航空發動機產業深度研究報告：強國的象征、飛機的心臟_HPT

1.航空發動機：強國的象征、飛機的心臟

1.1.航空發動機：將化學能轉化為機械能，為航空工業提供動力

航空發動機以化石燃料作為能源，將化學能轉化為機械能、為飛行器提供動力，是飛機、火箭等各類飛行器的心臟和動力之源，更是整個航空工業的動力之源。因其高度的技術難度和復雜性，被稱為“工業皇冠上的明珠”和“工業之花”。

航空發動機產業是國家經濟的重要分支、國家安全的重要保障，其綜合水平的高低是一個國家綜合國力的重要體現。目前世界范圍內具備軍用航空發動機研制能力并形成產業規模的國家僅有美、俄、英、法、中五大聯合國常任理事國，具備商用大涵道比渦輪風扇發動機研制能力并形成產業規模的則僅剩美、英兩國三大巨頭企業及其合資公司。

根據推力產生原理、氧化劑來源、有無壓氣機等的差異，航空發動機可以分為活塞式發動機、火箭發動機、沖壓式發動機、渦輪發動機等多個類別。沖壓式發動機和脈沖式發動機目前應用范圍還較為有限、暫不具備形成大規模市場空間的能力。當前，渦輪風扇發動機以其高效率、低油耗、大推力等優勢成為應用最廣的航空發動機，廣泛裝備于各類型軍民用飛行器，其產值占燃氣渦輪發動機的90%以上。

1.2.世界航空發動機發展史：西方引領下從活塞到噴氣、從軍用到民用

從1842年第一份關于航空發動機的專利出現到現在，世界航空發動機產業走出了一條從活塞式到渦輪噴氣式再到渦輪風扇發動機的發展道路，這個過程中，以美、英為代表的西方國家憑借其起步早的先發優勢持續積累在技術和產業上的優勢壁壘、不斷引領著航空發動機領域的發展方向。

進入21世紀，高溫合金和先進涂層等技術為渦輪風扇發動機性能的進一步提高提供了可能。當前軍、民用領域航空發動機技術和產業均已發展至第四代。

軍用領域，美國的F135發動機、F119發動機牢牢占據著頭部位置，F135發動機最大推重比11.7，最大推力近19噸，是目前推力最大的軍用小涵道比渦輪風扇發動機。其余處在第一梯隊的軍用航空發動機還包括俄羅斯的AL-41、AL-31FN，英國的EJ-200等，這些產品在滿足美、英、俄、法等國自身國防軍隊建設需要的同時，還單獨或伴隨飛機整機大量出口至其他國家。

民用領域，用于窄體客機的Leap-X、PW1000G、用于寬體客機的GE9X、TrentXWB等發動機技術先進、代表了當前商用航空發動機領域的最高水平。

1.3.軍用航空發動機格局：三代機“五常”標配、四代機中美俄競技

軍用航空發動機最重要的技術指標是推重比，對于大推力航空發動機，按照推重比大小一般可分為四代，第一代推重比在3-4之間、第二代5-6、第三代7-9、第四代10-12。當前在役戰斗機發動機以第二代、第三代為主，具備三代主流航空發動機研制和生產能力的國家主要是美、俄、英、法、中五大常任理事國，烏克蘭接收前蘇聯軍事工業遺產也具備一定的發動機研制生產能力，其航空發動機產品主要用于出口。

根據《WorldAirForces2021》統計數據計算，產自五大常任理事國的軍用航空發動機數量占當前世界所有在裝軍用航發總數的90%以上。這其中，又尤其以美、俄占比最大，其軍用航空發動機產品除滿足本國軍隊裝備建設需要外，還隨著飛機一起大量出口至其盟友、部分新興國家等。

第四代軍用航空發動機目前的參與者僅美、俄、中三國，進入實際服役狀態的型號僅美國的F119、F135及俄羅斯的AL-41F。其中美國的技術和研究進展遙遙領先，其F119發動機在1997年起即開始裝備F-22猛禽戰斗機，俄羅斯的AL-41F發動機約在2017年前后首飛，中國的四代發動機還尚未見研制成功。

目前，第四代航空發動機裝備數量總體還較少，但其作為接下來各大國空軍力量進一步提升的必然選擇，將隨著F-35、F-22、殲20、蘇-57等第四代戰機的批量列裝而逐漸成為未來軍用航空發動機市場的重心。

1.4.商用航空發動機格局：三巨頭壟斷、中俄謀求入場機會

相較于軍用航空發動機，商用航空發動機高經濟型、高可靠性的要求使得它的研制技術難度更高。經濟性要求航空發動機不斷提高其運行效率、降低耗油率，為航空公司帶來經濟效益。可靠性要求民航客機發動機在各種可能出現的極端工作狀態下依然能保證發動機穩定安全運轉、避免出現安全事故。此外，商用航空發動機還要能實現技術成功前提下的商業成功。

南美航空公司在Algorand區塊鏈上采用TravelX的NFTickets:金色財經報道，南美航空航空公司 Flybondi 通過區塊鏈 Algorand 技術使用 TravelX 的創新技術以 NFTickets 的形式分發機票。該航空公司成為第一家充分利用 NFTicket 技術的航空公司，全球超過 60 家航空公司正在與 TravelX 進行對話以探索其采用，并且在該行業中首次為航空公司的機票庫存創建二級市場。[2023/3/30 13:35:34]

以上因素作用之下，商用航空發動機產業寡頭壟斷的格局更加明顯。目前世界范圍內獨立掌握商用航空發動機研制核心技術、并有能力實現其產品商業化成功的企業僅美國通用電氣、美國普惠、英國羅羅三家公司，世界范圍內商用航空發動機市場基本被這三家公司及其與其他公司組建的合資公司所壟斷。

俄羅斯歷史上曾推出過D-30、PS-90等商用航空發動機產品，但由于蘇聯解體、俄羅斯經濟發展緩慢等原因，其生產量、使用量均極為有限。近年來，俄羅斯聯合航空發動機制造集團下屬的彼爾姆航空發動機公司為其國產單通道客機MC-21推出了PD-14航空發動機，用于其國產寬體客機的PD-35發動機也正處在研制當中。PD-14、PD-35兩款發動機寄托著俄羅斯重新打入世界商用航空發動機市場的愿望。

同樣謀求進入該市場的中國以其單通道客機發動機長江-1000A、寬體客機發動機長江-2000、支線客機發動機長江-500成為這個市場一名最新的參與者。

1.5.中國航空發動機發展史：起步偏晚、道路曲折、先進型號依賴進口

從1954年新中國第一臺航空發動機試制成功到現在，中國航空發動機產業已經走過了近70年的發展道路。其間實現了多個具有重要里程碑意義的“第一次”，也經歷了多個型號發動機隨飛機一起下馬的曲折。總的來講，發展早期主要采取國外型號測繪仿制的模式，之后在渦噴-13等部分型號上初步嘗試自主改進設計，直到最終在渦噴-14等型號上實現自主研制。

進入21世紀初期，空軍裝備建設提速對航空發動機提出了更高的要求，但由于前期航空發動機產業特別是渦輪風扇發動機發展的相對緩慢，這一時期對新型先進軍用航空發動機的需求只能通過進口來滿足。如殲10、殲11、殲20等第三代、第四代戰機對大推力小涵道比渦扇發動機的需求；從俄羅斯進口的蘇-27、蘇-30側衛系列戰斗機的換發需求；國產轟-6的后續改型、戰略運輸機運20等對大涵道比渦扇發動機的需求等。

2005年，國產第一型三代大推力軍用渦扇發動機渦扇-10通過了定型審查，并再隨后的使用中不斷提高其可靠性和穩定性，直到最終趨于成熟，這一步在中國航空發動機產業的發展歷史中意義巨大。

目前渦扇-10及其改進型號可用于裝備殲-10、殲-100、殲-15、殲-16乃至殲-20等中國當代主力三、四代戰斗機。我國對外軍用航空發動機的進口額、依賴度也在2015~2017年之間逐步企穩下落。

1）起步晚：中國第一臺活塞式發動機落后世界近50年，第一臺渦輪噴氣發動機落后世界約16年，第一臺渦輪風扇發動機落后世界4年，且早期渦輪噴氣和渦輪風扇發動機的研制生產均為國外型號的引進仿制、缺乏自主研制和獨立的技術攻關；

2）發展歷程曲折：中國航空發動機產業發展過程中長期存在依賴于國外型號的引進仿制；發動機型號依附于飛機，多個型號發動機特別是后期主流技術方向的渦輪風扇發動機因飛機下馬而終止研制兩個問題，導致中國航空發動機產業在較長時間內發展相對緩慢。

1.6.中國航空發動機現狀：奮起直追、方興未艾、重點型號全面開花

2016年8月，中國航空發動機集團在北京成立。新成立的航空發動機集團由國資委、北京國有資本經營管理中心、中國航空工業集團有限公司、中國商用飛機有限責任公司共同出資組建，整合了我國國防軍工領域航空發動機研制生產相關的科研院所、主機廠、配套廠等企事業單位，集團總資產約1100億元。

航發集團的成立有助于改變過去發動機型號依附于飛機型號的格局，賦予發動機研制以更大的自主權和自由度，使得我國航空發動機研制可以更加充分的走出一條從基礎研究、到型號預研、再到型號項目工程研制的完全自主正向設計道路。

以中國航發集團為代表的我國航空發動機產業基本具備了軍用大中小型渦噴、渦扇、渦軸等各類型航空發動機的研制生產能力。

但與西方先進國家相比尚有一定差距。軍用領域，國產三代渦扇-10太行發動機晚于美國F110約30年，用于四代戰機的美國F-119發動機首裝于1997年，我國相對應的發動機截至目前尚未研制成功，落后至少20年以上。

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民用領域，我國尚無用于商業航線的大涵道比渦輪風扇發動機成熟型號，若假設中國航發商發正在研制的長江-1000A發動機于2025年~2030年之間研制成功，則至少落后于國際先進水平CFM國際公司的Leap發動機約15~20年。

面對差距，中國航發集團秉承“動力強軍、科技報國”的使命，在保障現有武器裝備保障供應的同時，進行了多個先進型號的攻關研制。覆蓋了用于戰斗機、教練機、運輸機、轟炸機等各類型軍用飛機、及用于C919和CR929大型客機的各類型軍民用發動機。

在兩機專項國家充足資源的保障下，我國航空發動機產業新型號的研發呈現出了多點開花的局面，基本形成“軍民并舉、完整覆蓋”的態勢。未來的5~10年內，隨著軍、民用重點型號研制攻關的相繼完成轉入量產，將可以滿足屆時我國軍、民用領域幾乎各類型航空發動機的需要，我國航空發動機整個產業也將迎來一個高速增長的黃金時期。

1.7.航空發動機產業特點

1.7.1.高技術、高投入下的高行業壁壘

航空發動機的運行特點可以概括為“三高一長”，即高壓、高轉速、高溫、長期循環往復工作。嚴苛的工作條件和高可靠性要求決定了航空發動機的研制需要綜合工程熱力學、氣體動力學、燃燒學、傳熱學、固體力學、強度振動、現代控制理論、材料學、冶金、加工制造、試驗測試等幾乎所有現代技術門類來實現，是一個十足的高技術行業。

高技術決定了航空發動機研制的高投入。航空發動機的研制主要分為基礎研究、型號預研和型號工程研制不同階段。

美國長期以來非常重視基礎研究和型號預研，在其上所投入的經費占航空發動機研發總計費的約1/3，基礎預研總經費中政府投入又占據了2/3以上。從20世紀80年代末期以來先后實施了IHPTET、VAATE、ATTAM等多個預研項目，其中IHPTET計劃投入最大、持續時間最長，獲取的成果在后續GE90、CFM56-7、F110、F119、F135等許多軍民用發動機型號的研制上得到了應用。IHPTET計劃的開展在一定程度上奠定了今天美國在航空發動機技術上的領先地位。

到型號工程研制階段，一臺典型的航空發動研制經費約10~30億美元，F-135發動機的研制經費更是達到了令人咂舌的50億美元。

高技術、高投入的特點決定了航空發動機產業的參與者只能是那些經濟發達、資金實力雄厚、科技水平和工業門類完備的現代化國家。從0到1這一步的跨越，所需的基礎研究、工程技術積累及資金投入，對于一個完全的行業新參與者來說很難實現。這為行業已有的參與者、特別是在技術產業上具備領先地位的國家、寡頭企業建立了深深的護城河。

1.7.2.衍生化發展模式下的長回報周期

高技術、高投入的特點也決定了航空發動機研制的高風險。羅羅在進行其第一款三轉子發動機RB211的研制時，因技術的復雜性，項目花費達原有計劃2倍研制結果卻不盡如人意。嚴重超支導致資金鏈破裂、羅羅也到了破產的境地。英國政府為保護本土航空發動機工業，將羅羅收歸國有。此后又經過多年政府支持下的發展，三轉子發動機才最終研制成功、并繼而助力羅羅成為當代大型航空發動機產業中的寡頭之一。

基于高風險的特點，各航空發動機巨頭紛紛傾向于基于自身技術特點走出一條航空發動機產品的系列化、衍生化發展道路。采用衍生化的發展路線，一是可以繼承原始機型的優點；二是降低新技術臺階的跨度，從而節省經費、縮短周期、降低風險。美國GE基于F101核心機衍生發展出一系列、滿足不同場景使用要求的發動機產品。其中的CFM56更是成為了民用航空發動機界的傳奇，迄今為止持續運營近40年，助力CFM國際公司成為了國際窄體客機發動機市場的絕對老大。

航空發動機高技術、寡頭壟斷下的衍生化發展模式，確保了一旦以一款成熟的系列產品進入市場，接下來就有望享受30-50年的持續穩定盈利，其間面臨的競爭威脅小，制造商可以安心收獲技術和產業帶來的收益。

1.7.3.大分工、大合作下的廣闊經濟效益

深圳航空上線數字人民幣支付服務:金色財經報道，11月18日開始，旅客在深圳航空全國柜臺及深圳航空App上購買機票、改期、升艙和預付費行李產品，可使用數字人民幣支付。[2021/11/20 7:00:34]

航空發動機本身具備高科技、高附加值的屬性，可以為社會發展帶來巨大的經濟效益。據統計，按照產品單位重量創造的價值計算，航空發動機是船舶的1400倍、是汽車的150倍。近年來，全球航空發動機產業的年產量基本穩定在14000臺以上、年產值約為700億美元附近，其中2019年因波音737Max停飛事件影響而略有下降。預估未來十五年航空發動機全球總產值約為1.3萬億美元、年均約866億美元，市場空間廣闊。

航空發動機產業鏈長、覆蓋面廣，可以帶動和輻射上游機械加工、材料制備、電子元器件等一大批行業。現如今，世界航空發動機產業鏈已經形成了典型的四級結構形式:

第一層級即GE、普惠、羅羅等整機制造商，負責整機研制及總裝交付；

第二層包括德國MTU、意大利AVIO等，主要負責子系統、大部件/單元體的制造，第二層級的企業中很多與第一層的整機制造商建立合資公司從而形成了更為密切的風險利益共擔關系。

第三層和第四層分別是零組件、和原材料的供應商。中國的航發動力、航亞科技等公司也以外貿轉包的形式參與到了全球航空發動機產業鏈中去。在這樣的體系框架下，航空發動機的廣闊市場空間將層層向上傳遞，從而拉動原材料、加工制造等一大批產業的發展。

1.8.航空發動機產業定位：富國強軍、國家意志

美英法等西方航空強國始終堅持將航空發動機列為國家戰略性產業，其航空發動機的發展無不體現出國家意志。美國《2020聯合設想》報告提出的構成美國未來戰略基礎的九大優勢技術中，航空發動機位列第二，排在雷達技術之后、核技術之前。航空噴氣式發動機鼻祖的英國，在羅羅公司瀕臨破產的關鍵時刻伸出援手，并保留一英鎊的“黃金股”，防止股權落入外國投資者手中。

此前長期以來，中國沒有給與航空發動機產業足夠的重視。這一局面已經隨著中國航空發動機集團的成立、兩機專項的正式實施得到了根本性的改變。

隨后啟動的航空發動機和燃氣輪機國家科技重大專項直接投入在1000億元量級，加上帶動的地方、企業和社會其他投入，預估總金額將不少于3000億元。將有效解決長期以來我國航空發動機產業投入不足的問題。

在近期發布的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》中，又著重對航空發動機和燃氣輪機予以了單獨列示，并明確提出“推進民用大涵道比渦扇發動機CJ1000產品研制，突破寬體客機發動機關鍵技術，實現先進民用渦軸發動機產業化”。我們預估，航空發動機產業在十四五期間將持續受到國家、中央層面上的高度重視，相關型號研究和產業化進展都將大大提速、體現國家意志！

2.中國航空發動機產業鏈：軍民融合、功能完備

2.1.產業鏈全景：從設計研發到維修保障

經過近幾十年的發展，中國國防軍工行業已經形成了一條軍民融合、功能完備的航空發動機產業鏈。產業鏈主要環節包括：設計研發、加工制造、加工制造、整機集成交付、運營維修等。

設計研發環節主要由相關研究院所及高校組成。加工制造環節傳統上以鋼鐵金屬材料類企業、研究院所為主，近年來部分民營企業也有參與。加工制造環節傳統上以航發集團系統內單位為主，但近些年來系統外企業參與這一配套環節的積極性高漲、現如今各類型企業眾多。整機集成交付環節基本由航發集團壟斷。運行維修分軍用民用，軍用主要由航發集團、軍隊相關單位提供維修保障；民用主要由各大航司及其與航發OEM等組建的合資公司提供維修保障。

2.2.設計研發：集中大批研究院所等優質資源

航空發動機設計研發這一環節中集中了大量優質資源。可分為基礎研究及關鍵技術研究、子系統研發、整機集成設計等幾大類。

基礎研究及關鍵技術研究目前主要由相關高校航空航天專業、中科院相關院所承擔。子系統研發主要包括材料工藝方案和控制系統兩大類，分布在航發集團、航空工業集團、中科院系統以及一些地方政府下屬的科研機構中。整機集成設計的幾大主機所則均為航發集團所屬。

2.3.原材料：鎳、鈦、鋼、鋁四足鼎立，復合材料大勢所趨

早期的航空發動機采用鋁合金、鎂合金、高強度鋼和不銹鋼等制造，后期為減輕發動機重量、提高耐溫性能、提高發動機效率和推重比，而逐步引入了鈦合金、高溫合金以及復合材料。當前，航空發動機中傳統鋁合金和高強度鋼、鈦合金、鎳基高溫合金四足鼎立，復合材料則憑借其優良的綜合性能成為未來航空發動機性能進一步提升的不二選擇。

動態 | 愛爾蘭初創公司使用區塊鏈技術提升航空公司乘客服務:據irishtimes消息，愛爾蘭初創公司Travacoin正在使用區塊鏈技術確保航空公司乘客獲得更好的信息，并在航班延誤或取消時獲得即時賠償或退款。[2018/11/8]

2.3.1.“太空金屬”鈦合金：寶鈦股份收入最高、西部超導毛利高于行業平均

鈦合金指用鈦與其他金屬制成的合金金屬，以其輕質、高強度、抗腐蝕性能好的優勢，特別適合應用于航空航天領域，因而被稱為“太空金屬”。航空用鈦合金屬于鈦工業鏈條中的高端產品，在航空發動機冷端部件中得到大量使用。

我國鈦合金產業集中度高、陜西省鈦材生產領跑全國，主要上市企業有寶鈦股份、西部超導、西部材料。其中西部超導鈦合金產品應用市場集中，主要為航空航天等軍工產業，銷售毛利率較高。

2.3.2.“先進航空發動機的基石”高溫合金:鋼研高納產量最高、業務集中度最高

高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基，能在600℃以上的高溫及一定應力作用下長期工作的一類金屬材料，具有優異的高溫強度，良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能、良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能，按照制造過程的不同可以分為變形高溫合金、鑄造高溫合金和新型高溫合金。

2.3.3.“非金屬發動機”復合材料：中航高科、光威復材兩大龍頭

復合材料是指由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補短、產生協同效應，使復合材料的綜合性能優于原先組成材料從而滿足不同使用場景下的需要。根據兩種材料的不同可以將復合材料分為不同的類別。

美國針對航空發動機實施的IHPTET和VAATE計劃均將復合材料在航空發動機上的應用列為重點內容予以驗證和突破，包括風扇寬弦復合材料葉片、纖維增強樹脂基復合材料機匣、350℃熱塑性復合材料中介機匣、SiC長纖鈦基復合材料葉環、葉鼓和低壓渦輪軸等。目前，隨著復合材料在航空渦輪發動機上應用范圍越來越廣且比例越來越大，甚至有說法航空渦輪發動機將向著"非金屬發動機"或"全復合材料發動機"的方向發展。

2.4.零部件與子系統：鍛造、鑄造各司其職、控制系統自成一體

航空發動機由部件和子系統組成，部件包括風扇增壓級、壓氣機、燃燒室、高低壓渦輪等；子系統包括控制系統、空氣系統、機械系統、短艙系統等。除控制系統自成一體外，其余各部件系統的零組件按照加工成型的方式均可以分為鍛件、鑄件、鈑金件等幾種，其中又以鍛件、鑄件占據主要地位。近些年來，3D打印增材制造、復合材料特殊工藝等也逐漸開始使用，但目前占比尚較小。

鍛造通過對金屬施加壓力使其產生塑性變形從而達到所需要的形狀，這個過程可以消除金屬在冶煉過程中產生的鑄態疏松等缺陷，且鍛件的機械性能一般優于同樣材料的鑄件，因此在無特殊需求的情況下多采用鍛造的方式進行加工。鑄造通過直接澆鑄液態金屬到事先準備好的模具中、待金屬冷卻后去除模具的方式得到所需形狀，其優點在于可以生產形狀復雜的零件，尤其是復雜內腔的毛坯。

當前，渦輪前溫度已經上升至1800℃附近，但渦輪葉片所用材料即便是耐溫最高的單晶高溫合金，其耐溫也僅有1200℃左右，之間600℃的溫差只能通過葉片表面熱障涂層以及葉片內部復雜的空心冷卻結構來彌補。這使得渦輪葉片的內腔冷卻結構越來越復雜，只能通過鑄造的方式來加工。

因為渦輪葉片所使用單晶高溫合金等材料的昂貴、以及精密鑄造工藝的復雜性，使得渦輪葉片單價極高，一片葉片成本可達40萬元。一臺發動機中渦輪葉片論數目較壓氣機葉片顯著偏少，但論總價值，鑄造渦輪葉片卻較遠高于鍛造產生的壓氣機葉片。

2.4.1.葉片、輪盤：上市公司中鍛造葉片企業成熟度更高、鑄造葉片企業加緊技術攻關

航空發動機壓縮系統轉靜子葉片、渦輪轉靜子葉片、及用于支撐安裝轉子葉片的壓縮系統輪盤及渦輪輪盤是航空發動機中最重要的一組零件，在發動機功的傳遞、能量的轉化中起核心作用。在發動機價值的拆分上，以上零件合計價值占比超過40%。以上零件除渦輪葉片采用鑄造方式成型外，其余均采用鍛造的方式，兩類加工工藝中，精鍛、和精鑄分別代表了未來各自技術發展的主流方向。

目前國內從事航空發動機葉片、輪盤加工制造的企業或單位有中航重機、航發動力、航亞科技、三角防務、中國航發航材院、萬澤股份、煉石航空、應流股份、江蘇永瀚、無錫透平等。

加拿大政府在達沃斯論壇上宣布在航空旅行領域推出“旅客數字身份”原型試點服務:加拿大政府在瑞士達沃斯世界經濟論壇上宣布，與世界經濟論壇旗下旅游安全項目合作，利用生物識別技術與區塊鏈技術，在航空旅行領域推出“旅客數字身份”原型試點服務。[2018/1/29]

根據各公司在以上發動機零組件加工領域所從事業務的具體類型，可以將其分為三類，一類專注于壓氣機葉片、壓氣機及渦輪輪盤軸等航空鍛件的加工如中航重機、航亞科技、無錫潤和等；

第二類專注于渦輪葉片精鑄加工如應流股份、萬澤股份、煉石航空、江蘇永瀚等，目前該細分賽道因單晶渦輪葉片精鑄技術的高技術壁壘，各上市公司前期均進行了大量的技術研發投入，雖然目前相關業務在各自營業收入中的占比暫時還較低，但隨著相關研發投資項目的實施，精鑄業務即將或已初步進入收獲期、未來業績有望放量；

第三類則是航發動力、中國航發航材院等傳統老牌行業內單位，兼具以上鑄造、鍛造兩類業務能力。

2.4.2.機匣等其他結構件：航發科技其中龍頭

航空發動機所使用其他結構件主要包括機匣、軸承、齒輪箱、燃燒室零組件、密封封嚴裝置等，加工方式多采用鍛造、少數采用鈑金成型。

2.4.3.控制系統：航空領域內中航機電是龍頭、航發細分賽道航發控制做龍頭

航空發動機控制系統是發動機的神經和大腦，起著把飛機操縱人員指令傳輸給發動機、并根據操縱指令精確調節相關運動機構以使得發動機實現操作意圖的功能，對于航空發動機正常穩定工作發揮著至關重要的作用。

航空發動機控制技術的發展已經走過了好幾代，總的趨勢是從機械液壓式向著數字電子式發展，當前先進軍、民用航空發動機所使用的標準控制系統為全權限數字式發動機控制系統，在FADEC控制中，發動機電子控制器EEC或電子控制系統ECU是它的核心，所有控制計算由計算機進行，然后通過電液伺服機構將控制指令轉化為液壓機械裝置及各個活門、作動器的動作，從而實現對發動機硬件狀態的調節。

我國從事航空發動機控制系統研制生產的企業主要有航發控制、晨曦航空、海特高新、航新科技、中航機電等，其中航發控制背靠我國航空發動機控制領域唯一的軍工科研院所中國航發控制系統研究所，實力雄厚、產品型號齊全，是航發控制領域的龍頭企業。

2.5.整機集成交付：航發動力唯一龍頭

我國航空發動機整機集成交付領域共有八大主機廠，全部為中國航發集團下屬，其中5家注入上市公司或作為上市公司母公司。航發動力囊括了其中4家，基本覆蓋了當前航發集團主要在研或已服役的先進發動機型號。太行發動機已經進入穩定服役狀態，將隨著三四代戰斗機的上量享受確定的業績增長。三代中等推力航空發動機生產線建設項目也于今年通過竣工驗收，將有望隨梟龍、FC-31戰機一并上量。

2.6.運營維修：“全面聚焦備戰打仗”背景下的行業增長新動力

運營：軍用、商用航空發動機的運營方分別為軍隊和航空公司。維修：軍用發動機一部分由解放軍57XX廠提供維修服務，另一部分由發動機整機制造商航發動力分別在貴州、山西、吉林的維修廠提供售后維修保障服務。發動機維修保障環節的利潤率較初始產品交付更高，后續隨著“全面聚焦備戰打仗”背景下實戰化訓練的增多，軍用發動機維修保障領域市場空間將有望快速上升，為相關企業帶來業績增長的新動力。

民用領域，多個航空公司與國外OEM或國外航空公司、專業發動機維修公司等建立合資公司，用于為自身及行業提供發動機及飛機維修保障服務。此外，上市公司中航新科技、海特高新也涉足有航空發動機維修市場。未來隨著軍民用航空發動機的放量增長，航空發動機維修市場也將迎來市場空間的擴充。

3.中國航空發動機產業市場空間測算及重點領域價值拆分

3.1.軍用航空發動機整機市場：2021~2035年均近1000億元人民幣

當前，我國與美國在軍用飛機數量和質量上均有著較大差異。戰斗機領域，我軍戰斗機數量為美軍的58%，三代以上先進戰斗機數量約為美國的26%。運輸機轟炸機等大型軍用飛機領域，我軍數量是美軍的20%，且缺乏大型戰略轟炸機；直升機教練機領域，我軍飛機總數約為美軍的17%，且缺乏重型直升機。

以《新時代中國的國防》白皮書“力爭到2035年基本實現國防和軍隊現代化”為牽引，我們假設到2035年，我軍各類型軍用飛機裝備數目與美軍當今裝備數量及已確認訂單數量之和保持一致，據此預估各類型飛機裝備數目及所需的航空發動機數目、市場價值。測算過程中的重要假設如下：

目前存量飛機截止2035年平均換發2次：以當前三四代機所裝備的三代主流發動機為例，其壽命約為2000小時，考慮到“全面聚焦備戰打仗”背景下訓練量有所增加，預估一架飛機一年飛行時間約為300~400小時，從而平均約5-7年需換發1次，目前存量飛機到2035年需至少換發2次；

至2035年增量飛機平均換發0.5次：以7年換發1次計算，2028年及之前列裝的飛機到2035年需換發1次，2029-2035年列裝的飛機到2035年無需換發，假設新增飛機按勻速增加，則平均換發次數為1/2*1+1/2*0=0.5次；

各類型飛機所需發動機單價參考國外同類型、同級別發動機進出口合同訂單價格或公司官網軍方采購信息；

發動機采購費和維護保養費按照1:1預估；

考慮換發發動機來自于備發，因此不再單獨考慮備發數。

據此測算，從2021~2035中國軍用航空發動機整機市場總規模為14,898億元人民幣、年均993億元人民幣。其中新增軍機初始采購需求和存量及新增軍機換發需求大體各占一半。按飛機種類，殲擊機、運輸機及加油機占比相對較大。

3.2.商用航空發動機整機市場：2021~2039年均1000億元人民幣

根據中國商飛公司預測，到2039年，中國民航客機隊的規模將從2019年的3863架增長到9641架，在全球市場中的占比從16.2%增長至21.7%，屆時中國將成為全球民航第一大市場和增長速度最快的市場。據此預估各類型飛機所需相應型號航空發動機的數目及市場價值。測算過程中的重要假設如下：

各型號國外發動機單價信息參考各發動機廠家官網訂單信息，國產發動機單價參考同級別國外發動機：長江-1000A參考Leap-1X、長江-2000A參考GE-NX、長江-500參考CF-34；

發動機維護保養費與采購費按照1:1預估；

不考慮換發需求：目前先進商用大涵道比渦扇發動機首翻期前壽命已達到20000~40000小時，首翻期結束后視情維修更換部分零件又可繼續服役，除非發生重大事故導致發動機報廢，否則一架飛機全生命周期內一般不轉發。

據此測算，2021年~2039年中國商用航空發動機整機市場總規模為20,131億元人民幣、年均1,059億元人民幣。

3.3.整機市場2021~2035拆分：前10年軍機放量、10年后民機接力

軍用領域，2020年航發動力年報中航空發動機制造及衍生產品營業收入約為262億元，以此近似作為我國軍用航空發動機產業2020年整機市場規模。以2027年實現百年建軍目標、2035年基本實現國防和軍隊現代化為牽引，我們預估十四五期間航空發動機領域將快速增長，隨后隨著市場規模的增大增速逐漸放緩。據此對2021~2035共計14,898億的軍用航空發動機市場進行拆分。

商用領域，2020年，中國內地民航客機隊增長了140架，據此計算得到2020年商用航空發動機新增整機采購市場規模約202億元。此外，根據國內三大航司披露，機隊飛機及發動機維修費用總計約202億元，三大航機隊占國內民航機隊總數約42.9%，發動機維修占飛機維修價值比例約39%。據此計算得到民航客機發動機維修市場規模約183億元。新增采購與維修費用加和得到2020年中國內地商用航空發動機市場總規模約385億元。

我們預估，后續隨著新冠疫苗在全球范圍內的逐漸使用和普及，新冠疫情將逐漸得到控制，全球商用航空市場也將逐漸恢復，中國商用航空發動機市場規模也將迎來一個逐漸修復再趨于平穩的過程。據此對2021~2039共計20,131億的商用航空發動機市場進行逐年拆分。

但對于中國航空發動機產業鏈而言，暫時尚沒有屬于自己的商用大涵道比渦扇發動機成熟型號。我們預估，國產長江-1000A發動機于2030年前后投入市場，長江-2000A緊隨其后，從2029到2035年之間，我國航空發動機產業鏈在整個發動機整機市場中占比從0逐漸上升至30%，據此測算出2021~2035年我國航空發動機產業鏈軍、民用兩個市場整機交付市場空間。

可以看到，未來15年間我國航空發動機產業鏈整機市場年均復合增長率約15%，其中前10年主要受益于軍機的放量，之后民機開始接力，帶來規模持續增長的新引擎。

3.4.重點領域價值拆分

3.4.1.零部件及子系統加工領域價值拆分

基于預測的2021~2035我國發動機產業鏈整機市場規模，并參考航空發動機整機制造龍頭航發動力2020年毛利率15%，測算得到零組件及子系統加工制造環節逐年市場規模，再按照航空發動機不同零部件及子系統的價值占比，測算得到不同零部件和子系統2021~2035年間的市場空間。

3.4.2.原材料市場價值拆分

基于預測的2021~2035發動機零部件及子系統加工制造市場規模，減去控制系統的平均占比約13%，得到其余零組件市場規模，其中原材料占比參考航空發動機零組件加工企業航發科技2020年報原材料成本占比數據約為55%，計算得到原材料市場逐年總規模。當前先進發動機所使用的原材料中，高溫合金占比約40%、鈦合金30%、鋁合金15%、高強度鋼10%、復合材料5%，計算得到各類原材料2021~2035年間的市場空間。

4.堅定看好我國航空發動機產業的三大邏輯

4.1.外部因素：百年未有之大變局下航空發動機不可或缺

軍事領域：不斷上升的經濟實力、國際地位需要相稱的國防力量做支撐

近期，中共中央局委員、中央外事工作委員會辦公室主任楊潔篪，國務委員兼外長王毅同美國國務卿布林肯等舉行了中美高層戰略對話。會上，雙方圍繞各自內外政策、中美關系等問題進行了溝通。同時楊潔篪也就中國與美國對話的立場做了較為強硬的表態：“你們從實力的地位出發同中國談話。”

可以看到，近些年來，隨著中國經濟的發展、GDP的不斷增長，中國在國際舞臺上的外交形象也愈發強勢，這體現了中國對實現民族偉大復興這一目標的付諸實施。一帶一路構想、中伊25年合作協議的簽訂等也都是側面的佐證。

但這個過程必將會招致美國等西方國家的全力壓制。經濟領域有中美貿易戰、美國制裁中國企業等矛盾爭端。軍事領域，美國戰略重心重回亞洲，構建了美、日、澳、印的包圍圈圍堵中國。可以預見的是，中國大國崛起的路必將會伴隨著中美之間各領域摩擦的頻繁化、常態化。在這個戰略風險增大、不確定性增強的狀態下，國防實力的競爭將是所有領域競爭的基礎和支撐。中國要實現自己的戰略目標，就必須要補齊現在的短板、構建與想要達到的經濟地位、地位相對等的國防實力。

航空發動機作為我國國防軍工領域、乃至整個中國高科技領域為數不多的短板之一，必須要在未來三到五年內形成充分的戰斗力、產業成熟度邁上一個嶄新的臺階。這是國家意志、民族發展的必然要求。

經濟領域：世界商用航空ABC格局的動力基礎必須自主可控

中國商飛C919大型客機，取中國商飛英文簡稱COMAC的首字母、同時也是中國CHINA的首字母，更是寄予著中國大飛機產業打入世界市場、與空客波音平起平坐、共享市場的愿望。截止目前，C919已經拿下超過1000架的訂單、價值超3000億元人民幣。對于上游各個環節市場規模的帶動效應更是巨大。

C919所采用的發動機是CFM國際公司的Leap-1C，2020年2月15日，美國計劃阻止中國C919客機獲得LEAP發動機。盡管隨后特朗普表明不會斷供，但C919的“主制造商-供應商”模式在美國認定中國崛起威脅國家安全、全力打壓中國高科技發展的情況下，未來依然可能會面臨類似問題。因此，像航空發動機這樣的關鍵性配件，必須要自主可控，不自主、無以形成真正穩固的世界商用航空ABC格局。

4.2.內部因素：新航發、新型號，與時代的需要耦合共振

堅持自主發展、多個型號技術突破，滿足國家需要正當時

當前以及接下來的一段時期，是建國以來航空發動機產業最黃金的時期之一。建國之初，面對西方列強的核恐嚇、國內經濟技術條件的不足，戰略性核威懾的建立是第一位的，而選擇了兩彈一星就再選不了飛機發動機。隨后改革開放，以經濟建設為中心，國防工業的發展多次為經濟建設讓路、航發產業研制經費緊缺。隨后直到轟炸大使館、南海撞擊等事件的發生，從國家層面開始對常規武器、戰術武器提高重視，直到現在，大國博弈對國防建設提出了更高的要求、也給了航空發動機產業更多的機會。

但打鐵還需自身硬，只有堅持獨立自主、突破核心技術，研制出性能先進、滿足國家時代需求的產品，才能真正帶來行業的大踏步式發展。所幸，隨著中國航發集團的成立，飛發脫離、發動機研制被賦予了更大的自主權，以四代大推力軍發、長江-1000A等為代表的多個軍民用型號被賦予了充分的支持，并在過去幾年內紛紛獲得了一些階段性的成果。可以說，中國航空發動機產業各類型先進在研發動機全面開花、瓜熟蒂落的日子不會太遠了，當下正是布局航空發動機產業的大好機會。

小核心、大協作，軍民融合、產業鏈中上游布滿機會

軍民融合、“小核心、大協作”是我國當前國防科技行業的發展趨勢。國防白皮書曾經在介紹國防科技工業時指出,“中國加速推進軍工企業體制機制轉變,初步建立小核心、大協作、寓軍于民的國防科技工業新體系”。

具體到航空發動機產業，除了整機集成環節作為航空發動機產業鏈條中的核心、由航發集團完全掌控外，上游零組件制造、原材料、控制系統、下游發動機維修等近年來系統外供應商、民營企業如雨后春筍，這些產業鏈中上游企業具有更高的營業毛利率、也都將得益于航空發動機產業的迅速發展。在其中的原材料、葉片加工制造等重點領域可能存在投資機會。

4.3.多方位改革舉措未來可期

改革領域存在央企混改股權激勵、軍品定價機制改革、優質資產證券化等多方位的改革預期。

我國國防軍工領域的大型央企長期以來存在一定程度的效率低下，實施混改，一是可以引入戰略投資者，構建多元化股權結構為國企帶來社會資本的資源和活力。二是通過員工持股、股權激勵，可以聚集人才，提高企業運行的效率和活力。此前，中航工業、航天科技等多家軍工大型央企已實施過多次股權激勵，未來航空發動機領域也或許會有類似舉措。

此外，實行已久、不利于激發企業活力的“成本加成”軍品定價機制也在逐漸發生變化，國防軍工央企未來的利潤率有望提升。軍工研究院所等優質資產的證券化改革，隨著“新人新辦法、老人老辦法”等院所改制相關政策的實施及一些歷史遺留問題的逐步解決，優質資產注入上市公司未來可期。

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