2021年，全球大飞机行业在经历疫情冲击后逐步复苏，其发展深度依赖于自然科学研究和试验发展的持续突破。本报告旨在分析该年度行业在核心技术研发、试验验证体系及未来创新方向上的进展与挑战。

一、 行业背景与复苏态势
2021年，随着全球航空客运需求的缓慢回升，大飞机制造商如空客、波音以及中国的商飞（COMAC）均调整了生产与交付计划。行业竞争的核心已从单纯的市场份额争夺，转向以自然科学为基础的技术创新竞赛。材料科学、流体力学、航空电子等基础研究的进展，直接决定了新一代飞机的安全性、经济性和环保性能。

二、 自然科学研究的核心突破

1. 先进材料与结构设计：2021年，复合材料（如碳纤维增强聚合物）的应用研究进一步深化，旨在减轻机体重量、提升燃油效率。增材制造（3D打印）技术在复杂构件快速成型与优化设计上的试验发展，缩短了研发周期并降低了成本。
2. 推进系统与绿色航空：围绕“碳中和”目标，可持续航空燃料（SAF）的化学合成与燃烧机理研究取得阶段性成果。电动推进、氢能源等替代动力系统的基础研究与地面试验加速推进，为未来零排放飞行奠定科学基础。
3. 空气动力学与数字化仿真：基于计算流体力学（CFD）的高精度数值模拟技术持续发展，结合风洞试验数据，实现了对飞机气动外形更高效的设计与优化。人工智能算法开始融入仿真流程，提升了复杂场景下的预测能力。

三、 试验发展体系的强化与挑战
试验发展作为连接基础研究与工程应用的桥梁，在2021年备受重视。全尺寸静力试验、疲劳试验、航电系统集成测试等大规模验证项目有序开展，确保了C919等新型号的安全可靠性。行业也面临挑战：一是跨学科复杂系统试验的成本高昂、周期漫长；二是全球供应链波动对试验所需关键部件供应造成影响；三是适航规章随着技术进步不断更新，对试验标准提出了更高要求。

四、 未来展望与建议
大飞机行业的发展将更加紧密地依托于自然科学研究的前沿探索。建议从以下方面着力：

1. 加大基础研究投入：鼓励跨学科合作，特别是在新材料、新能源、智能飞行等领域布局长期性、探索性研究项目。
2. 完善试验基础设施：建设与升级国家级风洞、试飞场地等大型科研设施，推动试验过程的数字化与智能化。
3. 深化国际合作与标准协同：在确保自主创新的积极参与全球航空研发体系，共同应对气候挑战与技术壁垒。

2021年的大飞机行业表明，只有扎根于坚实的自然科学研究和系统性的试验发展，才能突破关键技术瓶颈，驱动产业迈向安全、绿色、智能的新纪元。