航空发动机行业分析报告Word格式.docx

1、2、中国空军：踏上空中强军之路263、中国军用发动机市场潜力巨大30四、商用发动机自主化助国产客机突围国外垄断321、中国将引领世界民航需求322、我国自主商用飞机欲打破国外垄断343、国产商用航空发动机缺口待补借转包业务分享“大蛋糕”384、国内商用航空发动机行业将迎来大发展41五、两机专项促发展行业将迎大机遇421、政策红利带来科研投入航空发动机产业将得到大力扶持422、燃气轮机应用广能源舰船需求强42（1）燃气轮机的应用及发展42（2）我国燃气轮机市场被国外巨头占领能源舰船前景广阔43六、相关上市公司441、成发科技442、中航动力45一、航空发动机简介及发展轨迹1、航空发动机类别众多航

2、空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，主要为航空器提供飞行所需的动力。它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性，是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。航空发动机主要可分为三种类型，即活塞式、燃气涡轮式和冲压式，三种航空发动机特点及用途各不相同。目前应用最广的燃气涡轮航空发动机，其又可分为四类，分别为涡轮轴发动机，多用于直升机和垂直/短距起落飞机；涡轮风扇发动机，用于现今大多数飞机；涡轮螺旋桨发动机，主要应用于在中低速飞机或对低速性能有严格要求的巡逻、反潜或灭火等类型飞机；涡轮喷气发动机，主要用于超音速飞机。2、航空发动机历史演进就世界航空发动机发展史而言，液冷发动机在早期占据主要地位。190

3、3年，美国莱特兄弟把一台4缸、水平直列式水冷发动机改装之后，在世界上第一架飞机“飞行者一号”上成功进行了试飞。自此之后，航空发动机开始蓬勃发展。两次世界大战时期，人们在战争目的的驱使下，开发了气冷星型式、直接注油式、涡轮组合式和低压点火式等一系列航空发动机。第二次世界大战结束后，航空发动机的发展除了贡献于军事领域之外，被更多地利用于通航和民航领域。燃气涡轮发动机技术在此期间得到了长足的进步，涡喷、涡桨、涡扇和涡轴发动机先后问世。目前，航空发动机的发展已经相当成熟，未来可能向混合动力、智能控制、骨架结构等多个方向发展。中国航空发动机的研制起步于上世纪50年代，大大晚于欧美发达国家。因此在初期与国

4、际先进水平存在较大差距，发动机的结构设计也主要依靠仿制。由沈阳航空发动机厂制造的涡喷5是我国第一台涡喷发动机，即根据苏联BK-1发动机的技术资料仿制而成。随后我国又先后完成了涡喷6、涡喷7和涡喷8的研制，逐渐由完全依赖国外技术到部分依靠自主设计转变。进入上世纪70年代，我国开始对航空发动机进行了部分的自主设计。如基于涡喷-7研制的涡喷-13系列发动机和基于英国斯贝MK202的涡扇-9系列发动机。其中，涡喷-13于1985年开始装机试飞，满足了歼-8飞机的研制进度。随后又开发了改进版的涡喷13AII作为歼-8的动力装臵。涡扇-9则早在1975年与英国签订“斯贝”MK202型发动机引进合同后，在国

5、内进行组装和试制生产并在1988年在歼轰-7战斗机上试飞成功。随后在2003年实现涡扇-9的全国产化，将其命名为“秦岭”发动机。随着我国工业技术的持续发展，航空发动机的国产化自上世纪80年代末开始得到了长足的发展。我国于1986年研制成功了涡喷-14，是我国第一台完成自行设计、试制、试验、试飞全过程的航空发动机。目前，我国正在进行涡扇-13和涡扇-15的自主研制和试验，涡扇-15发动机已在2011年完成了验证机的交付，标志着我国在航空发动机自主研制的征程上又迈出了坚实的一步。3、我国航空发动机科研院所体系与欧美航空发动机以企业为主的研发体系不同，我国的军工体制沿袭了前苏联“研究所+工厂”的模式

6、。因此，我国的航空发动机的生产制造主要依靠军工厂，研发则主要以事业单位编制的科研院所为主。这种模式延续至今，军工厂经历了一系列改革，现已基本完成了企业化改制，成立了股份制公司。但科研院所的改制由于其资金较为充裕，且涉及利益面广，改制之路进展缓慢。但在目前中央大力倡导深化国企改革的背景下，军工科研院所的改制也被提上日程。科研院所的转企改制，不仅能够提升军工企业的竞争力，还有优化资源配臵、提高资金使用效率、促进军民融合等多重作用。中国航空发动机的研发主要由中航工业集团负责，下属的相关科研院所主要有606所、608所、614所、624所、649所。其中中航工业航空动力控制系统研究所（614所）主要负

7、责航空动力系统的研究，而其余院所则主要负责航空发动机和燃气轮机相关产品的设计研制。二、航空发动机国产化力促相关产业发展1、航空发动机产业链构成航空发动机的研制和生产是相当漫长而艰苦的过程，全寿命周期需要经历研发、生产采购和使用维护三个阶段。航空发动机的制造还需要上游的高端金属材料、动力控制系统和发动机零部件等作为基础。我国目前已基本建立了完整的航空发动机研制体系，只是在某些领域的技术还略显不足。在军用、民航和通航三大领域对航空发动机需求日益增加的背景下，我国自主研发的航空发动机相关产品挑战与机遇并存。航空发动机的基本构造包括风扇、低压压气机、高压压气机、燃烧室、驱动压气机的高压涡轮、驱动风扇的

8、低压涡轮和排气系统组成。材料则主要使用高温合金、钛合金、铝合金及其他金属材料。此外，包括电子调节器、监测装臵等在内的动力控制系统部件也是航空发动机重要的组成部分。2、高端金属材料航空发动机中所使用的高端金属材料主要有高温合金和钛合金两种材料。在现代航空发动机的制造中，原材料约占整个发动机成本的50%，而高温合金和钛合金均约占原材料价值的66%，因此两者价值均合计约占整个发动机的33%。在按照整架飞机中发动机约25%的成本占比计算，高温合金和钛合金价值合计约占整架飞机的825%。高温合金材料被誉为“先进发动机基石”，是一种能够在600以上及一定应力条件下长期工作的金属材料，具有优异的高温强度，良

9、好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，是军民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料。以涡扇发动机为例，作为热端部件的燃烧室、导向器、涡轮盘和涡轮叶片需要使用耐高温合金材料进行制造。此外，耐高温合金还可用于中介机匣、尾部喷口等其他部件。钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。20世纪50-60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。（1）钢研高纳公司的控股股东是中国

10、钢研科技集团有限公司，是2006年12月经国务院国资委批准，由原钢研院联合原冶金自动化研究设计院共同组建的国务院国资委下属的重点大型企业。主要产品高温合金是制造航空航天发动机热端部件的关键材料，也是大型发电设备，如工业燃气轮机、氦气轮机、烟气轮机、火力发电机组等动力装臵的核心材料。公司高温合金年产能达到2,350吨，是目前国内高端和新型高温材料制品生产规模最大的企业之一，主要下游厂家为沈阳黎明航空发动机。（2）抚顺特钢公司是东北特钢集团旗下最重要的生产基地之一，是中国不可替代的国防军工、航空航天等高科技领域使用特殊钢材料的生产研发基地。公司近年来致力于发展高温合金、钛合金、新型不锈钢、超高强度

11、钢等航空、航天领域用的尖端材料，在产量规模上始终保持国内第一，市场占有率达到60%。公司已通过了中国航空工业第一集团二方审核，并且通过了罗罗公司的供应商资格和不锈钢产品认证，是国内生产规模最大的高温合金制造商，产能3,000吨以上，民品占四成左右。其航空发动机相关高温合金产品主要提供给西安航空发动机厂。（3）宝钛股份公司是我国最大的以钛及钛合金为主的专业化稀有金属生产科研基地，主导产品钛材年产量位居世界同类企业前列。公司在国内航空钛合金在市场处于领先地位，是波音、空客、斯奈克玛、古德里奇、庞巴迪、罗罗等公司的战略合作伙伴。公司同时还通过了波音公司、法国宇航公司、空客公司、罗罗公司、欧洲宇航工业

12、协会和美国RMI等多家国际知名公司的质量体系和产品认证，囊括了进入世界航空航天等高端应用领域所有的通行证。公司目标到2015年，形成40,000吨铸锭生产能力、30,000吨钛及钛合金加工材及一定量的锆、镍、钢等金属产品生产能力，国际市场占有率由现在的10%提升至20%。（3）西部材料公司是稀有金属新材料行业的领先者，是由科研院所转制设立并上市的高新技术企业。公司成立十多年来，形成了钛产业、金属复合材料产业、金属过滤材料产业、稀贵金属材料产业、难熔金属材料产业和稀有装备制造产业等六大业务领域。产品广泛应用于化工、电力、环保、航空、航天、电子通讯等领域。全资子公司西部钛业是西北有色金属研究院通过

13、科技成果转化而形成的钛、锆产业核心企业，具有万吨级以钛、锆为主的稀有金属加工材生产能力，2万吨层状金属复合材料和20万吨钢板的加工能力。西部钛业在2014年成功通过中航商发合格供应商资格评审，航空用钛合金薄板已立项。3、航空发动机动力控制系统发动机控制系统起到控制作用，是发动机的核心部件。发达国家都将发动机数字电子控制技术作为航空技术中的重要内容来发展，花费巨资（占发动机研制费15%-30%）研究，以保证航空发动机工作稳定并充分发挥其性能潜力。航空发动机控制系统的发展主要是从机械液压式控制系统到监控型电子控制系统再到目前最先进的全权数字发动机控制系统（FADEC）。随着航空发动机技术的不断进步

14、和飞机对发动机性能要求的不断提高，控制系统正在经历从单个部件到整体、从模拟式到数字式、从有限功能到全权控制的发展过程。美国四代战斗机所使用的发动机主要有F119、F120、F135、F136等型号，其控制系统均采用BAE公司的全权数字发动机控制系统（FADEC），FADEC的主要部件是发动机电子调节器（EEC），即一个双通道计算机，主要包括一个推力控制单元（PCU）、一个超速保护单元（OPU）和一系列的外部设备（传感器和控制装臵）。我国航空发动机控制系统起步相对较晚，直到上世纪50年代才开始发展，并曾由于种种原因而一度中断。直到上世纪90年代，才得以在控制系统技术水平上有快速的提升。据媒体报道

15、，我国目前已经掌握超过美国三代航空发动机控制系统的技术。主要掌握了机械液压控制、液压备份、模拟控制等相关技术，并在数字控制、数字全权限电子控制等领域取得了重大突破。（1）中航动控公司前身是南方摩托车股份有限公司，在2009年通过资产重组，完成了四家从事航空发动机控制系统产品研发、生产企业（西控科技、贵州红林、长航液控、北京航科）的整合和上市。其主要产品也从摩托车、汽车助力转向器等转变为航空发动机控制系统。目前，公司是中航集团航空发动机控制系统唯一的注入平台。公司产品涵盖涡喷、涡扇、涡桨、涡轴、活塞的全系列大、中、小推力航空发动机控制系统产品。西控科技主要产品为航空发动机控制系统部件，包括燃油泵

16、、主燃油控制系统控制器、加力燃油系统控制器、主燃油分配器、加力燃油分配器、喷口调节器等。贵州红林核心产品为太行、昆仑系列发动机主燃油调节器、加力燃油调节泵及其他燃油附件。北京航科主要产品为涡轴、涡桨发动机燃油与控制系统及涡扇发动机喷口控制系统附件。长航液控主要生产飞机燃油、气压系统附件和发动机燃油调节器、燃油泵、放气活门等控制系统附件。4、航空发动机维修及维护在航空发动机的全寿命过程中，除了购买发动机所支付的销售费用，后续更换零件和维修的费用同样巨大。全寿命周期中，发动机的销售收入和后期的维修收入分别占总收入的60%和40%，且后期维修的利润率更高。为降低运营成本，欧美各发达国家航空公司逐步剥

17、离机载设备、发动机和机体等的维修业务，部分小规模、低成本航空公司甚至将航线维护业务外包。维修外包有利于民航企业集中资源于客、货运输市场的开拓，同时也有利于航空维修企业实现规模经济和专业化分工。目前，我国航空维修市场主要以民航运输维修为主。而在商用航空发动机领域，由于我国目前不具备发动机整机的制造能力，因此当引进自国外的发动机出现故障时，就需要高昂的维修费。而随着未来中航商发所研制的国产航空发动机得以应用于大型运输机和民航飞机，我国航空发动机维修市场也将迎来机遇。（1）航新科技公司主要业务涵盖航空维修支持、ATE（自动测试设备）研制及系统集成、飞机加改装、机载设备研制。凭借成为国内航空机载设备、

18、ATE及系统集成的重要科研生产基地优势，公司为多家用户完成了空中防撞计算机、近地警告计算机、应答机、甚高频电台、应急定位发射机、飞行参数记录系统等加改装任务。公司被BAE、CIRCOR、KIDDEAEROSPACE、UNIVERSALAVIONICS等多家国际知名OEM授权为其维修中心，为中国及周边国家提供一站式服务。公司能够维修包括A320系列、B737系列在内的超过40种民航飞机机型，以及包括米-8、伊尔-76在内的超过30种通航飞机机型。（2）海特高新公司主要从事航空机载设备、附件设备检测、试验、修理；支线飞机、直升机、公务机等中小型发动机维修；干线飞机、支线飞机、直升机、公务机、通用飞

19、机机体大修及改装工程；航空技术及软件开发；航空机载设备及航空测试设备、装备研制；航材租赁与交换；飞行员、空乘人员、机务人员培训、复训（模拟机）等；业务涉及波音、空客系列及各类支线飞机、通用飞机、直升机、公务机等40多种机型。公司旗下四川亚美基地专门从事航空发动机维修业务，按照国际标准建立航空中小型发动机维修基地，修理工厂面积6,600平方米；引进来自加拿大普惠公司的技术，自主研发建造了综合型发动机试车台，车台引进了世界先进的英国佛洛德测功机，并通过了普惠公司的全面标定。5、航空发动机制造我国航空发动机制造与国外仍有较大差距，主要在设计，加工制造和试验三方面。航空发动机结构复杂，零部件十分多样，

20、一般需要依靠多家厂商合力进行制造。发动机是飞机上的重要部件，一般而言，其价值占整机价值的20-30%，机型越小，发动机价值占比越高，机型越大，发动机价值占比越低。航空发动机制造商根据部件分配任务，因此有必要对部件价值进行拆分。一般而言，无论战斗机、或运输机用发动机，“高、低压涡轮”的价值占比都最高，而其他部件则有明显区别。对于战斗机发动机，其外涵道很小，有加力燃烧室，因此，风扇、外机匣的价值占比较低，但加力燃烧室、控制系统占比高；对于运输机发动机（客运、货运、军用），外涵道大，无加力燃烧室，因此，风扇、外机匣的价值占比高，控制系统占比较低；直升机发动机中，控制系统、减速机构的占比较高。另一种价

21、值拆分模式不是根据“功能部件”的方式进行拆分，而是根据“结构类似”的方式进行拆分，这种拆分方式与实际生产分工模式更接近。目前，我国航空发动机行业仍处朝阳期；未来10年，将是我国振兴航空的发展新时期。在过去60年创建航空发动机行业的基础上，从新世纪的“十五”计划开始展望，经过30年的艰苦奋斗，完成从仿制到自行设计的战略转变，开创中国航空发动机振兴的新局面。2012年7月，国务院发布关于促进民航业发展的若干意见，鼓励民航业与航空工业形成科研联动机制，加强适航审定和航空器运行评审能力建设，健全适航审定组织体系。积极为大飞机战略服务，鼓励国内支线飞机、通用飞机的研发和应用。据海关数据显示，2013年，

22、中国航空发动机行业进出口总额为5972亿美元，同比增长1369%；其中，进口额为4074亿美元，同比增长1012%，出口额为1898亿美元，同比增长222%；实现贸易逆差2176亿美元，同比略有上升。（1）中航动力中航动力在中航工业集团中主要负责航空发动机的整机制造，公司生产的涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、活塞发动机广泛配装于各类军民用飞机和直升机上。其中具有自主产权的“太行”、“昆仑”、“秦岭”等航空发动机目前广泛应用于我国空军战斗机。公司在2014年5月通过发行股票购买资产的方式，整合了中航工业集团主要的发动机制造及维修资产。从而贯彻落实了中航工业“两融、三新、五化、万亿”战略目标，同时加强实现

23、了资源的优化配臵和协同效应的增强。重组完成后，公司主营业务产品范围从大型发动机扩展为大中小型发动机、航模发动机，将集成我国航空动力装臵主机业务的几乎全部型谱，丰富了航空发动机的研制、生产和修理范围，发动机主机产业链得到完善和优化。（2）成发科技公司是成发集团将其核心制造资产及人员剥离重组，并发起组建的股份制企业。主营业务为航空发动机和燃气轮机零部件的生产制造，重点产品包括机匣、叶片、环形件、蜂窝件和燃烧室部件。成发科技致力于开发国际、国内航空技术产品市场，已经同通用电气（GE）、罗罗、普惠、西门子等国际知名公司建立了长期稳定关系。公司正逐步成长成为优秀的世界级航空发动机和燃气轮机产品生产基地。

24、三、空中强国之路保证军用航空发动机需求1、志在军事强国，我国军费稳步增长随着我国经济水平和国际地位的不断提升，强大的军力作为大国实力的象征，在目前的国际局势中已占据越来越重要的地位。2014年，我国国防总支出为8,0823亿人民币，比上年同期增长122%，连续4年保持10%以上的增速。而根据2015年财政预算，我国今年国防开支将达到8,86898亿元，继续保持高速增长。单从数字来讲，在过去20年中，我国国防支出都保持着高速增长，目前总支出已经位列世界第二，仅次于美国。但实际上，我国军费占GDP比重在近10年始终维持在2%左右，远低于美国和俄罗斯，因此我国国防支出仍有很大上升空间。我们预计，未来

25、10年我国国防开支都将保持10%以上的增长速度。我国军费主要分为三部分，分别是军队人员薪酬及生活费用、部队作战训练维持费用和装备研发采购费用。这三部分各占总军费支出的三分之一左右，其中装备研发采购又主要以空军和海军高端装备为主。同时，针对军费使用所推行绩效管理和军队内部的反腐行动都将提高军费的使用效率，从而快速的提升我国军事装备的技术水平。踏上空中强军之路从军用飞机总数来看，目前我国仅次于美国和俄罗斯，列世界第三。据飞行国际统计，截止至2014年底，我国各军队拥有的军用飞机总数达到2,860架，占世界军用飞机总数的6%。美国的军用飞机数量则遥遥领先，达到了13,902架，占比27%。从军用飞机

26、类型来看，美国、日本、法国的武装直升机占比最大，均超过40%。可见，武装直升机正通过其强大火力与特殊机动能力的有机结合，在现代战争中占据越来越重要的地位。俄罗斯、印度和我国的军用飞机构成则以歼击机、轰炸机以及攻击机为主。我国在歼击机规模方面不落下风，但是技术水平的落后将催生歼击机更新换代的需求。据飞行国际统计，截止至2014年，我国空军海军歼击机总数为1,066架，稍稍落后于美国的1,454架和俄罗斯的1,218架。但是我国在歼击机的质量上却还与美俄有较大差距。美国空军目前已经淘汰了所有的三代歼击机，所有歼击机均为四代以上机型。俄罗斯也早已淘汰了全部二代歼击机，而我国空军仍保留二代歼-7和歼-

27、8作为主力机型，我国二代的歼-7占歼击机总数392%。歼-7已在2013年停产，可能在20年内全部退役，歼-8也有部分将会退役，我国空军海军歼击机将至少留下500架以上的缺口。我国掌握喷气飞机制造技术较晚，直到1956年，才通过仿制前苏联的米格-17F进而拥有第一代56式歼击机（后改称为歼-5）。我国在后续的歼-6和歼-7等战斗机均仿制于前苏联的战斗机，因此在技术上曾大幅落后以美苏为代表的世界先进水平一个代际。就目前第五代歼击机的研发进度来看，美国远远领先于其他国家，我国正逐渐缩小与俄罗斯的差距。我国目前正自主研发第五代歼-20战机，已于2011年首飞，预计将在未来2-3年内正式服役。美国的第

28、五代F-22猛禽战斗机则早在2005年就进入空军服役，F-35也有部分机型已开始服役。而俄罗斯的第五代战斗机T-50由于在研制进度上出现拖期，而且并未采用S形进气道，前向RCS过大问题，目前还没有提出解决方案，因此其是否可以实现真正意义上的隐身有待观察，如果这个问题不能解决，那么距离服役恐怕还很远，也不能算是真正意义上的隐身战斗机。在运输机和武装直升机方面，我国无论在数量还是质量上，都无法同国际先进力量相比。据飞行国际统计，截止至2014年，我国运输机和武装直升机保有量分别为182架和806架，而美国则分别达到1,094架和5,854架。在兵力装备空中运输方面，美国已经建立了战略运输机、战术运

29、输机和运输直升机三者相结合的兵力投送体系。无论是远距离、近距离还是局部地区的作战任务，美军都能使用适用机种进行应对。反观我国兵力投送装备，目前的主力战略运输机是引进自前苏联的伊尔-76，最大载重为48吨，且数量保有量仅为14架。而我国自主研制的战略运输机运-20最大载重超过66吨，已于2013年完成首飞，但正式服役尚需时日。*保有量包括各机型的衍生型号在运输直升机方面，解放军装备的主要是米-17/171、米-8和直-8，但其中载重能力最强的米-171最大起飞重量也只有13吨，无法同美国的先进运输直升机相提并论。而在攻击直升机和通用直升机方面，我国的武装-10、武直-19以及直-9虽然在性能上没

30、有明显差距，但在保有量上与美军却相差巨大。3、中国军用发动机市场潜力巨大结合第三方机构和媒体的数据，根据我们估算，我国未来10年空军海军新增的军用飞机总数将超过3,000架，对应发动机需求量超过6,000台，我国未来10年军用航空发动机市场销售需求将超过1,700亿元，发动机后期维修市场需求超过1,100亿元。1）在战斗机方面，根据简氏防务周刊预计，我国到2020年将新增600架以上的战斗机，年均增加100架左右。在我国战斗机更新换代加速的背景下，我们预计未来10年，我国战斗机将新增1,000架，新增相应航空发动机2,000台。按照3,000万人民币的价格来计算，我国未来10年战斗机发动机市场

31、需求将达600亿元。2）在运输机方面，根据国防大学中国军民融合发展报告2014预测，我国未来需要至少400架以上运-20系列运输机才能满足我军在亚洲地区执行任务。我们预计未来10年，我国大型运输机将需要200架，对应航空发动机800台，市场需求达到240亿元。3）在直升机方面，从陆军每万人军用直升机拥有量来看，我国大幅落后于世界其他军事强国。目前，中国陆军每万人军用直升机拥有量仅为88架，美国为995架，俄罗斯为287架，英国为231架。我们预计未来10年，我国陆军每万人军用直升机拥有量将达到30架左右，预测新增军用直升机1,800架，对应2,700台发动机，市场需求为675亿元。4）在教练机方面，美国的教练机/战斗机数量比值接近于1:1，法国为093，日本则为15。而我国目