航空发动机行业分析报告Word下载.docx

1、（2） 大型商用航空发动机市场：合作成为趋势27（3） 大型商用航空发动机的进步途径：改进衍生30三、我国航空发动机现状：民用依然空白，军用自给是短期产业重要目标311、我国航空发动机产业的主要参与者31（1） 中航工业集团是我国航空制造业的主体31（2） 主要发动机制造厂商实力显单薄332、我国军用发动机现状：以满足自身需求为目标35（1） 我国军用发动机：依然受制35（2） 多型先进战机翘首盼望“太行”37（3） 峨眉、岷山层峦叠出，进度或可快于预期383、我国民用航空发动机：空白的答卷39四、航空发动机产业：巨人的嬉戏，中国重大专项有望带动产业升级421、航空发动机的发展离不开国家的参与

2、42（1） 航空发动机研制周期长、费用高、风险大42（2） 航空工业的研发投入对国民经济有明显的带动作用462、美国发动机前进之路：预先研究+共同参与48（1） 从 GE 的 F120 看美国航空发动机的预研48整整提前一代的 ATF 先进战斗机计划48比 ATF 还提早十年的 SCR 超音速发动机预研计划49GE 的下一代 VCE 型号仍然在 NASA 的支持下发展50（2） 从 IHPTET 计划看美国航空发动机预研计划的运作方式503、中国航空发动机的未来：重大专项能否带来重大改变52五、中国航空发动机未来市场容量预测551、我国军用发动机需求总量预测：10 年 251 亿美元55（1）

3、 未来 10 年我国对新型军用飞机的需求旺盛55（2） 未来 10 年内我国的军贸出口需求58（3） 未来 10 年我国军用发动机市场需求总计592、我国商用航空发动机市场预测：20 年 1561 亿美元60（1） 商飞预测我国未来 20 年飞机需求超过 5000 亿美元60（2） 未来 20 年内我国涡桨支线飞机需求为 470 架61（3） 通用飞机市场预测62（4） 我国未来商用航空发动机的市场容量总计64六、近期我国在商用航空发动机市场上的机会：外贸转包生产和MRO651、外贸转包生产市场将保持 20%的增速66（1） 我国积极参与发动机零件转包生产66（2） 参与航空发动机外贸转包生产

4、的主要单位68（3） 发动机整机厂商将继续扩大在华采购702、航空发动机 MRO 市场前景广阔71（1） MRO 已经成为 OEM 厂商的重要业务和重要收入来源71（2） 中国国内主要 MRO 公司73（3） 中国机队规模扩大，MRO 市场增速高于全球73七、行业相关上市公司简况761、航空动力（600893）：承担多个重点型号的领军企业762、成发科技（600391）：三大专业方向明确，中航哈轴引人注目77一、航空发动机概述航空发动机的主要功用是为飞行器提供推进动力或支持力，是飞行器的心脏。高温、高压、高转速、高可靠性、耐久性和维护性是其基本特点。在这些相互矛盾的高要求推动下，航空发动机经过

5、长时间的发展已经成为人类有史以来最复杂最精密的工业产品，每台零件数量在万件以上。因此，航空发动机被誉为“工业之花”， 它是一个国家科技、工业和国防实力的重要标志。目前世界上能够独立研制高性能航空发动机的国家只有美、英、法、俄及我国等少数几个国家，商用大型航空发动机更是被GE航空、Pratt&Whitney、Rolls-Royce和SNECMA等几大公司及其合资公司垄断。这是一个进入门槛极高的行业，是一个“零容错”的行业。1、航空发动机（Aero-Engine）分类航空发动机按发动机是否须空气参加工作，可分为两大类： 吸空气发动机：必须吸进空气作为燃料的氧化剂（助燃剂），所以不能到稠密大气层之外

6、的空间工作，只能作为航空器的发动机。火箭喷气式发动机：不依赖空气工作的发动机，推进剂（氧化剂和燃烧剂）全部由自身携带，由于燃料消耗太大，不适于长时间工作，一般作为运载火箭的发动机，也可做为航空器的助推动力，但在飞机上应用时仅用于短时间加速（如起动加速器）。本报告的研究对象也即一般所说的航空发动机，指吸空气发动机，由于冲压喷气发动机和脉动喷气发动机的应用范围目前还十分有限，暂不具备大规模的市场，因此本报告的关注点在于活塞式和燃气涡轮发动机。航空发动机是飞机整体里价值密度最高的部件，航空发动机基本决定了飞机的燃油消耗量，对整架飞机全生命期的成本有决定性作用。（1） 活塞式发动机从 1930 年第一

7、架飞机升空到二次大战末期，所有飞机都采用活塞式发动机。直到 40 年代，逐步被燃气涡轮发动机取代。然而活塞式发动机由于价格便宜，燃油经济性高，在轻型低速飞机上依然得到应用。活塞式发动机主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成。还有若干辅助系统，如进气系统、燃油系统、点火系统、起动系统、散热系统和润滑系统等。（2） 燃气涡轮式发动机从第二次世界大战结束，航空燃气涡轮发动机取代了活塞式发动机，开创了喷气时代，成为航空动力的主导。燃气涡轮式发动机包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机，它们的核心部分结构相同，即压气机、燃烧室和燃气涡轮，也称为发动机

8、的核心机。2、各类航空发动机应用和市场份额目前在市场上广泛应用的有活塞式、涡喷式、涡扇式、涡桨式、涡轴式，还有作为燃气涡轮发动机启动装置的 APU（Auxiliary Power Unit）和前景争议较大的涡轮螺旋桨风扇发动机，这些产品的性能和主要应用类型领域各有不同。从市场销售占比来看，涡扇/涡喷是销售额最大的类型。涡扇发动机基本在全部领域替代了涡喷发动机。涡喷在超音速性能优秀， 迄今为止唯一的超音速商用飞机“协和号”配有 4 台 Rolls-Royce 的 Olympus593 涡轮喷气式发动机。在 2003 年“协和号”全部退役之后，涡喷发动机基本退出了商务航空市场。目前在一些发展中国家

9、包括我国，还有一定数量配备涡喷发动机的战机，在一定时间内继续产生换备需求。活塞式发动机价格便宜，销售占比较低，但在通用航空市场上还会在很长时间内保持一定的活力。3、涡扇发动机的部件构成一个典型的涡扇发动机其大部件主要由风扇、低压压气机（LPC）、高压压气机（HPC）、燃烧室、高压涡轮（HPT）、低压涡轮（LPT）组成，军用战斗机发动机后面还会带有加力燃烧室和矢量喷管。根据发动机的不同特性，各大部件的价值占比也有所不同。总的来说，核心机部分，即高压压气机、燃烧室、高压涡轮是价值较为集中的区域，占发动机总体价值的一半。CFM、IAE 等商用发动机厂商各股东之间的分工工作量和占股比例相关性很强，通过

10、对比， 我们可以得到商用发动机的大部件价值的基本分布：4、活塞式发动机和燃气涡轮发动机原理（1） 活塞式发动机工作原理其工作原理是利用汽油与空气混合，在密闭的容器（气缸）内燃烧，气体膨胀作功，通过活塞和曲轴输出功率，通过减速器带动螺旋桨，由螺旋桨产生推（拉）力。（2） 燃气涡轮式发动机工作原理二、航空发动机市场分析未来 20 年航空发动机交付量近万亿美元全球航空发动机最大厂商之一Rolls-Royce每年在年报中发布对未来20年航空发动机及燃气轮机市场的权威预测。据 RR 公司 2011 年年报预测，2012-2031 年中全球运力平均增速约为 4.5%，发展中国家增速远高于发达国家，增速达到

11、7.5%。RR 预测未来 20 年将有 149000 台航空发动机交付客户，装配68000 架飞机，价值为 9750 亿美元。除去原始设备销售，航空发动机相关售后服务市场还有 8000 亿以上的产值。同时，RR 公司预测了舰船用和能源用的动力设备及服务市场， 分别为 3400 亿美元和 1200 亿美元。预测显示，未来 20 年内在新增设备市场上，航空发动机总共占有 77%的比例，其中商用发动机约为军用的 5 倍，另外舰船和能源用燃气涡轮发动机占有 23%。RR 公司还对不同领域的关键趋势进行了分析：2、航空发动机市场的主要参与者航空发动机是一个进入门槛极高的行业，全球范围内呈现出典型的寡头垄

12、断格局。从地域上来看，目前能够独立研发大推力航空发动机产品的， 主要是美国、欧洲的英国和法国。此外俄罗斯也自成系统，尤其是在军用航空发动机上有比较强的实力，但在商用市场上没有竞争力。据俄罗斯自己披露，俄罗斯民用和军用航空发动机在世界上所占比 重应分别为 1.8%和8.3%，总体占比 3.5%。因此，从地域上看， 呈现三极格局。从制造商角度看，目前航空发动机市场被四家制造商形成寡头垄断：美国 GE 集团下属 GEAviation（GEAE）和联合技术公司子公司 Pratt&Whitney，英国 Rolls-Royce 公司，法国的 SAFRAN 集团（子公司 SNECMA 和 TURBOMECA

13、）。它们之间既有竞争又有合作关系，它们之间合资建立的数个公司，在商用航空发动机领域占有很大份额。由于航空发动机零部件数以万计，是制造业内最长的产业链， 因此整机制造商不可能也没有必要覆盖整个产业链，而是采取分级供应商制度。据统计，四大发动机制造商至少占据了 75%以上的市场份额（没有算入俄罗斯）。在商用航空发动机市场上，由于要面临互相的竞争，各大厂商纷纷设立合资公司，整合资源和技术优势，以加快反应进度，占领市场份额，这类公司有 CFM 、IAE、EA。规模即优势在四大制造商中，GE，UTX 和 SAFRAN 都是综合性集团，其中航空发动机制造业务的主体分别是：GEAE、UTX下属的Whitne

14、y 公司，SAFRAN 下属的 SNECMA 和TURBOMECA 公司。从 2007-2011 财年 GEAviation、Pratt&Whitney 和 SAFRAN 航空推进部分的分类收入来看，GEAE 在集团收入中占比最低，但其销售收入依然是四家公司中的第一名。从 2011 年财报来看，GEAE 的收入与营业利润率明显较高。即使在全球最大的四家整机生产商中，规模的差距以及规模带来的优势仍然明显。GE 集团以其多元化的业务，在四大巨头的竞争中占据有利位置。GE 是一个综合性工业、金融集团，除了先进的航空发动机制造能力，GE 在航电设备上也有很强的市场地位，而且 GE 还提供一系列航空制造

15、所需的高端加工设备及检测设备。GE 的另一个令对手无法企及的优势，是他旗下的GECAS（General Electric Capital Aviation Services）：为当今世界专门从事飞机租赁的大型专业租赁公司之，其通过购买飞机来带动GE 或 CFM 的发动机产品销售。例如，GECAS 已经订够了 50 架我国装有 CFM-LEAP1C 发动机的 C919 大型客机。退而求其次的选择一级供应商应具有大部件和核心机部件的生产能力，目前市场上典型的几家一级供应商本身也是整机厂商，具有完整的航空发动机生产能力，MTU 航空发动机公司、意大利 Avio 都有自己的引擎产品和交付。但它们在商用

16、客机的市场上几乎没有竞争力，产品多为防务产品或者小型发动机产品。MTU 是德国防务引擎市场上最大的制造商，2011 年交付数量为 2570 台，MTU 加入到 IAE 公司中去，占有 12%份额，负责低压涡轮的制造。另外 MTU 是一家专业的发动机维修商，对其他公司产品的维护业务收入在总收入中占比已接近 40%。亚洲重工集团占据优势目前日本和韩国的数家公司在二级供应商系统里占主导地位， 主要有日本的三家公司：MHI（三菱重工），KHI（川崎重工）， IHI（石川岛播磨重工）和韩国的三星科技公司。几个工业集团里航空收入都仅占总收入的20-30%，优势来自于他们在其他工业领域积累的强大的加工能力和

17、水平。现在MHI（三菱重工）已经和PW形成了RSP合作关系，参与PW-4000的共同开发。我国的发动机制造厂商在国际分工中也处于二级供应商层面， 通过比较航空动力和成发科技的公开数据，2011 年两个公司转包生产的收入分别为 205.24 万美元和 135.57 万美元，与其他几个二级市场主要供应商相比，规模上还有很大差距，未来以我国的加工成本优势和强大的商用发动机市场需求为背景，我国在二级供应商层面上还有很大的生长空间。进化风向标新型战斗机的性能很大程度上依赖于推进系统的实现和改进， 可以说发动机的性能决定了战斗机的设计概念和用途。因此，军用航空发动机体现了燃气涡轮发动机最尖端的技术水平，是

18、性能进化的风向标。（1） 军用发动机已发展至第五代从二战结束至今的60余年里，燃气涡轮发动机取代了活塞式发动机，并经历了数次以军用飞机性能要求提升带动的更新换代，目前已发展到第五代，第六代军用发动机也在研发过程当中。美、英两国的现役主力机种是第四代飞机及其动力装置，俄、法、日等国则是第三代、第四代飞机并存，并以第四代为主，而我国仍处于从第三代向第四代战机过渡的关键过程中。目前使用的典型四代和五代军用发动机中，F119 为五代，EJ2000 和 M88 是四代半的水平，F100 是典型的四代军用发动机， 我国自主研发的 WS10 也属于四代发动机，但在某些指标上优于F100。一国发展军用发动机技

19、术很难得到外界支持，从美、俄、中三国各代战斗机的首次服役时间上，可以看出我国在先进战机的研制进度上，一直有所差距，并且在逐渐拉大，其中发动机的制造能力是主要瓶颈。各代战斗机概况（2） 第五代军用发动机上体现的技术趋势第五代军用机以美国 F22 的普惠 F119 发动机为代表，已于2005 年开始服役。在第五代发动机研究的过程中，源于超音速巡航等性能要点，体现出一些全新技术手段和趋势：庞大的主体民用航空发动机是市场的主体部分，其体量约是军用市场的 4-5 倍。在防务市场上，各国都尽量采用本国的技术和产品，而在商用市场上则存在着激烈的竞争。从技术角度讲，尽管原理相同，但民用航和军用发动机应用范围和

20、侧重点的区别，导致概念性、飞跃性的进步一般在军用航空发动机上出现，而商用航空发动机的发展主要依靠改进衍生的方式。（1） 商用航空发动机的发展1960 年 RR 公司的 Conway 装配波音 707 客机，标志着涡扇发动机第一次用于商业用途。1970 年，第一架装有高涵道比大型涡扇发动机的宽体波音 747 投入使用。最近十余年，高涵道比涡扇发动机又逐渐进入了小型支线客机的市场。目前市场上共有几十型高涵道比涡扇发动机，一般按发动机推力级的大小进行分类：大型商用航空发动机的发展趋势是低成本、低污染（低噪声与低排放）与更高可靠性，进入 21 世纪以来，为适应新型豪华客机如四发客机 A380 及双发客

21、机 B787、A350XWB 的需要，各大公司研制了新一代发动机。高涵道比商用航空发动机的总压比和涵道比不断提高，在这个过程中对设计技术、材料与制造工艺的要求也相应提高。合作成为趋势大型商用航空发动机市场是一个产品单体价值很大，然而批量数目很小的行业。作为全球最重要的航空发动机生产公司， GEAE 每年所有型号的交付量只在数千台的量级。而成熟的汽车制造商， 如丰田汽车 2012 年产量高达 800 万量，都要使用自己的发动机。RR 公司的 Trent 系列发动机经过了 18 年的发展，年产量才达到百台。商用航空发动机的产品存在规模效应，航空公司拥有某一型发动机数量较多时，相应的换备比例可以减少

22、。从我们对 MRO 外场的调研情况来看，正常情况下双发飞机的发动机采用 2 备 1，同型号发动机保有量大时，最低可降至 5 备 1，对于单台价值高于 1000 万美元的产品，这显著减小了航空公司的运营压力。大型商用航空发动机的行业特点要求厂商尽快的占领市场，形成规模，而产品研制周期长、费用高的特点使得经济规模和学习过程非常重要。合资公司在这时候就扮演着非常重要的角色。因此，我们在商用航空发动机市场除了四个熟悉的名字： GEAE，Rolls-Royce，Pratt&Whitney，SAFRAN，更多看到的是他们的合资公司 CFM，IAE 和发动机联盟。这些合资公司只推出少量的系列化产品，例如，为

23、了竞争空客 A380 发动机市场，GE 和PW 组成合资公司 EA（发动机联盟），推出 GP7200 发动机以与 RR公司的 Trent900 抗衡。GEAE 和 SAFRAN 的平股合资公司 CFM 在市场上取得了巨大的成功，在 CFM 发动机的分工中，GE 负责具有优势的高压部分，SAFRAN 负责低压部分。根据截至 2012 年 10 月 31 日的 100+座级客机已公布订单，CFM 获得了 64%的份额，证明这种商业模式是非常有效的。还有一些发动机是以某厂商为主，其他公司少量参股，如GEnx 是以 GEAE 为主，但有 35%的份额分给其它供货商公司，这些供货商以 RSP 方式参与

24、GEnx 的研发和生产，按工作量占有份额， 未来可获得独家供货资格。改进衍生GE 公司对 13 种喷气客机的发展过程进行过分析，归纳出飞机系列的发展规律之一，是飞机载重量（即起飞总重）在投入使用后会不断增加。某些飞机在投入使用 10 年后，起飞总重会增加25%，而在 10 年中，改型的飞机约占全部飞机的 75。这种趋势要求发动机的不断跟进，主要途径是在保持核心机不变的情况下做改进衍生，GE90 和 CFM56 系列都是这样运作的。民用依然空白，军用自给是短期产业重要目标1、我国航空发动机产业的主要参与者（1） 中航工业集团是我国航空制造业的主体中航工业集团于 2008 年 11 月 6 日由原

25、中国航空工业第一、第二集团公司重组整合而成立。建立以来，随着我国航空工业的快速增长，集团资产规模和收入都有了大幅的提升。2012 年中航工业第四次入围财富世界 500 强企业，排名跃升至第二百五十位。中航工业将下属单位按主营业务划分进各直属单位，其中中航工业发动机控股有限责任公司和中航工业商用飞机发动机有限责任公司是航空发动机制造的主体。中航发动机控股公司为控股型公司，代表中航工业集团对所属发动机板块成员单位进行投资管理，开展投融资及担保业务，其本部不从事具体的生产经营活动。目前中航发动机控股有限公司下设六个航空发动机主机制造单位，产品有所区别：中航商用航空发动机有限责任公司（简称 “中航工业

26、商发”）也是中航工业直属子公司之一。 由中航工业及其他公司共同投资设立。中航商发是我国大型客机发动机项目的责任主体和总承制单位。CJ1000A按计划将将于2016年完成验证机，2020年正式交付。（2） 主要发动机制造厂商实力显单薄通过比较数据，2011 年我国中航工业集团的总资产达到了5200 亿，收入 2580 亿元。这个规模与 GE、UTX、SAFRAN、RR 等国际集团比起来并不逊色。中航发动机控股的财务数据不详，但据媒体报道，2011 年其销售收入达到 400 亿，占集团的 15.5%。为做比较，我们选取了中航发动机下的两个上市公司航空动力 和成发科技。航空动力隶属于西航集团，成发科

27、技隶属于成发集团， 都有完整的航空发动机制造体系，并都在承担型号总装的职能。但 将他们作为主体与 GEAE、 Pratt&Whitney， SNECMA 和 RR 公司进行比较时，双方规模差别非常大。以满足自身需求为目标依然受制我国在航空发动机产业上相对落后，建国以来我国生产的发动机全部为军用型号。曾经生产过的航空发动机主要型号和设计生产单位如下，部分在产的发动机产量数字尚未公开：在军用航空发动机技术上，我们基本无法获得他人的帮助。在很长一段时期，俄罗斯战机和发动机是我们唯一的进口来源和学习对象，我国历史上的一系列发动机全部在走仿制俄式的路线。直到现在，这个情况依然存在，过去 10 年我国从俄

28、罗斯分批进口了约400 台 AL-31 发动机，用于装备歼-11 和歼-10。这种状况对我国的先进战机装备进度和对外军售都造成了很大的制约。我国出口的枭龙战机和 K8 教练机至今在使用俄制发动机，国际市场这两种机型都有很强的需求，有助于我国增强在军售市场上的份额。然而俄罗斯也希望加大对外军售的规模，俄罗斯工业与贸易部制订了2013-2015 年航空工业发展计划草案草案，年底前可能获批。计划 2025 年俄军用飞机在世界市场上所占比重达到8.2%（60 亿美元，将比 2011 年增长近一倍）。因此，俄罗斯更愿意出口整架战机而非单独出售发动机。我国对巴基斯坦出口枭龙使用 RD93 发动机，售价却比俄制同水平整架飞机更便宜，也曾引起俄罗斯的不满，虽然最终同意我们出口，但发动机的价格有了较大的提升。因此，军用自给依然是短期内我国航空发动机产业的重要目标。（2） 多型先进战机翘首盼望“太行”“太行”发动机，即涡扇-10 系列发动机。太行的研制始于上世纪八十年代末，2005 年 12 月 28 日完成设计定型审查考核，历时 18 年。太行发动机是中国首个具有自主知识产权的高性能、大推力、加力式涡轮风扇发动机，它的出现结束了国产先进涡扇发动机的空白。太行发动机的装机对象包括先进的四代战机歼 10、歼 11 和歼15。其中是歼-10 战斗机是中国自行研制的第三代战斗机，