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1、 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 证券研究报告|行业深度 2022 年 05 月 05 日 国防军工国防军工 航空发动机：军工长坡厚雪航空发动机：军工长坡厚雪万亿万亿超级超级赛道，开启赛道，开启 10 年年以上以上黄金成长期黄金成长期 航空发动机是军工长坡厚雪航空发动机是军工长坡厚雪的万亿的万亿超级超级产业产业赛道，赛道，并已形成超大产业集群，并已形成超大产业集群，正式正式开启开启 10 年年以上以上黄金成长期黄金成长期，战略价值与投资价值凸显。，战略价值与投资价值凸显。 1、战略价值：战略价值：发动机强则飞机强，飞机强则航空强，航空强则中国强！发动机强则飞机强，飞机强则航空

2、强，航空强则中国强！ 我国正在加快实现航空发动机、燃气轮机产业自主创新发展，打造的两机产业集群对我国军事装备加速发展、高端制造转型升级都具有深远意义。核心产业逻辑在于：军用层面，几十年科研转向批产带来发动机放量列装；民用层面，国产商用发动机加速研制是解决大飞机心脏“卡脖子”的重要支撑，进而拉动大飞机、商用发动机整个大产业链条蓬勃发展。 2、投资价值：投资价值：航空航空发动机开启发动机开启 10 年年以上以上黄金成长期，黄金成长期，长坡厚雪投资价值凸显。长坡厚雪投资价值凸显。 1）产业空间大产业空间大、产业趋势拐点显著、产业趋势拐点显著：五五大成长逻辑，铸就航发万亿大赛道。大成长逻辑，铸就航发万

3、亿大赛道。 三代机主力型号批产提速三代机主力型号批产提速：三代机已从科研走向批产，工艺不断趋于成熟，规模效应下产业链盈利能力将不断提升。 新型号持续迭代更新：新型号持续迭代更新：众多新型号如中推、四代机等将持续进入定型批产阶段，一个新型号诞生带来 3050 年的收益周期，更长维度看会有先进型号持续迭代。 商用发动机产业化商用发动机产业化：CJ1000、CJ2000 等研制进程提速，叠加军用新型号定型，整个航发产业加速发展将跨越“十四五、十五五”整整 10 年甚至更长周期。 航发维修市场快速打开：航发维修市场快速打开：实战化训练加快航空发动机耗损，后市场与新机采购价值在航发全寿命周期中占比相同。

4、此外，因航发耗材属性叠加地面备件配置，航发与军机的量级比是 10:1，规模倍数级扩大。 此外，再叠加燃气轮机产业（与航发合称两机，产业链极其相似），预计未来 10年总市场规模达 19709 亿元，长期看这些逻辑交相辉映依次兑现，万亿超级产业赛道滚滚而来。 2）高壁垒高壁垒、稳定格局：、稳定格局：航空发动机是世界上公认的总体技术水平最高、核心技术封锁最严、结构最复杂的工业产品，高研制壁垒带来稳定的产业格局，一旦研制成功或者切入产业则收获几十年确定性的收益，所谓高投入、高回报。以民用航发 CFM-56 系列为例，自 1982 年首台套投入运营以来 40 年间累计交付 33806台，新机合计销售额超

5、 3380 亿美元，10 年间维修市场高达 780 亿美元。 3） 长坡，长坡， 持续增长确定性强：持续增长确定性强： 全面备战能力建设下要求军事装备加速发展， 2021H1航发动力、中航沈飞、洪都航空合同负债同比大幅增长 784.81%、697.93%、41704.49%，百年未有之大变局下装备订单只会持续增加，整个发动机产业增长确定性强，多重成长逻辑下持续性强，“长期性、确定性”带来投资价值凸显。 4）厚雪，航发产业链厚雪，航发产业链拥有很好的商业模式：拥有很好的商业模式：以巴菲特在 2015 年以 372 亿美金私有化的全球两机零部件龙头 PCC 为例，下游两机需求持续增长，以其稳固的竞

6、争格局获得很好的经营稳定性与持续性，2006-2015 年 PCC 净利润和经营性现金流CAGR 达到 17.78%和 24.85%。 3、投资策略：投资策略：立足长期成长，选择“航发赛道立足长期成长，选择“航发赛道+卡位核心”的卡位核心”的优质优质资产。资产。 1）整机整机/分系统：分系统：垄断性产业地位凸显，长期成长确定性最强，重点关注批产后规模效应提升、机制改善带来的业绩改善。重点公司：航发动力、航发控制航发动力、航发控制。 2）原材料原材料+零部件零部件：高景气、长期成长、高壁垒选择策略，今年镍价的影响已很充分，众多公司是长期维度下重要的战略布局窗口。 高温合金高温合金（含铸件）（含铸

7、件）：变形、铸造、粉末三大条线，是航发原材料中壁垒最高、消耗属性最强的环节。重点公司：抚顺特钢、钢研高纳、图南股份抚顺特钢、钢研高纳、图南股份、隆达股份、隆达股份。 隐身材料：隐身材料：耗材、稀缺、壁垒极高。重点公司：华秦科技。华秦科技。 钛合金：钛合金：涉及航发/军机/导弹等多个成长赛道，重点公司：西部超导、宝钛股份西部超导、宝钛股份、西部材料西部材料。 铸锻铸锻件：件：铸件如涡轮叶片等壁垒极高竞争格局非常稳固，锻件重资产运营模式下需求放量带来利润弹性，重点公司：中航重机、派克新材、航宇科技、应流股份中航重机、派克新材、航宇科技、应流股份、万泽股份、航亚科技万泽股份、航亚科技。 3D 打印：

8、打印：非常大的产业趋势且处于成长初期，涉及航空航天多个赛道，重点公司：铂力特。铂力特。 风险提示风险提示：原材料价格上涨；军品订单交付不及预期；航发新机型研制进程低于预期；新机型工艺良率较低影响短期整机利润释放；测算与实际情况存在误差。 增持增持（维持维持） 行业行业走势走势 作者作者 分析师分析师 余平余平 执业证书编号：S0680520010003 邮箱： 相关研究相关研究 1、 国防军工： 战略看多军工， 2022 年是军工基本面加速期2022-03-21 2、 国防军工：航空发动机：军工长坡厚雪最佳赛道，4 大成长逻辑催生万亿赛道2021-11-14 3、 国防军工：2022 年：军工

9、需求再提速，新产能释放驱动订单、业绩高增长2021-10-22 -32%-16%0%16%32%48%--04国防军工沪深300 2022 年 05 月 05 日 P.2请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 内容目录内容目录 1. 航空发动机：动力强军，科技强国 . 8 1.1 产业地位：工业皇冠上的明珠，高端制造业深水区 . 8 1.2 产业特点：高壁垒、长周期、高投入、高风险、高回报 . 11 1.2.1 研制特点：高技术壁垒、长研制周期、高投入成本、高研制风险 . 11 1.2.2 经济特点：高壁垒带来稳定产业格局，一旦研制成功

10、经济效益巨大 . 13 1.2.3 产业特点：倒金字塔与小核心大协作、军民融合的产业格局 . 14 1.3 产业格局：全球呈现寡头垄断特征，中国军用航发三代机批量稳定交付 . 17 1.3.1 全球：全球仅 5 大常任理事国具备独立研制航发能力，商用仅美英 2 国 . 17 1.3.2 中国：军用航发三代机批量稳定交付，商用航发 CJ1000/2000 加速研制 . 19 2. 成长逻辑：军工长坡厚雪最佳赛道，万亿市场纷至沓来 . 22 2.1 五大成长逻辑，铸就航发长坡厚雪大赛道 . 22 2.2 军用航发：主力型号批产提速，新型号带动产品线不断丰富 . 23 2.3 军用航发维修：实战化训

11、练加快耗损，航发维修后市场快速打开 . 28 2.4 商用航发：国产商用航空发动机研制进程加速，将带来巨大市场空间 . 30 2.5 燃气轮机：两机专项另一大赛道，预计未来 10 年市场空间 4940 亿元 . 31 3. 航空发动机产业链 . 32 3.1 航空发动机价值拆分 . 32 3.1.1 按全寿命周期：“研发、制造、维护”三大阶段 . 32 3.1.2 按整机产业链：“原材料、零部件、分系统、整机、维修”五大环节 . 33 3.2 原材料 . 35 3.2.1 高温合金：先进航空发动机的基石材料，用量占比达 40%60% . 37 3.2.2 钛合金：航发减重必备材料，重量占比超

12、25% . 46 3.2.3 复合材料：新材料、新工艺应用的重要方向 . 49 3.2.4 隐身材料：提高军机、航发作战效能必备材料 . 52 3.3 零部件 . 54 3.3.1 铸造件 . 55 3.3.2 锻造件 . 59 3.3.3 钣金件 . 64 3.3.4 机加工 . 65 3.3.5 3D 打印 . 67 3.4 控制系统 . 69 3.5 整机 . 72 3.6 航发维修 . 75 4. 投资策略：立足长期成长，“航发赛道+卡位核心”优选核心资产 . 77 4.1 航空发动机产业拥有非常好的商业模式，国内产业处于 10 年以上黄金成长期的起点 . 77 4.2 立足长期成长，

13、选择“航发赛道+卡位核心”的优质资产 . 80 4.3 重点标的 . 82 4.3.1 航发动力：我国军用航发总装唯一上市平台 . 82 4.3.2 航发控制：我国航空发动机控制系统垄断性企业，高确定性持续性的高增长 . 83 4.3.3 抚顺特钢：中国特殊钢的摇篮，军工装备放量建设的基石企业 . 84 4.3.4 钢研高纳：打造中国 PCC，中国高温合金平台型龙头乘风起航 . 85 4.3.5 图南股份：布局高温合金“材料+精铸”，拥有航发爆款单品的稀缺性企业 . 86 4.3.6 华秦科技：我国军用航发隐身材料核心供应商 . 87 4.3.7 西部超导：高性能合金材料龙头，引领我国高端合金

14、材料产业发展 . 88 4.3.8 宝钛股份：我国规模最大的钛材生产企业，军民双轮驱动成长 . 89 2022 年 05 月 05 日 P.3请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 4.3.9 西部材料：立足航发、导弹、四代机等军工高增长赛道的核心钛材企业 . 90 4.3.10 中航重机：军民航空锻件龙头，“十四五”开启高成长之路 . 91 4.3.11 派克新材：立足导弹、航发高景气赛道中的民营环形锻件龙头 . 92 4.3.12 航宇科技：深度布局航空发动机、导弹产业的民营环锻件企业 . 93 4.3.13 应流股份：两机叶片千亿美金赛道里的中国制造商 . 94 4.3.14

15、铂力特：进击的增材制造巨人，传统制造方式颠覆者 . 95 4.3.15 万泽股份：国内唯一具备“材料+构件”生产全流程研产能力的高温合金民企 . 96 4.3.16 航亚科技：布局全球两机领域的精锻压气机叶片核心供应商 . 97 4.3.17 隆达股份：我国高温合金新锐，多个牌号已实现批量供货 . 98 5. 风险提示 . 99 图表目录图表目录 图表 1：航空发动机被誉为工业皇冠上的明珠 . 8 图表 2：航空发动机产业集群一览 . 8 图表 3：各种类航空发动机特点及发展情况介绍 . 9 图表 4：燃气轮机产品分类及发展情况介绍 . 10 图表 5：航空发动机技术衍生产品举例 . 10 图

16、表 6：航空发动机工作环境极端恶劣，进而带来非常高的技术壁垒 . 11 图表 7：航空发动机结构复杂，加工精度高，工艺难度大 . 11 图表 8：航空发动机对产品可靠性及环境适应性要求极高 . 12 图表 9：航空发动机研制流程极长 . 12 图表 10：美国典型发动机研制经费与周期 . 12 图表 11：GE 公司以 F110 发动机核心机为基础派生发展出军、民用多种型号的发动机 . 13 图表 12：CFM56 民用航发衍生产品众多，产品应用周期极长，收益确定性大 . 13 图表 13：全球航空发动机产业格局 . 14 图表 14：我国航空发动机产业链上已有一批企业切入了全球两机赛道 .

17、15 图表 15：航发产业链小核心大协作典型说明 . 15 图表 16：“长江 1000A”已有 100 多家国内供应商. 15 图表 17：“长江 1000A”拥有 69 家国外潜在合格供应商 . 15 图表 18：国外部分典型军民两用航空发动机 . 16 图表 19：2017-2021 年罗罗公司军用/民用航发营收情况 . 16 图表 20：2017-2021 年罗罗公司军用/民用航发营收占比情况 . 16 图表 21：我国军用航发产业链企业参与国产商发情况 . 16 图表 22：全球主要军用航空发动机制造企业及其代表型号一览 . 17 图表 23：2020 年全球商用航空发动机市场格局

18、. 17 图表 24：全球燃气轮机领域西门子和 GE、三菱日立三足鼎立 . 18 图表 25：中国军用航空发动机发展历程 . 19 图表 26：我国军用航发相较美国在各项性能指标方面均存在较大差距 . 19 图表 27：中、美、俄战斗机发动机发展对比 . 19 图表 28：我国航空发动机制造企业及其代表型号一览 . 20 图表 29：我国历代航空发动机及其代表型号情况 . 21 图表 30：CJ-1000A 商用航空发动机示意图 . 21 图表 31：CJ-2000 商用航空发动机示意图 . 21 图表 32：2014-2021 年黎明公司营收及增速 . 23 图表 33：2014-2021

19、年西航公司营收及增速 . 23 2022 年 05 月 05 日 P.4请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 图表 34：与美国相比，我国各类军机在数量上均有明显的差距（架） . 23 图表 35：我国战斗机代次与美国相比有明显差距（架） . 23 图表 36：航发产业链上公司正在加大对于后续型号的研发投入（单位：亿元） . 24 图表 37：未来 10 年我国军用航空发动机新机市场空间测算 . 24 图表 38：军机主机厂及航发产业链企业合同负债科目（亿元） . 25 图表 39：航发产业链企业现金流情况 . 25 图表 40：航发产业链企业 2022Q1 应付账款同比大幅增长，

20、预示生产任务饱满（单位：亿元） . 26 图表 41：航发动力、航发控制关联交易预示 2022 年航发产业将迎来高增长 . 26 图表 42：2021、2022Q1 航发产业链企业营收及利润增速情况 . 27 图表 43：航发产业链企业 2021、2022Q1 存货同比实现大幅增长，预示短中期收入端将迎来增长（单位：亿元） . 27 图表 44：罗罗公司民用航空发动机原始设备和售后服务营收占比 . 28 图表 45：罗罗公司军用航空发动机原始设备和售后服务营收占比 . 28 图表 46：航空发动机维护价值构成 . 28 图表 47：修理航空发动机冷热端零部件占比 . 28 图表 48：未来 1

21、0 年我国军用航空发动机维修市场空间测算 . 29 图表 49：“长江 1000”国产商用航发研发历程 . 30 图表 50：未来 10 年我国商用航空发动机市场空间测算 . 30 图表 51：不同发电方式平均度电成本（$/MWH） . 31 图表 52：重型燃气轮机的市场份额（3 年平均总装机容量） . 31 图表 53：航空发动机全寿命周期价值分布 . 32 图表 54：航空发动机全生命周期价值拆分 . 32 图表 55：我国军用航空发动机产业链 . 33 图表 56：航空发动机按工艺环节价值拆分及对应供应商 . 33 图表 57：几种典型航空发动机按部件价值拆分 . 34 图表 58：涡

22、扇发动机拆解图 . 34 图表 59：航发发动机材料发展趋势 . 35 图表 60：航空发动机中各原材料重量占比及所适用零部件（重量占比以 Genx 为例） . 35 图表 61：航空发动机材料分布示意图 . 36 图表 62：航空发动机材料应用趋势 . 36 图表 63：高温合金在航空发动机上的应用 . 37 图表 64：高温合金按工艺分类及详细介绍 . 38 图表 65：中国变形高温合金厂商及其产能 . 38 图表 66：航空航天用高温合金冶炼具有非常高的壁垒 . 39 图表 67：国内铸造高温母合金企业（钢研高纳、图南股份营收和毛利率均采用铸造高温合金制品，中科三耐采用航空发动机系列产品

23、数据） . 39 图表 68：航空发动机粉末涡轮盘 . 40 图表 69：粉末高温合金三条主要制备路线 . 40 图表 70：钢研高纳新型高温合金业务处于快速增长期 . 40 图表 71：未来 10 年高温母合金需求量测算 . 41 图表 72：高温合金上市公司的相关业务增速相对于航发动力发动机业务收入更高 . 42 图表 73：航发产业链上游高温合金相关上市公司盈利弹性相较于下游总装更强 . 42 图表 74：2003 年至今沪镍价格走势情况 . 43 图表 75：航发产业链高温合金企业 2022Q1 盈利能力受到镍涨价影响，股价已充分反映 . 43 图表 76：2020 年和 2021 年

24、抚顺特钢相关扩产公告情况 . 44 图表 77：2022 年抚顺特钢相关扩产公告情况 . 45 图表 78：钛合金优势突出，在航空发动机上得到广泛应用 . 46 2022 年 05 月 05 日 P.5请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 图表 79：钛合金在航空发动机中的应用 . 46 图表 80：典型航空发动机钛合金重量占比情况 . 46 图表 81：我国军用航空发动机钛合金用量变化情况 . 46 图表 82：我国军用钛材产业链一览 . 47 图表 83：我国钛材消费分布（吨） . 47 图表 84：国内钛合金领域主要企业对比情况 . 48 图表 85：先进飞机钛合金用量不断提

25、升 . 48 图表 86：F-22 飞机机身构件用钛情况 . 48 图表 87：航空发动机用复合材料简介 . 49 图表 88：航空发动机材料不同温度下力学性能 . 49 图表 89：复合材料在航空发动机上的应用比例逐年提高 . 49 图表 90：GE 公司在 CMC 方面的投资 . 50 图表 91：CMC 材料制备工艺及产业链 . 50 图表 92：碳纤维增强树脂基复合材料工艺及产业链 . 51 图表 93：航空发动机用复合材料上市公司相关业务经营情况 . 51 图表 94：隐身材料分类及介绍 . 52 图表 95：航空发动机八大典型隐身措施应用难点及代价 . 52 图表 96：隐身材料产

26、业链上下游 . 53 图表 97：我国隐身材料相关企业（单位：亿元/%） . 53 图表 98：典型小涵道比涡扇发动机 EJ200 机械部件示意图. 54 图表 99：航空发动机典型零部件工艺流程及对应供应商 . 54 图表 100：典型精密铸造工艺流程图 . 55 图表 101：航空发动机叶片示意图 . 55 图表 102：航空发动机叶片内部结构图 . 55 图表 103：铸造高温合金三种形式：普通、定向、单晶 . 56 图表 104：燃气轮机涡轮叶片材料及成形技术发展 . 56 图表 105：航空发动机机匣示意图 . 56 图表 106：航空发动机燃烧室机匣外形面示意图 . 57 图表 1

27、07：航空发动机燃烧室机匣工艺对比 . 57 图表 108：未来 10 年中国军用航空发动机新机精铸机匣市场空间测算 . 57 图表 109：我国航空发动机精密铸件厂商（单位：亿元） . 58 图表 110：航空发动机锻造工艺分类 . 59 图表 111：中国航空发动机锻件厂商（单位：亿元） . 60 图表 112：中航重机营收/归母净利润/折旧与摊销情况. 61 图表 113：锻造类企业规模效应在盈利能力端的体现 . 61 图表 114：中航重机、派克新材、航宇科技 2020-2022Q1 季度归母净利润同比增速情况 . 62 图表 115：中航重机、派克新材、航宇科技 2021 年营业成本

28、结构 . 62 图表 116：中航重机、派克新材、航宇科技航空锻件毛利率 . 63 图表 117：中航重机锻造产品各营业成本占营收比 . 63 图表 118：派克新材航空航天锻造产品各营业成本占营收比 . 63 图表 119：航宇科技航空锻造产品各营业成本占营收比 . 63 图表 120：航发锻造企业近年来进行积极募投扩产 . 63 图表 121：钣金加工图示 . 64 图表 122：带单独头部的环形燃烧室火焰筒 . 64 图表 123：火焰筒正环结构 . 64 图表 124：航空发动机生产工艺流程图（红色为机加环节） . 65 2022 年 05 月 05 日 P.6请仔细阅读本报告末页声明

29、请仔细阅读本报告末页声明 图表 125：航空发动机零部件机加工四大制造特点 . 65 图表 126：航空发动机主要零部件机加工工艺及流程 . 66 图表 127：我国航发产业链机加工环节主要参与企业情况 . 66 图表 128：3D 打印技术成形原理. 67 图表 129：金属增材制造技术与机床行业对比 . 67 图表 130：中国 3D 打印产业链 . 67 图表 131：金属 3D 打印产品优点 . 68 图表 132：铂力特 3D 打印产品在航空发动机的应用 . 68 图表 133：航空发动机控制系统发展历程 . 69 图表 134：军民用航空发动机内部控制变量不断提升 . 69 图表

30、135：航空发动机全权限控制系统组成示意图 . 70 图表 136：航空发动机控制系统燃油原理框图 . 70 图表 137：三种航空发动机控制系统全方位对比分析 . 70 图表 138：航发控制产品在发动机整机中价值占比约 11%左右 . 71 图表 139：中国航空发动机控制系统参与企业经营情况（单位：百万元/%） . 71 图表 140：我国军用航空发动机整机研制生产企业一览（单位：亿元/%） . 72 图表 141：航发动力、航发控制 2022 年关联交易、经营目标数据预示 2022 年航发产业将迎来高增长 . 73 图表 142：2011-2021 年航发动力毛利率变化原因分析（单位：

31、%） . 73 图表 143：RR 公司 2007-2013 年间军用航发营收与营业利润情况 . 74 图表 144：规模效应下 RR 公司军用航发营业利润率不断提升 . 74 图表 145：军品定价模式已由单一“成本加成”向目标价格管理转变 . 74 图表 146：推力随使用时间/修理次数的变化曲线 . 75 图表 147：耗油率随使用时间/修理次数的变化曲线 . 75 图表 148：加力作动机匣电阻焊缝裂纹故障随使用时间变化的趋势图 . 75 图表 149：转子叶片断裂故障随使用时间变化的趋势图 . 75 图表 150：不同翻修间隔下航空发动机的单位小时大修费用情况 . 76 图表 151

32、：航发动力维修类募投项目情况 . 76 图表 152：美国精密机件公司 PCC 按产品划分的主要业务领域 . 77 图表 153：PCC 熔模铸件主要应用于航空航天领域（百万美元） . 77 图表 154：PCC 分产品毛利率 . 77 图表 155：PCC 公司客户结构（营收占比） . 78 图表 156：PCC 各个业务来自 GE 的收入 . 78 图表 157：PCC 历年营收与固定资产规模（亿美元） . 78 图表 158：PCC 历年资本支出（亿美元） . 78 图表 159：PCC 历年营收与净利润情况（亿美元） . 78 图表 160：PCC 历年毛利率与净利率情况 . 78 图

33、表 161：PCC 历年净利润和经营现金流情况 . 79 图表 162：2010-2015 财年 PCC 各业务分部经营收益 . 79 图表 163：航空发动机产业链各环节投资策略 . 80 图表 164：航发产业链重点公司介绍及盈利预测一览（单位：亿元） . 81 图表 165：航发控制历年营收及增速 . 83 图表 166：航发控制历年归母净利润及增速 . 83 图表 167：航宇科技历年营收及增速 . 93 图表 168：航宇科技历年归母净利润及增速 . 93 图表 169：万泽股份历年营业收入及增速 . 96 图表 170：万泽股份历年归母净利润及增速 . 96 2022 年 05 月

34、 05 日 P.7请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 图表 171：航亚科技历年营业收入及增速 . 97 图表 172：航亚科技历年归母净利润及增速 . 97 图表 173：隆达股份历年营业收入及增速 . 98 图表 174：隆达股份历年归母净利润及增速 . 98 2022 年 05 月 05 日 P.8请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 1. 航空发动机：动力强军，科技强国航空发动机：动力强军，科技强国 1.1 产业地位：工业皇冠上的明珠，高端制造业深水区产业地位：工业皇冠上的明珠，高端制造业深水区 发动机强则飞机强，飞机强则航空强，航空强则中国强！发动机强则飞机

35、强，飞机强则航空强，航空强则中国强！ 航空发动机被誉为 “工业皇冠上的明珠” ，航空发动机被誉为 “工业皇冠上的明珠” ， 也是中国高端制造业迈向深水区的重要阵地也是中国高端制造业迈向深水区的重要阵地，其产业发展是一个国家工业基础、科技水平和综合国力的集中体现，是其产业发展是一个国家工业基础、科技水平和综合国力的集中体现，是强军强国的重要强军强国的重要标志标志。航空发动机具有技术密集度高、军民融合性强、产业带动面广等特点，具有极高的军事价值、经济价值和政治价值。全球范围内仅有联合国 5 大常任理事国能够独立研制航空发动机并形成产业规模，而商用发动机市场上具有技术和商业优势的只有美、英两国，全球

36、范围内都呈现高度垄断的态势。 我国正在加快实现航空发动机自主创新发展，军用航空发动机已形成“一、二代机加速我国正在加快实现航空发动机自主创新发展，军用航空发动机已形成“一、二代机加速淘汰，三代机批量稳定交付、四代机研制、五代机预研加速的局面” ，商用航空发动机淘汰，三代机批量稳定交付、四代机研制、五代机预研加速的局面” ，商用航空发动机CJ1000、CJ2000 等等正在加速研制以解决大飞机心脏“卡脖子”的重大风险。正在加速研制以解决大飞机心脏“卡脖子”的重大风险。 图表 1：航空发动机被誉为工业皇冠上的明珠 资料来源：GE 官网，CNKI，国盛证券研究所 航空发动机产业是以航空燃气涡轮发动机

37、技术为基础发展的产业集群航空发动机产业是以航空燃气涡轮发动机技术为基础发展的产业集群，主要产品包括军主要产品包括军/民用航空发动机、辅助动力装置和航改燃气轮机，还可以得到重型燃气轮机及利用航民用航空发动机、辅助动力装置和航改燃气轮机，还可以得到重型燃气轮机及利用航空发动机技术衍生发展的其他产品空发动机技术衍生发展的其他产品。由于航发与燃气轮机技术相通，产业环节相似，我国于 2017 年正式启动航空发动机与燃气轮机两机专项，直接投入以及带动地方、企业和社会其他投入预计总金额约 3000 亿元，已然将两机产业统筹发展打造产业集群。 图表 2：航空发动机产业集群一览 资料来源：AirplaneHan

38、dbook，CNKI，国盛证券研究所 2022 年 05 月 05 日 P.9请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 1、航空发动机产业：、航空发动机产业：涡扇涡扇发动机为主，产量占一半以上；发动机为主，产量占一半以上；涡喷、涡桨、涡轴、桨扇、活涡喷、涡桨、涡轴、桨扇、活塞塞发动机发动机为为辅。辅。二战后航空发动机向高功率、低重量方向发展，活塞发动机逐步退出历史舞台，喷气式发动机得到广泛应用，其主要分为有、无压气机 2 种类型。 1）无压气机类型：分为冲压式发动机、脉冲喷气发动机无压气机类型：分为冲压式发动机、脉冲喷气发动机。前者应用于高超音速飞机、导弹等飞行器，近年来随着高超音速武

39、器研制也得到快速发展；后者脉冲喷气发动机应用于靶机、导弹、航空模型等，应用较为受限。 2）有压气机类型：全球主流，分为涡喷、涡扇、涡桨、涡轴和桨扇发动机）有压气机类型：全球主流，分为涡喷、涡扇、涡桨、涡轴和桨扇发动机。根据航空发动机产业现状与趋势 ，预计 20202034 年涡扇、涡桨、涡喷、涡轴产量占比分别达57%、20%、12%、11%。 图表 3：各种类航空发动机特点及发展情况介绍 种类种类 特点特点 适用机型适用机型 发展状况发展状况 占比占比 图例图例 活塞式发动机 体积大、 功率低、 油耗低、 价格低廉， 无法突破音障 初级教练机、小型运输机、农业飞机、无人机等 基本被喷气式发动机

40、取代，但仍有少量应用于小型飞行器上 - 空气喷气式发动机 无压气机 冲 压式 高速状态下方能启动，结构简单、重量轻、成本低 高 超 声 速 飞机、导弹等飞行器 处于研究发展、应用阶段 - 脉 冲喷气 构造简单、 重量轻， 成本低， 但振动剧烈， 仅适合低空低速飞行 靶机、导弹、航空模型 由于噪声、振动、寿命等原因，应用受限 - 有压气机 涡喷 高空高速性能优异，但油耗高、经济性差 战斗机、弹道导弹、高空无人机、靶机 被涡扇替代，部分服役于老旧机型、弹道导弹、高空无人机 12% 涡扇 推力大、 效率高、 经济性好 战斗机、轰炸机、民机、运输机 占据航空发动机一半以上市场，被军民用飞机广泛采用 5

41、7% 涡桨 低速性良好、 效率高、油耗低，难以突破音障 中 低 速 运 输机、通用飞机 中小型运输机和通用飞机仍广泛应用 20% 涡轴 体积小、 重量轻、 功率大 直 升 机 和 垂直起降/短距起降飞机 基本是直升机唯一动力装置 11% 桨扇 经济性好、 噪音大、 振动大、安全性差 军用运输机 由于噪声、安全性问题未广泛使用，目前仅有 D-27 尚在服役 - 资料来源：航空发动机-飞机的心脏，航空发动机产业现状与趋势，国盛证券研究所 2022 年 05 月 05 日 P.10请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 2、 燃气轮机产业： 燃气轮机广泛应用于发电、 船舰和机车动力、 管道

42、增压等能源、 国防、 燃气轮机产业： 燃气轮机广泛应用于发电、 船舰和机车动力、 管道增压等能源、 国防、交通领域， 是关系国家安全和国民经济发展的高技术核心装备。交通领域， 是关系国家安全和国民经济发展的高技术核心装备。 燃气轮机是将气体压缩、加热后送入透平中膨胀做功，把一部分热能转变为机械能的旋转原动机。按结构形式可以分为重型、轻型、微型燃气轮机，其中全球重型燃气轮机已形成高度垄断的局面，以GE、西门子、三菱、阿尔斯通等公司为主导；轻型燃气轮机是航空发动机改型，以 GE、P&W、R&R 等航空公司为主导；微型燃气轮机参与者较多。 图表 4：燃气轮机产品分类及发展情况介绍 功率分级功率分级

43、技术途径技术途径 图例图例 功率范围功率范围 优势优势 用途用途 全球竞争格局全球竞争格局 重型重型 专业设计 20MW 运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高 陆地上固定的发电机组 以 GE、西门子、三菱日立等公司为主导 轻型轻型 航空发动机改型 0.320MW 装机快、体积小、启动快、简单环效率高 电力调峰、 船舶动力等， 欧美舰艇 装 配 率 在50%以上 以 GE、 P&W、 R&R 等航空公司为主导 微型微型 专业设计 30300KW 体积很小、质量很轻 替代柴油机， 用于机车、坦克 厂商较多 资料来源：CNKI，西门子官网，腾风官网，国盛证券研究所 3、 两机技术衍生产品：、 两

44、机技术衍生产品： 航空发动机与燃气轮机是高端制造业的代表， 装备研制需要应用航空发动机与燃气轮机是高端制造业的代表， 装备研制需要应用先进的材料、制造工艺、过程控制、定制开发等手段以实现航空装备产品高质量、高可先进的材料、制造工艺、过程控制、定制开发等手段以实现航空装备产品高质量、高可靠性要求，这套高端装备产品研制技术及过程管理体系可以衍生应用到其他领域的产品靠性要求，这套高端装备产品研制技术及过程管理体系可以衍生应用到其他领域的产品上。上。以航发控制为例，核心主营是航空发动机控制系统产品，近年来公司以动力控制系统核心技术为依托，重点向兵器、汽车等动力燃油与控制系统及衍生产品研制、生产、试验、

45、销售、维修保障拓展，2021 年实现营收（3.78 亿元，+16.54%） 。因此，我们认为航空发动机高端装备制造技术的延伸性突出，可以向众多非航领域延伸，航发配套企业也多按照航发与非航业务两大路线获得发展，以扩大两机产业集群的发展规模。根据美国国会数据，军事技术二次转化为民用，每投入 1 美元能够产出 7 美元得效益，而在航空工业项目发展 10 年后，技术转移比为 1：16，就业带动为 1：12。 图表 5：航空发动机技术衍生产品举例 公司名称公司名称 航发技术产品航发技术产品 收入（亿元）收入（亿元） 毛利率（毛利率（%） 衍生技术产品衍生技术产品 收入（亿元）收入（亿元） 毛利率（毛利率

46、（%） 航发控制航发控制 发动机控制系统及衍生产品 35.4 29.62% 非航产品及其他 3.78 24.22% 航亚科技航亚科技 航空产品 2.74 32.99% 医疗产品 0.38 20.63% 航宇科技航宇科技 航空锻件 6.69 32.55% 航天锻件 1.5 31.50% 燃气轮机锻件 0.38 34.34% 能源锻件 0.65 40.56% 其他锻件 0.22 38.73% 资料来源：公司公告，国盛证券研究所（注：数据取自 2021 年年报） 2022 年 05 月 05 日 P.11请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 1.2 产业特点：产业特点：高壁垒、长周期、高

47、投入、高风险、高回报高壁垒、长周期、高投入、高风险、高回报 1.2.1 研制特点：高技术壁垒、长研制周期、高投入成本、高研制风险研制特点：高技术壁垒、长研制周期、高投入成本、高研制风险 1、高技术壁垒：、高技术壁垒：航空发动机是世界上公认的总体技术水平最高、核心技术封锁最严、结航空发动机是世界上公认的总体技术水平最高、核心技术封锁最严、结构最复杂的工业产品构最复杂的工业产品之一之一，挑战着现代工程科学的极限，被誉为“现代工业皇冠上的明，挑战着现代工程科学的极限，被誉为“现代工业皇冠上的明珠”珠” 。航空发动机研制涉及几乎所有科学和工程专业，技术壁垒极高，具体如下： 1）工作环境恶劣：高压比、高

48、燃气温度、高负荷、大流量等。）工作环境恶劣：高压比、高燃气温度、高负荷、大流量等。高性能压气机叶片既薄又具有弯、扭、掠的构形，高速旋转时要长时间承受自身重量 2 万倍的离心力；薄薄的机匣要长时间承受 5060 个大气压而不能变形和损坏， 相当于蓄水 175 米的 2.5 个长江三峡大坝所承受的水压；涡轮叶片的气流环境温度现已高达 20002200K，远超过其金属材料的熔点，且要求在 1 万2 万转/分条件下能够长时间可靠工作；主燃烧室中气流速度高于 100m/s，要求燃烧稳定，出口流场均匀，效率达 99%以上。 图表 6：航空发动机工作环境极端恶劣，进而带来非常高的技术壁垒 技术难点技术难点

49、详细描述详细描述 高压比高压比 大涵道比涡扇发动机高压压气机后的压力为 52 个大气压，相当于喷泉由地面垂直持续稳定喷至 500 米高度的压力。这一增压过程仅由在长度不足 2 米内布置的 30 余排叶片完成，并需在高逆压力梯度、超音流动激波等复杂流动下保持宽广工作范围和较高效率。 高燃气温度高燃气温度 航空发动机涡轮前燃气温度已经超过 2200K，比火山喷发时的岩浆温度高 700K。 高负荷高负荷 航空发动机涡轮叶片上承受了极高的热应力、离心力及气动力，高转速使得叶片根部承受了 10 吨的离心力，其承受的离心力是叶片自重的 26 万倍。 大流量大流量 F119 军用涡扇发动机单位时间内吸入的空

50、气量，相当于 1000 辆中型轿车吸入的空气量。 资料来源：世界航空发动机手册，航空发动机-飞机的心脏，国盛证券研究所 2）产品结构复杂：整机由上万个零件组成，加工精度达到微米甚至纳米级。）产品结构复杂：整机由上万个零件组成，加工精度达到微米甚至纳米级。由于对推重比和热效率的极致追求，现代航空发动机结构越发精细化、复杂化。以美国 GE 公司研制生产的大涵道比涡扇发动机 GEnx 为例，其所包含零部件高达 110 万个，且不同部件所使用的材料、工艺也不相同。此外，航空发动机作为一个复杂系统，对零部件的精密程度要求也达到了现代工业的极致，如航空发动机整体叶盘从毛胚到成品要经过几十道工序、数百次换刀