bar 压力，加热配合模固化热固预浸料。产出 OOA 件据称媲美高压釜固化预浸料，无需 SQRTM（见“SQRTM 实现近净成形件”）额外注射树脂。

ECOTECH 中 IAI 联合 Invent（德国不伦瑞克）领导 12 成员财团，开发新材料、工艺、回收技术降航空生产环境足迹。前 Eco-Design 项目中 IAI 助选开发减重、降本、降能耗、排放、有害物质、废弃物技术，三验证机 2017 年验证，实现 10-20% 减重、全球变暖潜力较现行降超 50%。ECOTECH 终期，新材料工艺技术将在四验证机制造中验证——热塑性、热固性、金属、生物材料。这些验证机加 OPTICOMS 成果将整合进 Clean Sky 2 机身集成技术验证机（ITD），由达索航空（法国比亚里茨）、空客 DS（西班牙马德里）、SAAB 牵头（见“热塑性复合验证机——欧盟未来机身路线图”）。

公司还探索增材制造、结构健康监测、变形机翼，确立电动推进定位——视为航空下一纪元。

一切利好 IAI 未来。“我们拥有数十年生产经验、开发实施先进复合材料技术能力、与美欧航天业长期关系的独特组合，”Shalit 说。“商用军用航天市场竞争加剧，复合材料为关键核心竞争力。IAI 将持续提供方案助合作伙伴未来增长。”