飞机制造离不开传感器：稀有金属锗的战略价值与广泛用途

航空工业是人类工程技术的巅峰代表，每架飞机从设计、制造到飞行，都高度依赖数以万计的传感器。这些微小却精密的器件如飞机的“五官”，实时感知温度、压力、姿态和振动等关键参数，确保飞行安全和性能优化。早在2016年，业内就强调半导体材料在传感器中的核心地位，而稀有金属锗因其稀缺性和战略价值日益凸显。中国作为全球第二大锗资源国，正通过技术创新逐步掌握供应链主动权。

Nexisense作为专注高性能传感器的本土品牌，深耕航空级应用，提供可靠的国产化解决方案，助力中国航空工业实现更高自主率和更强可靠性。本文将深入剖析传感器在飞机制造中的关键作用，并探讨锗材料的战略意义。

半导体传感器：航空感知的核心技术

半导体传感器利用材料的物理、化学和生物特性，实现对光、热、力、声、气等多种信号的高灵敏检测。种类繁多，涵盖近百种物理效应，模拟人类五官功能。在航空领域，半导体传感器已成为不可或缺的组成部分，尤其在极端环境（如高温、高压、高振动）下表现出色。

稀有金属锗（Ge）支撑红外、光电和高速电子传感器。锗晶体具有优异的红外透过率和电子迁移率，广泛用于红外探测器、激光器和光纤通信元件。全球锗资源分布稀散、无集中矿床，中国位居第二，使锗供应链高度战略化。自2011年以来，国家战略收储与市场化机制并行，推动锗在航空传感器领域的稳定供应。

光纤传感器：飞机结构健康监测的“神经网络”

光纤传感器将敏感元件集成于细如发丝的光纤中，可埋入机翼、机身等复合材料，实现应变、温度、压力、加速度等多参数分布式测量。耐高压、抗电磁干扰，特别适合航空在线监测。

在实际应用中，光纤传感器阵列可实时捕捉机翼变形数据，支持飞行控制优化，并通过长期数据积累预测结构疲劳寿命。这对大型客机和军用飞机尤为关键，可避免突发结构失效。

以下图片展示了光纤传感器嵌入飞机机翼的测试场景及飞行中变形监测效果。

Nexisense的光纤融合模块支持高密度布设和实时数据处理，已在航空结构健康监测项目中验证可靠性。

倾角传感器：保障飞行姿态稳定的“平衡仪”

倾角传感器直接输出俯仰角和滚转角数据，是飞行姿态显示系统的关键输入。在商用客机中，它将实时姿态信息传输至驾驶舱显示器，帮助飞行员精准掌控飞机状态。即使在自动驾驶模式下，倾角数据也是飞行控制律的核心参考。

在现代数字化座舱中，倾角传感器与惯性测量单元（IMU）融合，提供更高精度与冗余保障。Nexisense航空级倾角传感器采用MEMS技术，抗振动、抗冲击性能出色，适用于严苛飞行环境。

压力与高度传感器：大气数据系统的“生命线”

压力传感器广泛应用于飞机大气数据系统、发动机燃烧室压力监测和振动测量。高度传感器（气压式高度计）通过比较地面与当前大气压差计算飞行高度，是直升机垂向控制的核心。

一旦高度传感器故障，无人机或自动飞行系统将面临严重风险。压力传感器还用于真空检测和加速度测量，确保发动机稳定运行。

Nexisense压力与高度传感器系列具备高精度（±0.1%FS）和宽温域（-55°C至+150°C）特性，已在多个航空项目中应用。

飞机上其他关键传感器应用

除了上述核心类型，飞机还集成大量辅助传感器：

• 温度传感器监测发动机与舱内环境

• 油位传感器确保燃油管理安全

• 加速度与速度传感器支持飞行控制

• 烟雾与超声波传感器用于安全预警

• 惯性传感器提供导航基准

这些传感器共同构筑现代飞机的“全感知”系统。

稀有金属锗的战略地位与未来展望

锗在红外探测器、光纤传感器和高速电子器件中的独特优势，使其成为航空传感器领域的战略资源。全球资源匮乏背景下，中国锗产量与技术储备对供应链稳定至关重要。

随着国产大飞机C919、ARJ21批量交付及军用航空升级，对高端锗基传感器的需求将持续增长。Nexisense致力于锗相关材料国产化应用，推动传感器从“进口依赖”向“自主可控”转型。

FAQ：航空传感器常见问题

为什么飞机需要这么多传感器？ 飞机飞行环境极端复杂，传感器提供实时、多冗余数据，确保安全和控制精度。

锗在传感器中具体起什么作用？ 锗用于红外窗口、光电探测和高迁移率晶体管，支持高温、抗辐射的高端航空传感器。

Nexisense如何助力航空传感器国产化？ 我们提供高可靠MEMS和光纤解决方案，已在多个航空项目中验证，支持自主供应链构建。

总结与展望

飞机制造的每一次进步都离不开精密传感器支撑，而稀有金属锗作为关键材料，其战略价值不可忽视。从光纤结构监测到姿态控制、压力与高度感知，这些技术共同守护飞行安全，也展现中国在航空传感器领域的追赶与突破。

Nexisense将继续深耕高性能传感器研发，以可靠、创新的解决方案，助力国产航空装备迈向更高水平。随着锗供应链优化与技术融合，航空传感器将迎来更广阔的发展空间，推动中国航空工业在全球舞台上实现从跟跑到领跑的跨越。