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2022年中国航空发动机产业链现状梳理及主机厂商业模式研究报告(59页).pdf

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2022年中国航空发动机产业链现状梳理及主机厂商业模式研究报告(59页).pdf

1、2022 年深度行业分析研究报告 3 正文正文目录目录 一、国内外航空发动机供应商体系.10 1、发动机主机厂的“主承制商-供应商”商业模式.10(1)“主承制商-供应商”模式概述.10(2)国外“主承制商-供应商”模式介绍.11(3)国内主机厂供应商体系介绍.13 二、军民融合推进,航发产业链逐步开放.14 1、中国航发集团是我国航空发动机研制的核心.14(1)中国航发集团产品谱系完整,下属上市公司分工明确.14(2)相较国外巨头仍有巨大发展空间.17 2、军民融合稳步推进,打造开放共享的航发供应链体系.19 3、外协加工:受益航发产业链放开,零部件加工快速发展.20(1)锻造类.21(2)

2、铸造类.22 4、中国航发网上商城:航发产业链放开和转型的积极尝试.23 三、航空发动机产业链情况.24 1、航空发动机研制流程.24 2、航空发动机价值量拆分.26(1)航空发动机在飞机的价值量占比.26(2)航空发动机全寿命周期费用拆分.27(3)航空发动机制造成本拆分.27(4)按航空发动机部件价值拆分.28 3、航空发动机产业链梳理.28(1)原材料.29 1)钛合金.30 2)高温合金:制造先进发动机的基石.31 3)复合材料.33(2)零部件.33 1)叶片类.35 2)盘类.37 3)机匣类.38 4 (3)控制系统.39(4)机械系统.41(5)总装.42 四、产业链扩产加速,

3、业绩处于快速增长期.44 1、募投扩产加速,产能释放可期.44 2、业绩处于快速增长期.45 五、航空发动机产业链投资策略.47 1、航空发动机产业总结.47 2、重点推荐标的.48 3、重点公司介绍.49(1)航发动力(600893.SH).49(2)航发控制(600391.SH).50(3)图南股份(300855.SZ).51(4)华秦科技(688281.SH).52(5)西部超导(688122.SH).53(6)派克新材(605123.SH).55(7)航宇科技(688239.SH).56(8)钢研高纳(300034.SZ).57(9)航亚科技(688510.SH).59 图表图表目录目

4、录 图 1:现役窄体飞机发动机市场份额.10 图 2:现役宽体飞机发动机市场份额.10 图 3:航空装备研发制造的供应链层次图.11 图 4:国外航空发动机“主承制商-供应商”模式及代表公司.12 图 5:罗罗公司航空发动机业务生产经营安排.12 图 6:中国航发商发国内供应商分布.14 图 7:中国航发商发国外潜在供应商分布.14 图 8:中国航发商发部分国外潜在供应商.14 图 9:航发集团由四家单位共同出资组建.15 5 图 10:航发集团下属主要单位股权结构.15 图 11:航发集团下属航空发动机主机厂情况.16 图 12:国外龙头航发业务收入对比(单位:亿).17 图 13:国外龙头

5、航发业务营业利润对比(单位:亿).17 图 14:国外航空发动机龙头企业军品与民品收入构成.18 图 15:国外航空发动机龙头企业整机与维修服务收入构成.18 图 16:与国外龙头军品业务收入对比(单位:亿人民币).19 图 17:与国外龙头航发业务营业利润率对比.19 图 18:航发产业链“小核心、大协作”案例.20 图 19:航空发动机零部件产品示意图.21 图 20:中国航发网上商城功能架构图.24 图 21:航空发动机研制流程.25 图 22:航空发动机研制的 V 模型架构.25 图 23:各研发对象通用需求项统计结果.26 图 24:发动机型号问题统计结果.26 图 25:民用客机航

6、空发动机价值占比.26 图 26:航空发动机全寿命周期费用拆分.27 图 27:航空发动机制造成本构成.27 图 28:航空发动机原材料成本构成.27 图 29:航空发动机制造产业链梳理.29 图 30:航空发动机主要原材料使用情况.30 图 31:先进发动机用材料发展趋势.30 图 32:航空发动机用主要材料强度与温度关系.30 图 33:不同类型的钛合金.31 图 34:高温合金分类及用途.32 图 35:航空发动机零部件众多.34 图 36:不同种类的发动机叶片.35 图 37:风扇叶片(复合材料).36 图 38:风扇叶片(钛合金).36 图 39:压气机叶片.37 图 40:涡轮叶片

7、.37 图 41:航空发动机盘类产品.38 6 图 42:机匣类产品.39 图 43:航空发动机控制技术发展历程.40 图 44:发动机控制变量的变化.40 图 45:航空发动机控制系统的发展趋势.41 图 46:机械系统相关零组件.42 图 47:航空发动机主轴承位臵.42 图 48:航空发动机总装现场.43 图 49:大型商用航空发动机典型装配工艺方案.44 图 50:航空发动机产业链营收情况.46 图 51:航空发动机产业链归母净利润情况.46 图 52:航空发动机产业链利润率情况.46 图 53:航空发动机产业链 ROA/ROE 情况.46 图 54:2021 年航发动力各版块收入占比

8、.49 图 55:2021 年航发动力各版块毛利占比.49 图 56:航发动力营收及利润增长情况(单位:亿).49 图 57:航发动力利润率及费用率情况.49 图 58:航发动力各主营业务增长情况(单位:亿).50 图 59:航发动力各主营业务毛利率情况.50 图 60:2021 年航发控制各版块收入占比.50 图 61:2021 年航发控制各版块毛利占比.50 图 62:航发控制营收及利润增长情况(单位:亿).51 图 63:航发控制利润率及费用率情况.51 图 64:航发控制各主营业务增长情况(单位:亿).51 图 65:航发控制各主营业务毛利率情况.51 图 66:2021 年图南股份各

9、版块收入占比.52 图 67:2021 年图南股份各版块毛利占比.52 图 68:图南股份营收及利润增长情况(单位:亿).52 图 69:图南股份利润率及费用率情况.52 图 70:图南股份各主营业务增长情况(单位:亿).52 图 71:图南股份各主营业务毛利率情况.52 图 72:2021 年华秦科技各版块收入占比.53 图 73:2021 年华秦科技各版块毛利占比.53 7 图 74:华秦科技营收及利润增长情况(单位:亿).53 图 75:华秦科技利润率及费用率情况.53 图 76:华秦科技各主营业务增长情况(单位:亿).53 图 77:华秦科技各主营业务毛利率情况.53 图 78:202

10、1 年西部超导各版块收入占比.54 图 79:2021 年西部超导各版块毛利占比.54 图 80:西部超导营收及利润增长情况(单位:亿).54 图 81:西部超导利润率及费用率情况.54 图 82:西部超导各主营业务增长情况(单位:亿).55 图 83:西部超导各主营业务毛利率情况.55 图 84:2021 年派克新材各版块收入占比.55 图 85:2021 年派克新材各版块毛利占比.55 图 86:派克新材营收及利润增长情况(单位:亿).56 图 87:派克新材利润率及费用率情况.56 图 88:派克新材各主营业务增长情况(单位:亿).56 图 89:派克新材各主营业务毛利率情况.56 图

11、90:2021 年航宇科技各版块收入占比.57 图 91:2021 年航宇科技各版块毛利占比.57 图 92:航宇科技营收及利润增长情况(单位:亿).57 图 93:航宇科技利润率及费用率情况.57 图 94:航宇科技各主营业务增长情况(单位:亿).57 图 95:航宇科技各主营业务毛利率情况.57 图 96:2021 年钢研高纳各版块收入占比.58 图 97:2021 年钢研高纳各版块毛利占比.58 图 98:钢研高纳营收及利润增长情况(单位:亿).58 图 99:钢研高纳利润率及费用率情况.58 图 100:钢研高纳各主营业务增长情况(单位:亿).58 图 101:钢研高纳各主营业务毛利率

12、情况.58 图 102:2021 年航亚科技各版块收入占比.59 图 103:2021 年航亚科技各版块毛利占比.59 图 104:航亚科技营收及利润增长情况(单位:亿).60 图 105:航亚科技利润率及费用率情况.60 8 图 106:航亚科技各主营业务增长情况(单位:亿).60 图 107:航亚科技各主营业务毛利率情况.60 表 1:“主承制商-供应商”商业模式的四个层面.10 表 2:国外航空发动机全生命周期供应商管理体系.13 表 3:全球航空发动机产业链格局.13 表 4:我国主要航空发动机型号研制生产情况.16 表 5:航发动力与国外龙头航空发动机业务经营状况对比(单位:亿美元)

13、.17 表 6:航发动力与国外龙头航空发动机业务经营状况对比(币种:美元).19 表 7:锻造、铸造是航空发动机零组件两大主要加工工艺.21 表 8:锻造技术的分类.22 表 9:精密锻造工艺的特点.22 表 10:锻造类相关上市公司介绍.22 表 11:铸造类相关上市公司介绍.23 表 12:中国航发网上商城供应商交易排行榜前 20 名.24 表 13:航空发动机部件价值拆分.26 表 14:不同类型航空发动机部件价值拆分.28 表 15:航空发动机部件价值拆分(按型号举例).28 表 16:钛合金相关上市公司介绍.31 表 17:高温合金相关上市公司介绍.32 表 18:不同种类复合材料特

14、点及应用.33 表 19:复合材料相关上市公司介绍.33 表 20:航空发动机零组件特点.34 表 21:涡扇发动机叶片的分类、用途和特点.35 表 22:国内从事发动机叶片相关业务的公司情况.37 表 23:国内从事发动机盘相关业务的公司情况.38 表 24:航空发动机机匣的分类和特点.38 表 25:国内从事发动机机匣相关业务的公司情况.39 表 26:航空发动机机匣的分类和特点.40 表 27:机械系统的具体组成部分.41 表 28:国外机械系统研制常规做法.42 表 29:国内从事发动机总装相关业务的公司情况.44 9 表 30:航空发动机产业链各公司近两年扩产情况.44 表 31:航

15、空发动机产业链各公司 22H1 业绩情况.46 表 32:航空发动机产业链重点推荐标的.48 10 一、一、国内外航空发动机供应商体系国内外航空发动机供应商体系 1、发动机主机厂的“主承制商发动机主机厂的“主承制商-供应商”商业模式供应商”商业模式 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断格局。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,整体呈现三极格局。图图 1:现役窄体飞机发动机市场份额:现役窄体飞机发动机市场份额 图图 2:现役宽体飞机发动机市场份额

16、:现役宽体飞机发动机市场份额 数据来源:国际飞行,招商证券 数据来源:国际飞行,招商证券 在行业巨头地位稳固的情况下,航空发动机行业逐步形成了“主承包商-供应商”发展模式。(1)“主承制商“主承制商-供应商”模式概述供应商”模式概述 航空发动机的研发生产是一项周期长、投资大、涉及面广的系统工程,其供应链涵盖从原材料冶炼到复杂产品系统装配集成的全产业链,根据供应商的规模及其所提供的产品和服务的特性和预期用途,可将主供模式进一步细分为四个层面,四个层面包括:表表 1:“主承制商:“主承制商-供应商”商业模式的四个层面供应商”商业模式的四个层面 序号序号 层面层面 层面介绍层面介绍 1 主制造商 负

17、责航空装备的整体设计、接口协调以及装配集成的大型装备制造商,通常拥有庞大的设计、工艺工程团队,拥有装备设计生产所需的关键和特殊设备仪器,实际上支配着整个市场。2 单元体/子系统供应商 处于供应链的中间层面,负责航空装备各个分系统和大部件的装配集成,部分特殊领域供应商还会负责分系统的设计与开发。这些供应商根据主制造商的需求,负责其专业领域的关键工艺技术研究。3 零部件供应商 处于供应链的下层,主要负责为航空装备提供零部件。部分专业领域的供应商,还负责一些关键技术的工艺研究。4 原材料及锻铸件供应商 处于供应链的最下层,主要为航空装备提供原材料、锻铸件、预制体等毛坯。资料来源:民用航空发动机主制造

18、商供应商管理体系构建研究,招商证券 在主供模式中,大多数供应商不再是按图生产的配套企业,而更多的是主制造商的风险收益合作伙伴的角色。供应商从产品研制的初始的开始阶段就参与项目,根据与主制造商签订的有关知识产权、风险投资、成本收益分配方案等协议规定的分工原则,采取前端进入、全程合作、资源共享、风险共担、利益共享的模式,与主制造商建立起以产品纽带的、全方位的、关系密切的、高度集成的战略性合作伙伴关系。11 采用主供模式的主制造商,采用主供模式的主制造商,专注于“产品创新”、“工程设计”、“供应商管理”、“产品装配集成”、“产品交付专注于“产品创新”、“工程设计”、“供应商管理”、“产品装配集成”、

19、“产品交付和服务”等价值链的前端和终端,将资源和精力聚焦于市场和服务”等价值链的前端和终端,将资源和精力聚焦于市场和客户对接和产品设计等关键环节,以提高应对市场需求和客户对接和产品设计等关键环节,以提高应对市场需求变化、产品技术创新的能力。变化、产品技术创新的能力。相应的,主供模式下的供应商,需要具备足够的工程设计、工艺设计的能力和经验,以完成零件甚至部件的细节设计,工艺开发和制造交付工作,支撑主制造商的产品研发和装配交付,以及产品交付后支持。在主供模式下,从项目研制的启动阶段主制造商和供应商就开始共同研发和制造产品,形成一个完整的生产链条。主制造商变成了“大规模供应链的集成商”,它将其供应链

20、上的供应商整合成一个组织严密的系统,通过利用现代化的手段和工具保持覆盖整个供应链的准确、及时的信息交换能力,快速反应能力和高效的沟通。为了与供应商建立长期互惠合作的战略伙伴关系,主制造商放弃了自身一部分非核心业务和能力,这也将意味着主供模式下的主制造商与供应商的沟通协调,不再仅仅限于采购与销售之间的窗口,还涉及工程、制造、质量检验等方方面面。图图 3:航空装备研发制造的供应链层次图航空装备研发制造的供应链层次图 资料来源:民用航空发动机主制造商供应商管理体系构建研究,招商证券 主制造商和各层面的供应商共同开展航空装备的研发生产,使主制造商得以在全球范围内合理的利用和配臵资源,控制生产和开发成本

21、。(2)国外“主承制商国外“主承制商-供应商”模式介绍供应商”模式介绍 在打造行业巨头的同时,航空发动机行业逐步形成了主承包商供应商发展模式,任何一家主流发动机公司都只是前台,他们的身后则有一列长长的供应商名单。出于政治和商业的考虑,任何一家主要发动机公司都将大量的生产工作甚至一些零部件子系统的研发工作转包出去,以此提升合作关系井分担技术及商业风险。12 图图 4:国外航空发动机“主承制商国外航空发动机“主承制商-供应商”模式及代表公司供应商”模式及代表公司 资料来源:世界航空发动机产业发展分析,招商证券整理 以罗罗公司为例,公司从 2004 年开始就只生产其最终产品所以零部件中附加值最高的

22、30%,而将余下的 70%转包出去,从而在风险可控的前提下,尽可能地降低发动机全部零件的制造与采购成本。罗罗认为具有竞争力的核心零部件必须自行生产;非核心零部件如果有足够的竞争力也会自行生产;竞争性不强的核心零部件生产必须受控,即在合作伙伴企业或合资企业中生产;不是核心零部件,竞争性又不高的零部件则完全可以进行外部采购。图图 5:罗罗公司航空发动机业务生产经营安排罗罗公司航空发动机业务生产经营安排 资料来源:CNKI,招商证券 基于“主承制商-供应商”商业模式的发展方向,GE、RR 和 PW 等发动机公司已经建立了完善的全生命周期的供应商管理体系和实施重点。供应商管理体系包括了供应商寻源、准入

23、、合同管理、过程控制、绩效管理和培育发展等供应商管理体系包括了供应商寻源、准入、合同管理、过程控制、绩效管理和培育发展等 6 13 部分,从寻源到培育的全过程中施行全面的监督、考核和动态管理,实现产品质量、成本和交付进度的有效管理。部分,从寻源到培育的全过程中施行全面的监督、考核和动态管理,实现产品质量、成本和交付进度的有效管理。表表 2:国外航空发动机全生命周期供应商管理体系:国外航空发动机全生命周期供应商管理体系 组组成成 寻源寻源 准入准入 合同管理合同管理 过程控制过程控制 绩效考核绩效考核 培育和发展培育和发展 实施重点 供应商需求制定 面向市场竞争的寻源策略 供应商基本信息审查 潜

24、在供应商确定 供应商分类标准 资质认证 产品认证(特殊过程审查、产品试制审查、批产能力审查)质量保证能力审查 全寿命期合同管理 模块化合同模板 合同索赔和质量条款 合同履行的监督审核 关键工序、特殊过程、首件鉴定等控制 图纸的工程化验证 技术评审体系的审查 风险和技术状态管理 绩效考核标准 供应商等级 评价准则 供应商奖惩制度 供应商关系管理 供应商培育和发展计划 供应商淘汰制度 供应商培训 资料来源:航空发动机研制阶段供应商管理体系建设方法研究,招商证券 表表 3:全球航空发动机产业链格局:全球航空发动机产业链格局 层级层级 特点特点 风险风险 国外代表企业国外代表企业 整机制造商 产品成熟

25、度高 市场稳定 管理经验丰富 技术壁垒高 技术限制多 GE、P&W、RR CFM、IAE、EA 等 一级供应商(单元体制造商)研发能力强 可以提供整体解决方案 国际合作经验丰富 企业数量少 技术封锁 MTU、AVIO、VOLVO、JAEC 等 二三级工供应商 零部件制造商 灵活独立 投入相对较小 分部较为广泛 数量巨大 水平差异大 法律监管不同 研发能力相对较弱 PCC、SKF、KHI 原材料供应商 美国铝业、西屋公司、国际因科合金、A&P 合金公司、TOKAI、德古西格里 资料来源:CNKI,Wind,招商证券(3)国内主机厂供应商体系介绍国内主机厂供应商体系介绍 参考国外的“主承制商-供应

26、商”商业模式,国内以中国航发商发为代表的主机厂近几年也积极对产业链进行转型升级,中国航发商发采用了“产业链两头以及中段代表核心竞争力的部分在内,其余业务尽量外包”的“元宝型”商业模式,军用发动机主机厂形成了军工企业与民营企业“主配牵手”的合作模式。以军品主机厂 420 为例,420 厂建立开放的军品采办市场和军品配套产品市场,在行业内外确定 189 家采购供应商和 100 家外包加工供应商。对于扭转军工集团航空发动机研制生产“单打独斗”的局面可以起到助推作用,可以有效提升社会资源利用率。中国航发商用航空发动机有限责任公司(简称:中国航发商发,AECC CAE)作为国内民用航空发动机的唯一主制造

27、商,为了缩短设计、制造、验证周期,控制成本,降低投资风险,获得更多市场,提高企业未来的竞争力,采用了“产“产业链两头以及中段代表核心竞争力的部分在内,其余业务尽量外包”的“元宝型”商业模式业链两头以及中段代表核心竞争力的部分在内,其余业务尽量外包”的“元宝型”商业模式,大量的业务依靠外部供应商来完成,从而构成一个完整的航空发动机供应链来参与国际市场的竞争。中国航发商发建立了面向市场化的开放的三级供应体系,按照产品产业链配臵资源。积极引入行业外力量包括民营企业、各类科院院所参与研制工作,形成以市场为导向、企业为主体、各类科研资源共同参与的协同创新体系,撬动国内外各级各类资源为我所用,实现共创共享

28、、风险与利益共担的民用航空发动机主制造商与供应商的分工合作机制。从中国航发商发官网披露的供应商分布来看,国内供应商方面,已经聚集了来自国内 17 个省/市的 100 余家系统及单元体、关键零部件设计、制造试验合作伙伴及供应商;国外供应商方面,有来自 16 个国家的 69 家潜在供应商有意承担系统及单元体、关键零部件设计、制造、试验工作。14 图图 6:中国航发商发国内供应商分布:中国航发商发国内供应商分布 图图 7:中国航发商发国外潜在供应商分布:中国航发商发国外潜在供应商分布 资料来源:公司官网,招商证券 资料来源:公司官网,招商证券 图图 8:中国航发商发部分国外潜在供应商中国航发商发部分

29、国外潜在供应商 资料来源:公司官网,招商证券 二、二、军民融合推进,航发产业链逐步开放军民融合推进,航发产业链逐步开放 1、中国航发集团是我国航空发动机研制的核心中国航发集团是我国航空发动机研制的核心(1)中国航发集团产品谱系完整,下属上市公司分工明确中国航发集团产品谱系完整,下属上市公司分工明确 中国航空发动机集团有限公司(简称:中国航发,AECC)于 2016 年 8 月 28 日正式挂牌成立,肩负着加快实现航空发动机及燃气轮机自主研发和制造生产、建设航空强国的重大责任。中国航发由国务院国有资产监督管理委员会、北京国有资本经营管理中心、中国航空工业集团有限公司、中国商用飞机有限责任公司共同

30、出资组建,下辖 27 家直属单位,拥有 3 家主板上市公司,现有职工 7 万余人,拥有包括 7 名院士、200 余名国家级专家学者在内的一大批高素质、创新型科技人才,是国内具备完整军民用航空发动机研发制造试验保障能力的企业。中国航发主要从事航空发动机、辅助动力、燃气轮机、飞机和直升机传动系统的研制、生产、维修和服务,从事航空材料及其它先进材料的研发与制造。中国航发设计生产的涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、活塞发动机和燃气轮机等产品,广泛配装于各类军民用飞机、直升机和大型舰艇、中小型发电机组,客户涉及航空、航天、船舶、能源等多个领域,为我国国防武器装备建设和国民经济发展作出了突出贡献。15 图图 9:航

31、发集团由四家单位共同出资组建航发集团由四家单位共同出资组建 资料来源:Wind,招商证券 中国航发下属六大航空发动机主机厂,2008 年集团下属西航集团以航空发动机批量制造等业务及相关资产,通过重组、定向增发等方式借壳上市,重组后,主营业务变更为航空发动机批量制造及修理等,名称变更为航空动力。2014年,公司采取发行股份购买资产的方式,向中航工业、发动机控股、西航集团、贵航集团、黎阳集团、华融公司、东方公司、北京国管中心等 8 家资产注入方定向发行股份,购买 7 家标的公司的股权及西航集团拟注入资产。此次重组后航发动力(600893.SH)完成了国内航空发动机行业最大规模的整合,国内六大航空发

32、动机主机厂,除了成发和东安以外,均注入到上市公司中,纳入到公司的统一管理,从而具备了涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、活塞全种类军用航空发动机武器装备科研生产许可资质,是三代主战机型发动机国内唯一供应商,集成了我国航空动力装臵主机业务的几乎全部型谱,发动机主机产业链得到完善和优化,公司自此也确立为航空发动机生产和维修的产业平台和资本平台,成为承载我国航空发动机事业的主体,当之无愧的行业龙头。图图 10:航发集团下属主要单位股权结构航发集团下属主要单位股权结构 中国航空发动机集团有限公司中国航发成都发动机有限公司航发科技航发科技(600391.SH)航发动力航发动力(600893.SH)77.39%36.

33、02%中国航发北京有限责任公司哈尔滨东安哈尔滨东安81.82%63.91%36.09%45.79%航发控制航发控制(600391.SH)15.76%6.55%中国航发资产管理有限公司100%贵州黎阳贵州黎阳沈阳黎明沈阳黎明株洲南方株洲南方14.77%西航集团西航集团=航发基金管理有限公司北京国发航空发动机产业投资基金中心(有限合伙)100%100%100%3.68%0.84%48%中国航空工业集团有限公司6%28.57%上市公司上市公司航发主机厂航发主机厂其他企业其他企业图示图示:资料来源:Wind,招商证券 16 图图 11:航发集团下属航空发动机主机厂情况航发集团下属航空发动机主机厂情况

34、资料来源:Wind,招商证券 表表 4:我国主要航空发动机型号研制生产情况:我国主要航空发动机型号研制生产情况 主机厂 发动机类型 型号 仿制对象 装备飞机 推力/功率 推重比 研发情况 沈阳黎明 涡喷 WP-6 P-9 歼-6、强-5 3187kg 4.59 1961 年 WP-7 11-300 歼-7/8 5630 kg 5.2 1970 年 WP-14 自研 歼-8 系列 6960 kg 6.4 2002 年 涡扇 WSWS-1010 自研自研 歼歼-10/11/15/1610/11/15/16/20/20 1 132003200 kgkg 7 7.1.1-9.19.1 2 200500

35、5 年年 WSWS-1515 自研自研 歼歼 2020 1 160 kgkg 9 9.7.7-10.910.9 研制中研制中 西安航发 涡喷 WP-8 RD-3M-500 轰-6 9300 kg 2.94 1967 年 涡扇 WS-9 SpeyMK-202 歼轰-7-5.05 2006 年 WSWS-1010 自研自研 歼歼-10/11/15/1610/11/15/16/20/20 1 132003200 kgkg 7 7.1.1-9.19.1 2 2005005 年年 WSWS-2020 自研自研 运运-2020 1 140

36、 kgkg 5 5 研制中研制中 贵州黎阳 涡喷 WP-13 R13-300 歼-7 系列-5.39 1988 年 涡扇 WS-12 自研 歼-14 8700kg 8 下马 WSWS-1313 RDRD-9 93 3 FCFC-1 1 枭龙、枭龙、FCFC-3131 -2 2009009 年年 WSWS-1717 AIAI-322322 L L-1515 4700kg4700kg 5.65.6-7.57.5 研制中研制中 WSWS-1919 自研自研 FCFC-3131 11000kg11000kg 1010 研制中研制中 WSWS-2121 自研自研 FCFC-3131 -研制中研制中 株洲

37、南方 涡轴 WZ-8 ArrieL1C、1C1 直-9 系列、直-11 系列 560kw-1985 年 WZ-9 自研 武直-10 1200kw-2009 年 WZWZ-1010 自研自研 直直-2020 2 2000000kwkw -20192019 年年 WZ-11 自研 直-8F-研制中 涡桨 WJ-6 A-20M 运-8 系列 3124kw 2.6 1976 年 WJ-9 自研 运 12 5000kw-1995 年 WJWJ-1010 自研自研 新中运新中运-研制中研制中 成都航发 涡扇 WSWS-1818 D D-30KP30KP-2 2 运运-2020 1 132003200 kg

38、kg 5 5.01.01 20192019 年年 哈尔涡桨 WJ-5 AI-24 运-7 系列 1875kw -1976 年 17 滨东安 涡轴 WZWZ-1616 中法合作中法合作 直直-1515(AC352AC352)系列)系列 12001200-1500kw1500kw -20192019 年年 兰翔机械 涡轴 WZ-6 TM-C 直-8 系列 1130kw-1988 年 资料来源:Wikipedia,招商证券(2)相较国外巨头仍有巨大发展空间相较国外巨头仍有巨大发展空间 航发集团下属三家上市公司,其中航发动力拥有四家核心主机厂,是承载我国航空发动机事业的主体,集成了我国航空动力装臵主机

39、业务的几乎全部型谱,是国内主战机型发动机唯一供应商。但是相较于国外航空发动机巨头,航发动力仍然差距明显,仍有较大空间亟待追赶。从经营情况来看,GE 近年在多元发展中的金融业务部门出现较大亏损,拖累整体业务。2021 年 11 月 9 日,GE 宣布拆分计划,旗下航空业务、医疗保健和能源业务将被拆分为三家独立的上市公司,拆分后,GE 将成为一家专注于航空业务的公司。GE 的航空发动机业务仍稳居世界第一,凭借公司的技术实力,牢牢把控宽体客机和单通道客机的航空发动机市场份额,同时利润率明显高于行业其他。UTC 子公司 Pratt&Whitney 凭借其在 F35 战机中巨额的军品订单,收入规模从 1

40、7 年开始向上爬坡,近年来增长势头较好。而 RR 因为其 Trent 1000 的设计技术问题,导致其在民航市场的份额不断萎缩,同时花费了大量维修、研发经费,拖累了整体经营情况。考虑到 2020 年的突发疫情影响,国外航空发动机巨头近两年经营情况不具有代表性,故在后续的对比分析中,我们选用国外主机厂 2019 年的经营数据进行对比分析。对比国外巨头,航发动力首先在规模上有明显差距,仅比较各家航空发动机业务数据,我国的航发动力在收入规模上与国外相差了 4-18 倍;在利润规模上相差 3-35 倍;在资产规模上,相差 3-5 倍。表表 5:航发动力与国外龙头航空发动机业务经营状况对比(单位:亿美元

41、):航发动力与国外龙头航空发动机业务经营状况对比(单位:亿美元)公司名称公司名称 总市值总市值 总收入总收入 净利润净利润 航发业务航发业务收入收入 航发业务航发业务 营业利润营业利润 航发业务航发业务 毛利率毛利率 航发业务航发业务 营业利润率营业利润率 航发业务航发业务 总资产总资产 GE 881 952.1-49.8 329 68-20.70%416.5 UTC 1,094.1 770.5 55.4 208.9 16.7 17.20%8.00%312.7 RR 民品 144.8 211.8-16.7 103.5 0.5 7.70%0.50%229.2 RR 军品 41.5 5.4 20.

42、60%12.80%35.0 航发动力 210.9 53.5 1.93 50 2.05 11.95%4.10%142.2 资料来源:Wind,招商证券(注:GE、UTC、RR 使用 2019 年度数据,航发动力使用 2021 年度数据,汇率使用当年平均汇率)图图 12:国外龙头航发业务收入对比(单位:亿)国外龙头航发业务收入对比(单位:亿)图图 13:国外龙头航发业务营业利润对比(单位:亿)国外龙头航发业务营业利润对比(单位:亿)资料来源:Wind,招商证券(注:币种为本币)资料来源:Wind,招商证券(注:币种为本币)从收入构成上来看。按最终客户可分为军品收入与民品收入,按产品类型又可分为整机

43、收入与维修服务收入。目前,18 国外行业龙头的下游客户均以民品收入,军品收入仅占到总收入的 20-30%。此外,国外龙头的业务较为成熟,一般而言发动机整机收入与后续的维修服务收入大致相当,在总收入中占到 50%-60%,其中比较特殊的是由于 P&W 公司新型军用发动机 F135 刚进入批量交付初期,目前维修业务占比相对较低。与国外行业巨头相比,目前我国民用航空发动机市场还是一片空白等待开拓。同时目前军品生产任务繁重,维修服务能力研制不足,预计维修业务占比仅 20%。同时目前我国军机中仍有一大部分使用的是进口发动机,未来仍有大量国产替代的需求空间。我们认为,随着我国航空发动机产业逐步成熟,成熟型

44、号进入批产阶段,未来将有充足的发展空间,强烈看好我国航空发动机产业的发展前景。图图 14:国外航空发动机龙头企业军品与民品收入构成国外航空发动机龙头企业军品与民品收入构成 资料来源:Wind,招商证券 图图 15:国外航空发动机龙头企业整机与维修服务收入构成国外航空发动机龙头企业整机与维修服务收入构成 资料来源:Wind,招商证券 从盈利能力上看,GE 凭借其在民用市场绝对的领先优势,盈利能力远超行业平均,RR 公司则因为民用发动机技术故障问题,近年来民用航空发动机业务经营状况较差。而航发动力相较国外龙头,在营业利润率上长期偏低。航发动力在人均产值、资产利用率上相较国外明显偏低,我们认为,国内

45、企业在经营效率上仍有提升空间。19 图图 16:与:与国外龙头军品业务收入对比(单位:亿人民币)国外龙头军品业务收入对比(单位:亿人民币)图图 17:与:与国外龙头航发业务营业利润率对比国外龙头航发业务营业利润率对比 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券 表表 6:航发动力与国外龙头航空发动机业务经营状况对比(币种:美元):航发动力与国外龙头航空发动机业务经营状况对比(币种:美元)公司名称公司名称 航发业务航发业务收入(亿)收入(亿)航发业务航发业务 营业利润(亿)营业利润(亿)航发业务航发业务 总资产(亿)总资产(亿)员工总数员工总数 资产周转率资产周转率 人均创收(万

46、)人均创收(万)人均创利(万)人均创利(万)GE 329 68 416.5 52,000 0.79 63.3 13.1 UTC 208.9 16.7 312.7 41,600 0.67 50.2 4.0 RR 民品 103.5 0.5 229.2 26,100 0.45 39.7 0.2 RR 军品 41.5 5.4 35.0 9,900 1.19 41.9 5.4 航发动力 50 2.05 142.2 34,195 0.44 14.6 0.6 资料来源:Wind,招商证券(注:GE、UTC、RR 使用 2019 年度数据,航发动力使用 2021 年度数据,汇率使用当年平均汇率)2、军民融合稳

47、步推进,打造开放共享的航发供应链体系军民融合稳步推进,打造开放共享的航发供应链体系 军民融合就是把国防和军队现代化建设深深融入经济社会发展体系之中,全面推进经济、科技、教育、人才等各个领域的军民融合,在更广范围、更高层次、更深程度上把国防和军队现代化建设与经济社会发展结合起来,为实现国防和军队现代化提供丰厚的资源和可持续发展的后劲。美国建立的国防科技工业体系即是“军民融合”的一个典型。美国国会的一份研究报告显示,军民融合给美国国防部每年节约 300 亿美元,相当于其采办费总额的 20%以上。习近平主席在十二届全国人大三次会议解放军代表团全体会议上提出“把军民融合发展上升为国家战略,开创强军新“

48、把军民融合发展上升为国家战略,开创强军新局面,加快形成全要素、多领域、高效益的军民融合深度发展格局”局面,加快形成全要素、多领域、高效益的军民融合深度发展格局”。为推动军民结合产业集聚化、规模化发展,工业和信息化部自 2009 年起,依托国家新型工业化产业示范基地创建工作,分批次开展了国家级军民结合产业基地的培育和认定。2010 年 1 月至 2018 年 12 月,共有 8 个批次,累计 36个国家级军民结合产业基地落地,分布于 22 个省份及直辖市。中国航空发动机集团近几年深入落实军民融合发展战略,推进军民融合的深度发展。以构建“小核心、大协作,专业“小核心、大协作,专业化、开放型”化、开

49、放型”的科研生产体系为目标,重新定义集团产业能力体系,做强核心能力,做优主业能力,放开和退出一般能力。对外开展多维度互利合作,促进开放共享、结构升级。强力推动区域经济合作,带动优化产业布局。打造具有国际竞争力的航空发动机供应链体系。2021 年 4 月,航亚科技(航亚科技(688510.SH)发布关于航空发动机关键零部件产能扩大募投项目增加投资规模、变更实施主体、方式及地点的公告。公告提到,公司根据客户要求、产品分线以及公司的战略布局,为便于更好地与国内更好地与国内客户进行技术交流和沟通,及时响应客户需求客户进行技术交流和沟通,及时响应客户需求,充分发挥公司现有资源的整合优势、降低管理和运营成

50、本,公司将本募投项目部分转移到贵阳,由公司的控股子公司贵州航亚科技有限公司贵州航亚科技有限公司实施。变更后的募投项目有利于提高公司运营效率、优化资源配臵,适应公司中长期发展战略与研发投入计划。贵州航亚的股权结构为:航亚科技持股比例为 70%;中国航发资产管理有限公司持股比例为 30%。经营范围为:航空发动机零部件、燃气轮机零部件、精密机械零部件的 20 研发、生产、销售;产品特征特性检测服务。2021 年 11 月,图南股份(图南股份(300855.SZ)发布关于全资子公司投资建设航空用中小零部件自动化加工产线项目的公告。公告提到,为落实公司战略发展规划,完善产业布局,拓宽业务范围,满足下游领

51、域日益增长的市场需求满足下游领域日益增长的市场需求,提升公司的整体竞争力和盈利能力,公司拟通过全资子公司沈阳图南精密部件制造有限公司(简称沈阳图南)沈阳图南精密部件制造有限公司(简称沈阳图南)在辽宁省沈阳市大东区投资建设“航空用中小零部件自动化加工产线建设项目航空用中小零部件自动化加工产线建设项目”,项目计划投资总额为 16,000 万元。项目建成达产后,将形成年产 50 万件精密零部件的加工生产能力,形成完整的航空零部件的研发与制造业务能力,完善公司产业布局,拓宽公司产品链,实现协同效应,增强公司市场竞争力。2022 年 4 月,钢研高纳(钢研高纳(300034.SZ)发布关于对外投资设立合

52、资公司的公告,拟与航发动力合资设拟与航发动力合资设立西安钢立西安钢研高纳航空部件有限公司研高纳航空部件有限公司,钢研高纳出资人民币 7,476.69 万元,占投资标的公司持股比例的 67.97%,航发动力以其部分资产出资 3,523.31 万元,占投资标的公司持股比例的 32.03%。合资公司的经营范围为包括铝镁轻质合金、不锈钢、双合金等高端金属材料铸件的制造。2022 年 8 月,华秦科技(华秦科技(688281.SH)发布关于对外投资暨关联交易、开展新业务的公告,根据公司战略发展及业务需要,公司拟与江苏图南合金股份有限公司、陕西黎航万生商务信息咨询合伙企业(有限合伙)、沈阳黎航发石化机械设

53、备制造有限公司、沈阳新大方电力设备有限公司,共同出资设立沈阳华秦航发科技有限责任公司,注册资本 24,000 万元,其中公司以自有资金出资 16,320 万元,占合资公司注册资本的比例为 68%。主要经营业务:航空发动机零部件加工、制造、维修、特种工艺处理及相关服务。图图 18:航发产业链“小核心、大协作”案例航发产业链“小核心、大协作”案例 资料来源:公司官网,招商证券 3、外协加工:受益航发产业链放开,零部件加工快速发展外协加工:受益航发产业链放开,零部件加工快速发展 近年来,受益于国家“两机”重大专项的落地,以及军民融合的深入推进,航空发动机产业链正在逐步放开,形成了“小核心、大协作、专

54、业化、开放式”的科研生产体系。在这种背景下,航空发动机主机厂专注于做强核心能力,做优主业能力,而将零部件的外协加工作为降低研制经营风险、缩短研制周期的重要手段。民营企业也正在逐步成为一支不可忽视的力量。当前民营企业主要从零部件切入航空发动机领域,且多为同国际巨头合作,许多企业利用灵活的机制,引进国际知名专家队伍,定制国际先进的专业化设备,在高温合金材料制备、精密铸造、叶片机加等方面承担了多项航空发动机和燃气轮机科研生产任务。以无锡地区为例,受益于航空发动机产业链放开,无锡地区涌现了无锡航亚科技股份有限公司、江苏隆达超合金航材有限公司、江苏永瀚特种合金技术有限公司、无锡润和机械有限公司等优秀民营

55、企业,这些企业利用灵活的机制,引进国际知名专家队伍,定制国际先进的专业化设备,在高温合金材料制备、精密铸造、叶片机加等方面承担了多项航空发动机和燃气轮机科研生产任务。无锡地区已初步形成了“两机”领域铸造和锻造叶片较完整的产业链条,呈现出良好的发展态势。21 图图 19:航空发动机零部件产品示意图航空发动机零部件产品示意图 资料来源:航亚科技招股说明书,招商证券 从加工工艺角度看,锻造和铸造是各种零组件最主要的加工工艺。从加工工艺角度看,锻造和铸造是各种零组件最主要的加工工艺。表表 7:锻造、铸造是航空发动机零组件两大主要加工工艺:锻造、铸造是航空发动机零组件两大主要加工工艺 单元体单元体 零组

56、件零组件 常用材料常用材料 典型加工工艺典型加工工艺 风扇增压级 风扇叶片 钛合金、复合材料 扩散连接/超塑成形 增压级叶片 钛合金 锻造 机匣 铝合金、钛合金等 锻造 风扇轴 高强度钢等 锻造 高压压气机 叶片、轮盘 钛合金、高温合金 锻造 机匣 钛合金、不锈钢等 锻造 燃烧室 机匣 高温合金 锻造、铸造 火焰筒 高温合金 锻造 部分高温区域零件 高温合金、粉末材料等 铸造 高低压涡轮 叶片 高温合金 铸造 涡轮盘 粉末合金 锻造、铸造 机匣 高温合金 锻造、铸造 喷管 尾喷管 高温合金 钣金 资料来源:CNKI,招商证券(1)锻造类锻造类 锻造是指通过加压设备及模具,使钢、钛合金、铝合金及

57、其他高温合金胚料产生变形达到目标尺寸和形状的工艺。锻造最大的特点在于成形和改性(机械性能和内部组织的改善),即在同等材料的条件下,锻造加工可获得致密的金属组织,因此锻件的力学性能一般优于铸件和焊接件。航空发动机总质量的 30%45%都是锻件,锻件的价值量大概占发动机总价值的 15%20%。按照工艺的不同,锻造技术又可分为自由锻、模锻和精锻。22 表表 8:锻造技术的分类:锻造技术的分类 分类分类 应用对象应用对象 自由锻 应用于轴类、盘类、机匣等大型零件的毛坯加工制造 模锻 应用于各类结构件的毛坯制造和精密加工 精锻 应用于各类叶片的精密加工 资料来源:CNKI,招商证券 相比于传统的机械加工

58、工艺,精密锻造是航空发动机风扇及压气机叶片制造加工的先进制造工艺。该工艺具有以下特点:表表 9:精密锻造工艺的特点:精密锻造工艺的特点 序号序号 分类分类 具体描述具体描述 1 材料利用率高 可将材料的利用率从 10%20%提高至 40%50%以上。2 叶片产品性能好 精密锻造生产的叶片金属纤维沿着锻件的外形轮廓分布,且连续致密,疲劳性能和抗腐蚀性大大提高。3 产品一致性好 精密锻造叶片通过专用的锻模加工零件,叶身无余量加工后一致性好。4 总加工成本低 原材料成本降低超过 30%,机械加工刀具费用大大节省,且制造周期缩短三分之一左右。资料来源:CNKI,招商证券 目前国内从事压气机叶片、压气机

59、及涡轮盘轴等航空发动机锻件外协加工制造的主要上市公司有:中航重机(中航重机(600765600765)、)、三角防务(三角防务(300775300775)、)、航亚科技(航亚科技(688510688510)、派克新材(、派克新材(605123605123)、航宇科技()、航宇科技(688239688239)等。等。表表 10:锻造类相关上市公司介绍:锻造类相关上市公司介绍 公司名称公司名称 公司性质公司性质 公司主营业务公司主营业务 公司主营产品公司主营产品 中航重机 央企 锻铸件、液压件、散热器及清洁能源业务 液压产品、散热器、航空锻造、锻造材料销售、高端智能装备 三角防务 国企 航空、航天

60、、船舶等行业锻件产品的研制、生产、销售和服务 模锻件产品、自由锻件产品 航亚科技 民企 航空发动机关键零部件及医疗骨科植入锻件的研发、生产及销售。航空涡扇发动机压气机叶片、转动件及结构件、医疗骨科植入锻件 派克新材 民企 从事金属锻件的研发、生产和销售的高新技术企业。航空锻件、船舶锻件、电力锻件、石化锻件 航宇科技 民企 从事航空难变形金属材料环形锻件研发、生产和销售。航空发动机环形锻件、航空发动机机匣、航天用环形锻件、燃机用环形锻件、燃机用机匣、风电用环件、核电用环件、钛环 资料来源:Wind,招商证券(2)铸造类铸造类 铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中,待其冷却凝固后,获

61、得零件或毛坯的方法。航空发动机涡轮叶片和涡轮后机匣等采用铸造工艺。涡轮叶片的材料由等轴晶铸造高温合金、定向凝固柱晶高温合金发展到单晶高温合金。涡轮叶片结构设计也由简单实心结构发展到气冷多腔道的空心结构。涡轮叶片的铸造一般采用熔模铸造技术。熔模铸造作为一种近净成形工艺,广泛应用于航空发动机涡轮叶片的制造过程中,可以制备出尺寸精度高、表面粗糙度小、外形及内腔结构复杂的薄壁叶片零件。目前熔模铸造过程主要可以分为以下几个流程:型芯制备、蜡膜制备、型壳制备、型壳脱蜡、熔炼浇注、脱壳清理、铸件切割、铸件脱芯、检验后合格入库。23 涡轮后机匣为发动机的主承力机匣,起到支承核心机机匣及低压涡轮后支点的作用,要

62、求其具有较高的强度、抗疲劳性能和长时间的组织稳定性。西方民用航空发动机如 PW1000 和 4000 系、CFM56 等均采用了高温合金整体精铸涡轮后机匣。目前国内从事涡轮叶片、涡轮后机匣等铸件外协加工制造的主要上市公司有:钢研高纳(钢研高纳(300034)、图南股份()、图南股份(300855)、)、万泽股份(万泽股份(000534)、应流股份()、应流股份(603308)、航发科技()、航发科技(600391)等。表表 11:铸造类相关上市公司介绍:铸造类相关上市公司介绍 公司名称公司名称 公司性质公司性质 公司主营业务公司主营业务 公司主营产品公司主营产品 钢研高纳 央企 铸造高温合金制

63、品、变形高温合金制品和新型高温合金材料及制品的生产、销售。高温母合金、发动机精铸件、航空发动机盘锻件、汽轮机涡轮盘、防护片、高温合金离心铸管及静态铸件、高温合金精铸件、切断刀 图南股份 民企 高温合金、精密合金、特种不锈等高性能合金材料及其制品的研发、生产和销售。铸造高温合金、变形高温合金、特种不锈钢等高性能合金材料及其制品 万泽股份 民企 微生态制剂、高温合金的研发、生产及销售 金属检测、高温材料销售、金双歧、定君生 应流股份 民企 专用设备高端零部件的研发、生产、销售 泵及阀门零件、机械装备构件 航发科技 央企 为通用电气公司、普惠公司、罗罗公司等制造航空发动机及燃气轮机机匣、叶片、环形件

64、、钣金件。内贸航空及衍生产品、工业民品、外贸产品 资料来源:Wind,招商证券 4、中国航发网上商城:航发产业链放开和转型的积极尝试中国航发网上商城:航发产业链放开和转型的积极尝试 以“小核心、大协作”“小核心、大协作”发展思路为指引,中国航发高度重视供应商管理工作。中国航发网上商城,是集团在贯彻军民中国航发网上商城,是集团在贯彻军民融合国家战略、做好供应链管理转型升级和推动采购模式创新方面的重要尝试。融合国家战略、做好供应链管理转型升级和推动采购模式创新方面的重要尝试。网上商城建立了与航空发动机科研生产供需对接的电子平台,可引导更多优势民营企业、优质社会资源进入航空发动可引导更多优势民营企业

65、、优质社会资源进入航空发动机科研生产和维修领域,推动航空发动机产业转型升级机科研生产和维修领域,推动航空发动机产业转型升级;也有利于信息共享,推动阳光采购、合规采购、高效采购、低成本采购。截至 2021 年底,中国航发网上商城注册的供应商会员数达到两万五千多家,上线之后累计交易笔数达到 42 万笔,累计的交易金额达到 775.5 亿元。24 图图 20:中国航发网上商城功能架构图:中国航发网上商城功能架构图 资料来源:中国航发网上商城官网,招商证券 表表 12:中国航发网上商城中国航发网上商城供应商交易排行榜前供应商交易排行榜前 20 名名 序号序号 公司名称公司名称 交易额交易额 (亿元)(

66、亿元)序号序号 公司名称公司名称 交易额交易额 (亿元)(亿元)1 中国航发北京航空材料研究院 74.4174.41 11 中国科学院金属研究所 12.9412.94 2 贵州安大航空锻造有限责任公司 29.2729.27 12 宝鸡钛业股份有限公司 11.6011.60 3 中航国际航空发展有限公司 28.7128.71 13 抚顺特殊钢股份有限公司 11.4811.48 4 中国航空工业供销有限公司 26.6426.64 14 北京航空材料研究院股份有限公司 10.4210.42 5 中航物资装备有限公司 17.7117.71 15 深圳深远贸易有限公司 10.1510.15 6 中航工程

67、集成设备有限公司 17.3317.33 16 中航长沙设计研究院有限公司 9.859.85 7 北京钢研高纳科技股份有限公司 16.3816.38 17 江苏图南合金股份有限公司 9.639.63 8 湖南航空物资有限公司 14.1214.12 18 陕西华秦科技实业股份有限公司 8.028.02 9 贵州安吉航空精密铸造有限责任公司 14.0814.08 19 中国航空规划设计研究总院有限公司 7.647.64 10 陕西宏远航空锻造有限责任公司 13.1013.10 20 贵州航宇科技发展股份有限公司 7.637.63 资料来源:中国航发网上商城官网,招商证券 三、三、航空发动机产业链情况

68、航空发动机产业链情况 1、航空发动机研制流程航空发动机研制流程 航空发动机的研制主要分成论证、方案、工程研制、设计定型、生产定型、批量生产、使用保障这七个阶段。航空发动机的研制主要分成论证、方案、工程研制、设计定型、生产定型、批量生产、使用保障这七个阶段。在这七个阶段中,又可以进一步细分成不同的流程、子流程和步骤。25 图图 21:航空发动机研制流程航空发动机研制流程 资料来源:正向研制流程驱动的航空发动机标准体系研究,招商证券 随着航空武器装备对航空动力产品要求的不断增加,航空发动机的系统复杂度也在不断的提高,部件、子系统、系统综合的周期和成本不断增大,传统的研制模式已经难以应对,必须引入新

69、的方法论和工具来解决日益增加的需求与研发管理能力提升不足之间的矛盾。在这种背景下,系统工程的研制思想逐渐在航空发动机的研制过程中得到应用。系统工程是以大型复杂系统为研究对象,按一定目的进行设计、开发、管理与控制,以期达到总体效果最优的理论与方法。系统工程是涉及多学科的复杂系统在综合考虑各种约束条件下达到最优的方法和手段,其核心思想是在产品开发周期的早期阶段,进行需求分析与系统功能分析,并进行设计综合和系统验证。V 模型提供了一个在生命周期阶段内系统工程活动的有用图解说明。在 V 模型中,时间和系统成熟度从左到右推进,左侧说明架构逐级分解和定义,右侧说明架构逐级集成和验证。GJB8113-201

70、3武器装备研制系统工程通用要求中,指出 V 模型在产品研制的生命周期中可以反复使用。图图 22:航空发动机研制的航空发动机研制的 V 模型架构模型架构 资料来源:正向研制流程驱动的航空发动机标准体系研究,招商证券 26 图图 23:各研发对象通用需求项统计结果:各研发对象通用需求项统计结果 图图 24:发动机型号问题统计结果:发动机型号问题统计结果 数据来源:以需求为牵引的航空发动机型号问题分析方法研究及应用,招商证券 数据来源:以需求为牵引的航空发动机型号问题分析方法研究及应用,招商证券 我国在研、在役航空发动机的落后,不仅仅是某一单项技术的落后,航空发动机研发体系的不健全、对正向研制流程的

71、不清楚是造成落后的重要原因之一。要破解航空发动机的发展难题、振兴我国航空发动机产业,必须建立健全基于系统工程的航空发动机研发体系,认真梳理航空发动机产品正向研发流程,建立正向研制流程驱动的航空发动机标准体系,系统地提高我国航空发动机的研制能力,保障自主研发。2、航空发动机价值量拆分航空发动机价值量拆分(1)航空发动机在飞机的价值量占比航空发动机在飞机的价值量占比 航空发动机是飞机的重要组成部分,是飞机的动力来源。发动机的价值量占整机价值的 20-30%,飞机的机型越大,发动机的价值占比越低,反之,飞机的机型越小,发动机的价值占比就越高。图图 25:民用客机航空发动机价值占比民用客机航空发动机价

72、值占比 资料来源:前瞻产业研究院,招商证券 表表 13:航空发动机部件价值拆分:航空发动机部件价值拆分 飞机机型飞机机型 发动机成本占比发动机成本占比 F-15 25.00%F-16 24.70%F-18 31.30%欧洲狂风战机 25.40%法国幻影 2000 24.50%27 某型运输机 21.00%资料来源:前瞻产业研究院,招商证券(2)航空发动机全寿命周期费用拆分航空发动机全寿命周期费用拆分 航空发动机全寿命周期要经历研发、采购、使用维护三个阶段。研发阶段又分为设计、试验、发动机制造、管理等环节。在全寿命周期中,研发、采购、维护的比例分别为 10%、40%、50%左右。使用维护阶段的费

73、用占比最高。该阶段又分为更新零部件、维修服务两部分。图图 26:航空发动机全寿命周期费用拆分航空发动机全寿命周期费用拆分 资料来源:前瞻产业研究院,招商证券(3)航空发动机制造成本拆分航空发动机制造成本拆分 航空发动机的制造成本主要由原材料成本和劳动力成本这两大部分组成,其中,原材料成本占比 40%-60%,劳动力成本占比 25%-35%。航空发动机使用的原材料主要有钛合金、高温合金,钛合金主要用在发动机冷端部件,高温合金主要用在热端部件及压气机后面级温度较高的部分。两者价值量占比分别在 30%和 35%左右。发动机应用的其他原材料包括铝合金、钢等,占比在 35%左右。图图 27:航空发动机制

74、造成本构成航空发动机制造成本构成 图图 28:航空发动机原材料成本构成航空发动机原材料成本构成 资料来源:前瞻产业研究院,招商证券 资料来源:前瞻产业研究院,招商证券 28 (4)按航空发动机部件价值拆分按航空发动机部件价值拆分 航空发动机由几大单元体和子系统组成,单元体包括风扇增压级、高压压气机、燃烧室、高低压涡轮、喷管等,子系统包括控制系统、机械系统等。航空发动机有很多种不同的类型和使用场景,不同类型的发动机,部件构成会有区别。比如,涡喷发动机和涡扇发动机相比,由于涡喷发动机没有外涵道,则其风扇及外涵喷管的价值量占比就为 0;同一类型不同使用场景的发动机,部件构成也会有所区别。比如,同样是

75、涡扇发动机,加力燃烧室是战斗机用涡扇发动机的配臵,民用发动机则鲜少有这种配臵。因此,在对航空发动机部件价值进行拆分时,需要具体机型具体分析,不能一概而论。总体而言,发动机热端部件的价值量占比高于冷端部件。以美国军用 F100 和 F101 发动机为例,热端的燃烧室+高低压涡轮+加力燃烧室和喷管的价值量占比接近 50%。表表 14:不同类型航空发动机部件价值拆分:不同类型航空发动机部件价值拆分 零部件类别零部件类别 大型涡扇(运输机)大型涡扇(运输机)小型涡轴(直升机)小型涡轴(直升机)加力式涡扇(战斗机)加力式涡扇(战斗机)盘轴件 16%18%16%叶片 29%17%14%框架、油箱、油池 1

76、9%16%16%机匣及其外部配件 14%7%10%燃烧室 2%3%1%加力喷管 0%1%19%控制系统、附件传动装臵 7%24%10%成型配件 3%4%4%其他组件、隔板、罩类零件 10%10%10%合计 100%100%100%资料来源:前瞻产业研究院,招商证券 表表 15:航空发动机部件价值拆分(按型号举例):航空发动机部件价值拆分(按型号举例)发动机部件及系发动机部件及系统统 J79J79-1717 F100F100 F101F101 TF39TF39(运输机)(运输机)T700T700(直升机)(直升机)风扇 无 6.3%7.9%19.4%无 压气机 29.0%18.7%9.8%10.

77、9%3.8%燃烧室 2.8%3.1%4.3%3.3%8.1%高压涡轮 16.2%10.4%14.3%11.8%12.5%低压涡轮 无 5.1%7.5%13.2%9.8%加力燃烧室和喷管 13.4%26.0%22.7%无 无 机匣和外部结构 6.5%7.8%7.3%15.9%9.4%控制系统和附件 16.5%11.5%14.3%3.8%22.5%轴承和传动 5.9%3.1%2.6%5.2%8.3%其他和装配 9.7%8.0%9.3%16.5%25.6%(含减速装臵)合计 100%100%100%100%100%资料来源:前瞻产业研究院,招商证券 3、航空发动机产业链梳理航空发动机产业链梳理 航空

78、发动机制造产业链从上游到下游可分为原材料、零部件、单元体/分系统、总装。29 图图 29:航空发动机制造产业链梳理航空发动机制造产业链梳理 原材料原材料零部件零部件单元体单元体/分分系统系统总装总装钛合金钛合金宝钛股份、西部超导、西部材料高温合金高温合金抚顺特钢、隆达股份、钢研高纳、西部超导、图南股份、万泽股份、应流股份、中科三耐复合材料及其他复合材料及其他中航高科、中简科技、光威复材、火炬电子、华秦科技叶片类叶片类航亚科技、应流股份、万泽股份、航发动力、航发科技盘轴类盘轴类航发动力、航发科技、钢研高纳、中航重机、三角防务、航亚科技机匣类机匣类航发动力、航发科技、图南股份、中航重机、派克新材、

79、航宇科技、航亚科技、钢研高纳单元体单元体航发动力、航发科技、航亚科技总装总装航发动力控制系统控制系统航发控制、中航机电、海特高新、晨曦航空 资料来源:Wind,招商证券整理(1)原材料原材料 航空发动机是在高温、高压、高速旋转的恶劣环境条件下长期可靠工作的复杂热力机械,在各类武器装备中,航空发动机对材料和制造技术的依存度最为突出,航空发动机高转速、高温的苛刻使用条件和长寿命、高可靠性的工作要求,把对材料和制造技术的要求逼到了极限。材料和工艺技术的发展促进了发动机更新换代,如:第一、二代发动机的主要结构件均为金属材料,第三代发动机开始应用复合材料及先进的工艺技术,第四代发动机广泛应用复合材料及先

80、进的工艺技术,充分体现了一代新材料、一代新型发动机的特点。在航空发动机研制过程中,设计是主导,材料是基础,制造是保障,试验是关键。从总体上看,航空发动机部件正向着高温、高压比、高可靠性发展,航空发动机结构向着轻量化、整体化、复合化的方向发展,发动机性能的改进一半靠材料。据预测,新材料、新工艺和新结构对推重比 1215 一级发动机的贡献率将达到 50%以上,从未来发展来看,甚至可占约 2/3。因此,先进的材料和制造技术保证了新材料构件及新型结构的实现,使发动机质量不断减轻,发动机的效率、使用寿命、稳定性和可靠性不断提高,可以说没有先进的材料和制造技术就没有更先进的航空发动机。30 图图 30:航

81、空发动机主要原材料使用情况航空发动机主要原材料使用情况 资料来源:材料人论坛,招商证券 图图 31:先进发动机用材料发展趋势先进发动机用材料发展趋势 图图 32:航空发动机用主要材料强度与温度关系航空发动机用主要材料强度与温度关系 资料来源:CNKI,招商证券 资料来源:Wikipedia,招商证券 1)钛合金钛合金 钛具有密度小、比强度高、导热系数低、低温性能好、耐腐蚀能力强、生物相容性好等突出特点,被广泛应用于航空、航天、舰船、兵器、生物医疗、化工冶金、海洋工程、体育休闲等领域,被誉为“太空金属”、“海洋金属”、“现代金属”和“战略金属”。钛合金是以钛为基加入适量其他元素,调整基体相组成和

82、综合物理化学性能而形成的合金。与航空发动机常用的高温合金、钢等金属材料相比,钛合金具有低密度、高比强度、抗疲劳、耐腐蚀、工作温度范围宽等性能优势,非常适合航空发动机的使用和服役需求。减重对提高在钛合金耐热能力范围内,航空发动机部件多数选用钛合金材料,集中用于风扇、低压压气机和高压压气机的叶片、盘、整体叶盘、轴颈、盘轴、机匣等关键件或重要件,以及各类管路、紧固件等。目前,钛合金在先进航空发动机上的用量约占整机重量的钛合金在先进航空发动机上的用量约占整机重量的 25%40%,使用温度从进气口的大气温度到接近 600,对减轻发动机结构重量、提高推重比(或功重比)、降低耗油率等起到了关键作用。31 图

83、图 33:不同类型的钛合金不同类型的钛合金 资料来源:西部超导招股说明书,招商证券 国内从事钛合金生产制备相关的上市公司有:宝钛股份(宝钛股份(600456)、西部超导)、西部超导(688122)、西部材料(、西部材料(002149)。非上市公司有:金天钛业等。表表 16:钛合金相关上市公司介绍:钛合金相关上市公司介绍 公司名称公司名称 公司性质公司性质 公司主营业务公司主营业务 公司主营产品公司主营产品 宝钛股份 国企 钛及钛合金的生产、加工和销售 各种规格的钛及钛合金板、带、箔、管、棒、线、锻件、铸件、各种金属复合材产品 西部超导 国企 高端钛合金材料和低温超导材料的研发、生产和销售。高端

84、钛合金材料、超导产品、高性能高温合金材料 西部材料 国企 稀有金属材料的研发、生产和销售 钛制品、其他稀有金属 资料来源:Wind,招商证券 2)高温合金:制造先进发动机的基石)高温合金:制造先进发动机的基石 高温合金是能够在 600以上及一定应力条件下长期工作的一类金属材料,具有优异的高温强度、良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。在世在世界先进发动机中,高温合金材料用量已占到发动机总重量的界先进发动机中,高温合金材料用量已占到发动机总重量的 40%60%。高温合金按工艺的不同,可分为变形高温合金、铸造高温合金和粉末

85、高温合金变形高温合金、铸造高温合金和粉末高温合金几种不同的类型。变形高温合金具有良好的力学性能,主要用于制造航空发动机高压压气机后面级叶片、盘、机匣、燃烧室机匣等零部件。铸造高温合金又可细分为等轴晶、定向凝固柱晶和单晶高温合金。铸造高温合金具有较好的综合性能以及抗氧化、抗热腐蚀性能,主要用于制造高低压涡轮工作叶片和导向叶片等零部件。其中的镍基单晶高温合金是在等轴晶和定向凝固柱晶基础上发展起来的一类先进的发动机叶片材料。与其他高温合金相比,镍基单晶高温合金具有更为优异的综合性能,成为高推重比航空发动机的关键材料。粉末高温合金是用粉末冶金工艺制备的高温合金,用粉末冶金方法生产的高温合金,组织均匀、

86、细小,提高了合金的屈服和抗疲劳强度,表现出优异的综合力学、热工艺及耐腐蚀、抗氧化性能。目前,粉末高温合金主要用于制造航空发动机涡轮盘、压气机盘、鼓筒轴、封严盘、封严环、导风轮以及涡轮盘高压挡板等高温承力转动部件。32 图图 34:高温合金分类及用途高温合金分类及用途 资料来源:招商证券整理 国内从事高温合金生产制备相关的上市公司有:抚顺特钢(抚顺特钢(600399)、隆达股份()、隆达股份(688231)、钢研高纳()、钢研高纳(300034)、)、图南股份(图南股份(300855)、万泽股份()、万泽股份(000534)、应流股份()、应流股份(603308)、中科三耐()、中科三耐(430

87、513)。非上市公司有:北京航材院、中科院金属所、齐齐哈尔特钢、宝钢特钢、长城特钢等。表表 17:高温合金相关上市公司介绍:高温合金相关上市公司介绍 公司名称公司名称 公司性质公司性质 公司主营业务公司主营业务 公司主营产品公司主营产品 抚顺特钢 民企 从事特殊钢和合金材料研发、制造业务 合金结构钢、工具钢、不锈钢、高温合金 西部超导 国企 高端钛合金材料和低温超导材料的研发、生产和销售。高端钛合金材料、超导产品、高性能高温合金材料 隆达股份 民企 专注于航空航天和燃气轮机等领域用高品质高温合金业务 铸造高温合金母合金、变形高温合金、镍基耐蚀合金、铜镍合金管、高铁地线合金管、高效管、黄铜管、紫

88、铜管 钢研高纳 央企 铸造高温合金制品、变形高温合金制品和新型高温合金材料及制品的生产、销售 高温母合金、发动机精铸件、航空发动机盘锻件、汽轮机涡轮盘、防护片、高温合金离心铸管及静态铸件、高温合金精铸件、切断刀 图南股份 民企 高温合金、精密合金、特种不锈等高性能合金材料及其制品的研发、生产和销售 铸造高温合金、变形高温合金、特种不锈钢等高性能合金材料及其制品 万泽股份 民企 微生态制剂、高温合金的研发、生产及销售 金属检测、高温材料销售、金双歧、定君生 应流股份 民企 专用设备高端零部件的研发、生产、销售 泵及阀门零件、机械装备构件 中科三耐 央企 高温合金母合金及制品的研制、生产、销售 高

89、温合金母合金材料、船用增压器叶片、工业燃气轮机热端涡轮叶片、重型燃气轮机热端涡轮叶片、航空航天用特种精密铸件、玻璃棉喷吹离心器 资料来源:Wind,招商证券 33 3)复合材料复合材料 从发动机所用材料的趋势来看,碳纤维复合材料、陶瓷基复合材料、钛铝化合物、金属基复合材料的用量占比在不断提升。复合材料的重量轻、强度高等材料特性,很好地契合了航空发动机高推重比、低耗油的发展趋势,用复合材料替代传统材料,可以起到显著的减重效果。因此,复合材料在航空发动机领域逐渐得到应用,且应用前景广阔。目前航空发动机上使用最广泛的就是树脂基复合材料、陶瓷基复合材料和金属基复合材料。以陶瓷基复合材料为例,从 201

90、5 年起,GE 公司开始在 GE9X 上开展包含燃烧室火焰筒内外环第一级高压涡轮外环、第二级涡轮导向器、涡轮转子叶片的陶瓷基复合材料部件试验,来验证整套热端部件的功能性和耐久性。发动机的陶瓷基复合材料涡轮转子叶片能够实现叶片减重 2/3,耐温提高 20%,对耗油率改善的贡献率达到 30%;而使用陶瓷基复合材料的燃烧室火焰筒能以更少的冷却空气量应对更高的温度,改善发动机热效率。表表 18:不同种类复合材料特点及应用:不同种类复合材料特点及应用 种类种类 特点特点 在航空发动机上的应用在航空发动机上的应用 树脂基复合材料 高比强度和比模量、抗疲劳、耐腐蚀、可设计性强、便于大面积整体成形等 外涵机匣

91、、进气机匣、风扇静子叶片、压气机静子叶片、风扇转子叶片、包容机匣、包容环和升力风扇驱动轴等 陶瓷基复合材料 密度低,仅为高温合金的 1/41/3;具有很好的耐温能力;具有较高的氧化稳定性 燃烧室、高压涡轮、低压涡轮和喷管等热端部件 金属基复合材料 具有固有延展率,其中铝基复合材料相比树脂基复合材料耐冲击能力强,易于发现损伤,抗冲蚀能力强,成本低。压气机整体叶环、空心风扇叶片、低压轴、作动杆、低压压气机和外涵等冷端部件 资料来源:皇冠上的明珠航空发动机,招商证券 国内从事航空发动机复合材料生产制备相关的上市公司有:中航高科(中航高科(600862)、光威复材()、光威复材(300699)、中简科

92、技)、中简科技(300777)、火炬电子()、火炬电子(603678)。非上市公司有:北京航材院等。表表 19:复合材料相关上市公司介绍:复合材料相关上市公司介绍 公司名称公司名称 公司性质公司性质 公司主营业务公司主营业务 公司主营产品公司主营产品 中航高科 央企 民航飞机用航空器材、轨道车辆制动产品、高温复合材料制品、特种车辆制动产品的研发、生产、销售以及民航飞机机轮和刹车装置的维修业务。复合材料原材料(预浸料、蜂窝等)及民机复合材料结构件、立式加工中心、卧式加工中心、龙门加工中心、数控车床、智能生产线、航空专用装备、立卧式万能铣床专业化生产企业、普通铣床、数控铣床、经济型加工中心、龙门式

93、数控铣床 光威复材 民企 碳纤维及碳纤维复合材料的研发、生产与销售 碳纤维及织物、碳梁、预浸料、制品 中简科技 民企 专业从事高性能碳纤维及相关产品研发、生产、销售和技术服务 碳纤维、碳纤维织物 火炬电子 民企 电容器及相关产品的研发、生产、销售、检测及服务业务 陶瓷电容器、钽电容器、单层电容器、薄膜元器件、陶瓷材料、代理产品 资料来源:Wind,招商证券(2)零部件零部件 航空发动机由几大单元体和子系统组成,单元体包括风扇增压级、高压压气机、燃烧室、高低压涡轮、喷管等。单元体由各种零组件组成。新一代航空发动机总共有 3 万多个零件,涉及 230 多种不同标准的材料。34 航空发动机零组件具有

94、如下特点:1)零、组件种类众多;2)难加工材料多;3)零组件结构复杂;4)零件加工精度高;5)多种冷却小孔;6)零件表面特种工艺要求多。图图 35:航空发动机零部件众多航空发动机零部件众多 资料来源:航空发动机零组件加工特点与装备分析,招商证券 表表 20:航空发动机零组件特点:航空发动机零组件特点 序号序号 特点特点 具体描述具体描述 1 零、组件种类众多 航空发动机主要零件有叶片、带榫槽轮盘、整体叶盘、轴、环形与鼓筒件、喷嘴组件、航空发动机主要零件有叶片、带榫槽轮盘、整体叶盘、轴、环形与鼓筒件、喷嘴组件、齿轮、轴承、紧固件、导管等齿轮、轴承、紧固件、导管等 1010 大类。大类。叶片分为风

95、扇叶片、压气机叶片、涡轮叶片以及与之对应的静子整流叶片,机匣有风扇包容机匣、压气机机匣、燃烧室机匣、涡轮机匣以及分布在它们之间的级间机匣,有的整流叶片还与机匣整体成形,各类转子叶片都通过榫接结构连接在转子盘上。为了减重增效、提高推重比,压气机前段越来越压气机前段越来越多采用整体叶盘结构多采用整体叶盘结构。2 难加工材料多 航空发动机大量采用高温合金、钛合金、高强度钢材料,复合材料、工程陶瓷材料等新材料也越来越多地应用到高性能航空发动机上。这些材料的加工性极差,对工艺装这些材料的加工性极差,对工艺装备的刚性和切削刀具的要求极其苛刻,还需要大量的特种工艺装备。备的刚性和切削刀具的要求极其苛刻,还需

96、要大量的特种工艺装备。3 零组件结构复杂 风扇/压气机/整体叶盘叶片属于典型的自由曲面零件,结构复杂、刚性差,加工过程易变形,需要高性能多轴数控加工设备;风扇/压气机/燃烧室/涡轮/中介机匣需要高精度多轴坐标镗、高精度立式车/磨数控装备、电解或线切割装备;压气机转子组合后叶尖高速磨削和机匣组件高精度立式磨削设备;盘类零件辐板、周向榫槽、轴向深孔等形状复杂,需采用车铣磨复合、拉削、成形磨削等特殊设备或新工艺装备;燃油喷嘴杆芯/活门安装座/外壳油路和冷却型腔复杂,需要增材制造设备,其活门组件很多小微零件的形位公差甚至到亚微米级,需要车铣磨一体复合加工设备;整体叶盘修复需要线性摩擦焊设备,而高压涡轮

97、盘轴组件、高压压气机转子、风扇盘所需要的惯性摩擦焊设备,对发动机减重和提高耐高温性至关重要。4 零件加工精度高 发动机零件要保证在高温、高速、恶劣环境下可靠工作,需要零件具有良好的配合质量和互换性,一方面对零件的加工精度要求极高对零件的加工精度要求极高,很多零件的精度要求都在微米/次微米级,非配合表面粗糙度要在 Ra1.6 以下,配合表面粗糙度在 Ra0.8 以下;另一方面,对设备的加工精度及精度保持性要求很高对设备的加工精度及精度保持性要求很高,还要配套相应的精密检测设备,甚至需要多轴多功能复合加工与检测一体的设备来完成。5 多种冷却小孔 航空发动机涡轮叶片、燃烧室、火焰筒等零组件的冷却小孔

98、每台份多达数十万个,而航空发动机涡轮叶片、燃烧室、火焰筒等零组件的冷却小孔每台份多达数十万个,而且是异形精密群孔且是异形精密群孔,尺寸在 0.1-0.3mm,孔的位臵呈空间多向分布,其外壁还有涂层。孔的形位精度和孔壁表面质量要求高,常规的钻孔、冲孔方法难以满足要求,需要激光、电子束、电火花等特种加工技术和装备。6 零件表面特种工艺要为了提高发动机零件的耐磨、防腐蚀、抗疲劳性能,需要采用表面强化、喷涂、喷丸、表面强化、喷涂、喷丸、35 求多 渗镀等表面处理技术与装备。渗镀等表面处理技术与装备。涡轮导向叶片、燃烧室采用的陶瓷热障涂层,尤其是涡轮叶片表面高温防腐蚀涂层,其工艺及装备始终制约航空发动机

99、的性能。资料来源:航空发动机零组件加工特点与装备分析,招商证券 1)叶片类)叶片类 叶片是航空发动机关键零部件之一,直接决定发动机性能、安全与寿命。按照叶片的所处部位,叶片可以分为风扇叶片、压气机叶片和涡轮叶片;对于涡扇发动机,压气机叶片根据所在部位的不同又分为低压压气机叶片和高压压气机叶片。按运动方式的不同,叶片又可以分为转子叶片(工作叶片,简称动叶)和静子叶片(简称静叶,风扇和压气机的静叶称作整流器叶片,涡轮的静叶称作导向器叶片)。为了完成整流作用或导向作用,静叶和动叶弯曲方向相反。图图 36:不同种类的发动机叶片不同种类的发动机叶片 资料来源:百度图片,招商证券整理 叶片的作用在于通过与

100、发动机腔体配合形成空气或燃气截面及方向的不断变化,与主轴或涡轮盘等配合实现燃气的高温压缩,保证燃气的高速流动并转换成所需要的飞机运动动力。叶片的制造量占整机制造量的三分之一左右,是发动 机中数量最大的一类零件。压气机叶片级数较多,每台发动机压气机叶片数量一般在 2,000 片左右。不同发动机型号设计的叶片级数均存在差异。从性能上看,压气机叶片决定了总增压比,即发动机对空气流动的压缩程度,提高发动机的增压比可以提高航空发动机的压缩效率和燃烧效率。另一方面,涡轮叶片的制造水平直接决定了涡轮承受的极限温度,从而影响发动机推重比与动力。因此,压气机叶片与涡轮叶片基本上决定了航空发动机热力循环的两个主要

101、 参数,叶片设计与制造的好坏直接决定着发动机的性能、安全与寿命。表表 21:涡扇发动机叶片的分类、用途和特点:涡扇发动机叶片的分类、用途和特点 分类分类 材料材料 用途用途 特点特点 风扇叶片 钛合金/复合材料 把进入发动机的空气进行初步压缩,压缩后的气体分两路,一路进入内涵道进行继续压缩,一路流进外涵道直接高速排出,产生推力。风扇叶片是发动机中重要的零部件,其加工成型的最终质量直接关系着航空发动机的使用性能及飞机的飞行安全。航空发动机的涵道比、推重比及预期使用寿命等指标正在持续提升,导致风扇叶片结构更加复杂,并且材质加工难度也随之提高。更加复杂的结构、更难加工的材质对叶片加工成型提出更加严苛

102、的需求。压气机工作叶片 前面级:钛合金 后面级:变形高装配在航空发动机转动轴上的叶片,在航空发动机工作时会承受高温、高1、叶片材料多为难变形的钛合金、高温合金等材料,变形抗力大,模具寿命低,尺寸难控制;36 温合金 压的工作环境,起到推动发动机工作的作用。2、叶片结构复杂,叶缘部分薄;各部位变形量不均匀,钛合金和高温合金本身的金属流动性较差,导致各部位的应力状态存在显著差异;3、由于叶片形状复杂特殊、尺寸众多、公差要求严格,叶片型面的复杂性和变型使生产过程中尺寸控制困难。压气机导向叶片 前面级:钛合金 后面级:变形高温合金 装配在航空发动机固定环上的叶片,起到导流、分气、使燃烧时的空气达到燃烧

103、所需压缩比的作用。涡轮导向叶片 铸造高温合金 涡轮导向叶片用来调整燃气气流方向,涡轮第一级导向叶片是涡轮发动机上承受温度最高、热冲击最大的零部件。材料工作温度最高可达 1100以上,但涡轮导向叶片承受的应力比较低,一般低于 70MPa。该零件往往由于受到较大热应力而引起扭曲,温度剧变产生热疲劳裂纹以及局部温度过高导致烧伤而报废。因此,涡轮导向叶片大多采用精密铸造镍基高温合金和钴基高温合金生产。涡轮工作叶片 铸造高温合金 涡轮工作叶片是涡轮发动机中工作条件最恶劣也是最关键的部件,由于其处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位而被列为第一关键件。涡轮工作叶片在承受高温的同时要承受很大的离心应力、

104、振动应力、热应力等。其所承受温度低于相应涡轮导向叶片 50-100,但在高速转动时,由于受到气动力和离心力的作用,叶身部分所受应力高达 140MPa,叶根部分达 280-560MPa,涡轮工作叶片材料大多也是精密铸造镍基和钴基高温合金。涡轮工作叶片其结构与材料的不断改进已成为航空发动机性能提升的关键因素之一。资料来源:根据公开资料整理,招商证券 图图 37:风扇叶片(复合材料)风扇叶片(复合材料)图图 38:风扇叶片(钛合金)风扇叶片(钛合金)资料来源:百度图片,招商证券 资料来源:百度图片,招商证券 37 图图 39:压气机叶片压气机叶片 图图 40:涡轮叶片涡轮叶片 资料来源:航亚科技官网

105、,招商证券 资料来源:航空之家,招商证券 目前国内从事航空发动机叶片相关业务的上市公司有:航发动力(航发动力(600893600893)、航亚科技()、航亚科技(688510688510)、航发科技()、航发科技(600391600391)、)、应流股份(应流股份(603308603308)、万泽股份()、万泽股份(000534000534)、新研股份()、新研股份(300159300159)等。非上市公司有:无锡润和、江苏永瀚、和鸿科技、三航动力等。表表 22:国内从事发动机叶片相关业务的公司情况:国内从事发动机叶片相关业务的公司情况 相关公司相关公司 所属部件所属部件 所属工艺所属工艺 压

106、气机叶片压气机叶片 涡轮叶片涡轮叶片 锻造锻造 铸造铸造 机加工机加工 上市公司 航发动力(600893.SH)航亚科技(688510.SH)航发科技(600391.SH)应流股份(603308.SH)万泽股份(000534.SZ)非上市公司 无锡润和 江苏永瀚 和鸿科技 三航动力 资料来源:公司公告,招商证券整理 2)盘类)盘类 航空发动机盘类件绝大部分是精密回转类零件、关重零件,工作条件为高温、高压、高转速的特殊环境,零件材料均为难加工材料,尺寸及技术条件精度严格,对操作人员的技能水平、设备精度等级、检测方法等要求较高。涡轮盘/压气机盘是航空发动机十分重要的转子部件,盘环件是航空发动机中工

107、作条件最为苛刻、最为重要的部件之一,承受着复杂的循环热载荷及机械载荷。盘环件受力状态十分复杂,不同部位所受温度、载荷、介质作用都不相同。涡轮盘在四大热端部件中所占重量最大。涡轮盘是航空发动机上的重要转动部件,工作温度不高,一般轮缘为 550-750,轮心为 300左右,因此盘件径向的热应力大,特别是盘件在正常高速转动时,由于盘件质量重达几十至几百千克,且带着叶片旋转,要承受极大的离心力作用,在启动与停车过程中又构成周期性的大应力低周疲劳。用作涡轮盘的高温合金为高强度、高持久蠕变性能的变形高温合金和粉末高温合金。在我国,涡轮盘中变形高温合金 GH4169 合金用量最大、应用范围最广。38 图图

108、41:航空发动机盘类产品航空发动机盘类产品 资料来源:航亚科技官网,招商证券 目前国内从事航空发动机盘环类相关业务的上市公司有:航发动力(航发动力(600893)、钢研高纳()、钢研高纳(300034)、航亚科技()、航亚科技(688510)、)、航发科技(航发科技(600391)、中航重机()、中航重机(600765)、三角防务()、三角防务(300775)、万泽股份()、万泽股份(000534)。非上市公司有:无锡润和、三航动力、航材院(621,拟 IPO)等。表表 23:国内从事发动机盘相关业务的公司情况:国内从事发动机盘相关业务的公司情况 相关公司相关公司 所属部件所属部件 所属工艺所

109、属工艺 压气机盘压气机盘 涡轮盘涡轮盘 常规常规 粉末粉末 机加工机加工 上市公司 航发动力(600893.SH)钢研高纳(300034.SZ)航亚科技(688510.SH)航发科技(600391.SH)中航重机(600765.SH)三角防务(300775.SZ)万泽股份(000534.SZ)非上市公司 无锡润和 三航动力 航材院(621,拟 IPO)资料来源:公司公告,招商证券整理 3)机匣类)机匣类 机匣是航空发动机上的主要承力部件,为发动机承受载荷和包容的关键部件,属于典型的薄壁结构零件。其主要作用为:保护发动机核心机;给装在外部的发动机部件如燃油泵、滑油泵、发电机和齿轮箱等部件以及管路

110、等提供支撑;内侧主要安装静子和燃烧室,和转子组件一起构成空气流通通道。按结构不同,机匣可以分为整体式环形机匣、对开式环形机匣、带整流支板机匣;按功能不同,机匣可以分为风扇机匣、外涵机匣、中介机匣、压气机机匣、燃烧室机匣、轴承机匣、涡轮机匣、附件机匣等。机匣材料多为钛合金、高温合金。由于机匣采用难加工金属材料且结构复杂,机匣加工过程中需要着重控制高精度形位公差及薄壁加工变形。表表 24:航空发动机机匣的分类和特点:航空发动机机匣的分类和特点 序号序号 分类分类 举例举例 结构特点结构特点 39 1 1 整体式环形整体式环形机匣机匣 燃烧室机匣、涡轮机匣等 由机匣壁和前后安装边组成,一般为薄壁的圆

111、锥体或圆柱状,壳体外表面有环形加强筋、环带、凸台;内表面有环形槽、圆柱环带及螺旋槽;圆柱环带上分布有圆周的斜孔;壳体壁上设有径向孔、异形孔及异性槽等。2 2 对开式环形对开式环形机匣机匣 压气机机匣 该类机匣一般带有纵向安装边,呈圆锥体或圆柱体状,内表面具有环形槽或 T 型槽及螺旋槽;外表面具有加强筋、支撑台、限位凸台、各种功能凸台和异性凸台;机匣壁上有安装孔、定位孔、通气孔、径向孔和异形孔等 3 3 带整流支板带整流支板机匣机匣 进气机匣、中介机匣、扩散机匣等 该类机匣有铸造结构和焊接结构,一般由外环、内环及空心整流支板组成。内外环壁较厚,设臵有径向孔;内环端面有螺栓孔;外环上有定位孔、连接

112、孔;外表面有安装座和平面等。资料来源:航空制造网,招商证券 图图 42:机匣类产品机匣类产品 资料来源:航亚科技官网,招商证券整理 目前国内从事航空发动机机匣相关业务的上市公司有:航发动力(航发动力(600893)、航亚科技()、航亚科技(688510)、航发科技()、航发科技(600391)、)、图南股份(图南股份(300855)、中航重机()、中航重机(600765)、派克新材()、派克新材(605123)、)、航宇科技(航宇科技(688239)、钢研高纳()、钢研高纳(300034)、)、华伍股份华伍股份(300095)。)。非上市公司有:航材院(621、拟 IPO)、无锡润和、江苏永瀚

113、等。表表 25:国内从事发动机机匣相关业务的公司情况:国内从事发动机机匣相关业务的公司情况 相关公司相关公司 所属工艺所属工艺 锻造锻造 铸造铸造 机加工机加工 上市公司 航发动力(600893.SH)航亚科技(688510.SH)航发科技(600391.SH)图南股份(300855.SZ)中航重机(600765.SH)派克新材(605123.SH)航宇科技(688239.SH)钢研高纳(300034.SZ)华伍股份(300095.SZ)非上市公司 航材院(621,拟 IPO)无锡润和 江苏永瀚 资料来源:公司公告,招商证券整理(3)控制系统控制系统 航空发动机控制系统就像人的大脑,负责接收各

114、种传感器信号,进行计算处理,再驱动执行机构运动。它控制着发动机的稳态推力等级、瞬态的状态转换,以及安全保护等一系列活动。40 航空发动机控制系统由一系列控制装臵组成,是确保发动机健康、稳定、安全工作,最大限度发挥发动机潜能,保证飞机正常工作的关键系统。随着航空发动机技术水平的不断提升,燃油与控制系统也由简单到复杂,并由机械液压控制发展为全权限数字电子控制器(FADEC)。同时发动机控制功能和控制变量的不断增加,导致燃油与控制系统越来越复杂,研制和维护成本增加。图图 43:航空发动机控制技术发展历程:航空发动机控制技术发展历程 图图 44:发动机控制变量的变化:发动机控制变量的变化 资料来源:航

115、空发动机控制系统发展概述,招商证券 资料来源:航空发动机控制系统发展概述,招商证券 表表 26:航空发动机机匣的分类和特点:航空发动机机匣的分类和特点 序号序号 分类分类 结构特点结构特点 1 液压机械式 液压机械式控制系统具有良好的使用经验和较高的可靠性。除控制供往燃烧室的燃油外,还可操纵控制发动机可变几何形状,例如可调静子叶片、放气活门、放气带等,保证发动机工作稳定和提高发动初性能。2 监控型电子式 作为从液压机械式控制向数字电子控制的过渡,出现了监控型发动机电子控制器。这是在原有的液压机械式控制器基础上,再增加一个发动机电子控制器(EEC),两者共同实施对发动机的控制。3 全功能数字电子

116、式 FADEC 系统是管理发动机控制的所有控制系统的总称。在 FADEC 控制中,发动机电子控制器 EEC 或电子控制系统 ECU 是它的核心,所有控制计算由计算机进行,然后通过电液伺服机构输出控制液压机械装臵及各个活门、作动器等,因此液压机械装臵是它的执行机构。资料来源:根据公开资料整理,招商证券 41 图图 45:航空发动机控制系统的发展趋势航空发动机控制系统的发展趋势 资料来源:航空发动机控制系统的研发与展望,招商证券整理 目前国内从事航空发动机控制系统相关业务的上市公司有:航发控制(航发控制(000738)、中航机电()、中航机电(002013)、晨曦航空)、晨曦航空(300581)、

117、海特高新()、海特高新(002023)等。(4)机械系统机械系统 航空发动机的机械系统包括传动、润滑、密封和主轴承系统 4 大部分。该系统具有结构复杂、故障多发、牵涉的学科多、国内基础相对薄弱等特点。表表 27:机械系统的具体组成部分:机械系统的具体组成部分 序号序号 部分部分 具体描述具体描述 1 传动系统 传动系统主要是给发动机附件系统提供动力的设备。传动系统一直是航空发动机技术研究的重点之一。目前先进航空发动机传动系统的发展趋势是在满足高速、重载工作条件的前提下,减小传动系统的体积和质量,提高其寿命和可靠性,并降低成本、提高经济可承受性。2 润滑系统 润滑系统,简言之在发动机工作时,为了

118、保证其能够正常运转,需要在发动机内部的摩擦表面覆盖一层机油或者是油脂等润滑剂,使得不同的金属表层之间都能够形成一层油膜,进而减少器件之间的摩擦力,降低器件的功率损耗与磨损力度,延长发动机的使用时间。3 密封 密封结构是航空发动机的重要组成部分。航空发动机对密封技术要求较高,先进的密封结构可以显著提高航空发动机的性能。密封技术可以分为多种,具体包括刷密封、气膜密封、反转气膜密封、石墨机械密封、篦齿密封等。4 主轴承 轴承就是把具有相对转动,或者允许有相对转动的两个部件联系在一起,以高效、平稳地实现支撑作用。主轴承是支撑整个发动机最核心的系统,具有转速高、工作环境温度高、载荷复杂的特点。根据滚动体

119、的形状,主轴承又可以分为圆柱滚子轴承和角接触球轴承。资料来源:根据公开资料整理,招商证券 42 图图 46:机械系统相关零组件机械系统相关零组件 图图 47:航空航空发动机发动机主轴承位臵主轴承位臵 资料来源:百度图片,招商证券 资料来源:航空发动机控制系统发展概述,招商证券 国内外出现的机械系统故障主要包括设计、制造、装配、使用及试验验证等方面。从中国现役发动机的故障统计来看,机械系统的故障始终居高不下,包含其接触副摩擦磨损易发、零组件数量多等结构特点因素;设计水平偏低、制造水平跟不上、试验装配手段落后等客观事实;同时国内技术环境重视程度不够、投资力度偏弱、基础和规范建设工作不到位等均有重要

120、影响。因此,若要有效降低机械系统故障率,要求管理、设计、加工、试验等人员共同努力。国外发达国家的航空发动机机械系统的技术水平是在其他相关领域(汽车、化工、机床、船舶、钢铁等)的技术水平的基础上,结合航空发动机的自身特点发展起来的。表表 28:国外机械系统研制常规做法:国外机械系统研制常规做法 序号序号 特点特点 具体描述具体描述 1 注重设计细节 设计规范中详细规定了倒角、倒圆、光度、拧紧力矩、不平衡量要求等数值。2 注重基础性试验 如轴承和齿轮的最佳供油,轴承的抗污染能力,润滑系统最佳循环量,密封摩擦副的配对试验,构件的 S-N 试验,接触副的表面应力状态控制等,注重试验数据的累积。3 专业

121、化设计 机械系统各专业产品的设计加工由专业公司完成,如传动方面的意大利的爱维欧(AVIO)公司,密封方 面的法国圣戈班(Saint Gobain)公司,轴承方面的 FAG、SKF公司,润滑方面的比利时 Techspace Aero 公司等。4 专业化技术咨询 有些技术难题的解决由专业咨询公司来完成,由各知名公司的高级技术和软件专家组成专家组,把解决技术难题的过程做成专业化软件。例如英国 SMT 公司等。5 主导性设计 以轻量化、简洁化设计,要求附件厂和飞机部门满足发动机的要求。设计部门给飞机和附件厂提要求,输入条件使得设计更简洁,零件数量极大缩小,可靠性更高。6 集成化设计 润滑系统的许多部件

122、和传动机匣组合设计,轴承、密封件和发动机主机件设计成一体,附件轴承采用带有安装边的外、内圈,可以减少构件数。减轻质量,提高可靠性。7 与其他行业的技术融合 航空业界的专家也是其他行业的专家,高难度的研究项目一般从航空领域开始,研制成功后,移植到其他领域,当然航空领域也要借鉴其他领域的技术。比如汽车行业的传动、密封技术等。资料来源:航空发动机机械系统技术研究,招商证券 目前国内从事航空发动机机械系统相关业务的上市公司有:航发控制(航发控制(000738)、航发科技()、航发科技(600391)、中航机电)、中航机电(002013)等。非上市公司有:哈尔滨东安等。(5)总装总装 航空发动机总装是发

123、动机制造过程中的终端及核心环节。航空发动机总装是发动机制造过程中的终端及核心环节。航空发动机整机装配工艺涵盖从所有零件、成附件到各级组件、单元体、主单元体直至整机的全部装配和分解过程,也包括装配分解过程中的转子零组件平衡、各类检测(试验和测量)、清洗和油封存放等技术活动,所以需要大量的通用/专用工装夹具、标准/专用设备和厂房设施支撑,也需要相当数量的耗材/品、动力和人力开支。比如,一般成熟 43 民用发动机零件级装配所需的专用工装夹具在 5001000 件套之间,工艺设备种类大约在 3050 种之间。因而,航空发动机整机装配与其他大型高端装备产品一样,作为制造终端环节,具有显著的技术密集型、资

124、金密集型和高素质具有显著的技术密集型、资金密集型和高素质劳动密集型特征劳动密集型特征,相对一般工业产品,比如汽车整车,航空发动机装配质量对人工经验的依赖性要明显大一些。鉴于航空产品的高安全性需求特征,航空发动机装配制造更加强调装配精度、一致性和可靠性指标,而对于生产效率指标要求并不严格。当前,面临生产任务量逐年递增、制造新技术实现难度大、准时交付管理严格等挑战,我国航空发动机主机厂纷纷面向智能制造探索基于脉动线思想的总装生产线,期望将先进的管理理念、管理方法、组织流程、装配工艺、工艺装备与新一代信息技术深度融合,打造新型产品总装生产与管理方式,大幅提高产品总装生产效率和质量,缩短生产周期,保障

125、型号研制需要。罗罗、赛峰等国际先进航空发动机制造企业在不断深化数字化技术应用的同时,将智能制造作为工业变革的金钥匙,作为企业保持行业领先地位以及长远发展的战略制高点。罗罗不仅将数字化技术融入到设计研发中,还将其作为践行全球化的重要手段,通过无缝连接的全球化供应链管理系统,保证了制造品质与效率,通过健康管理系统,跟踪遍布全球 10 万台世界各地运营发动机的健康状态;赛峰在 LEAP 系列发动机生产线上,通过横向集成,将全球 240 多家供应商进行价值链以及信息网络资源整合,形成高效的供应链管控能力,同时利用数字孪生和自动化技术,有效提升产品的装配效率和质量,形成了年均总装 1500 多台的交付能

126、力。图图 48:航空发动机总装现场航空发动机总装现场 资料来源:百度图片,招商证券 44 图图 49:大型商用航空发动机典型装配工艺方案:大型商用航空发动机典型装配工艺方案 资料来源:大型商用航空发动机整机装配工艺浅析,招商证券 目前国内从事航空发动机总装相关业务的上市公司有:航发动力(航发动力(600893)、航发科技()、航发科技(600391)。非上市公司有:中国航发商发、哈尔滨东安、蓝翔机械厂等。表表 29:国内从事发动机总装相关业务的公司情况:国内从事发动机总装相关业务的公司情况 相关公司相关公司 代号代号 发动机型号发动机型号 上市公司 航发动力(600893.SH)中国航发沈阳黎

127、明航空发动机有限责任公司 410 WP-7、WP-14、WS-6、WS-10、WS-15、GT7000 中国航发西安航空发动机有限公司 430 WS-9、GT-25000、WS-10、WS-20 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 460 WP-7、WP-13、WS-12/13/17/19/21 中国航发南方工业有限公司 331 WS-11、WZ-8/9/10、WJ-6/9/10 航发科技(600391.SH)中国航发成都发动机有限公司 420 WS-18 非上市公司 中国航发商用航空发动机有限责任公司-CJ-1000、CJ-2000、CJ-500 中国航发哈尔滨东安发动机有限公司 120 WJ

128、-5、WZ-16 中国航发常州兰翔机械有限责任公司 370 WZ-6、QD70A 资料来源:中国军情网,招商证券整理 四、四、产业链扩产加速,业绩处于快速增长期产业链扩产加速,业绩处于快速增长期 1、募投扩产加速,产能释放可期募投扩产加速,产能释放可期 全产业链扩产持续推进。全产业链扩产持续推进。航发控制、中航重机、三角防务、派克新材、航宇科技、钢研高纳、西部超导等公司均在近两年通过定向增发的方式融资募投扩产,提升公司产能,用于满足下游客户的旺盛需求,彰显了行业高景气度。表表 30:航空发动机产业链各公司近两年扩产情况:航空发动机产业链各公司近两年扩产情况 公司名称公司名称 预案公告日预案公告

129、日 方案进度方案进度 融资融资金额金额(亿)(亿)投资投资金额金额(亿)(亿)资金来源资金来源 募投项目募投项目 三角防务 2020/6/10 发行完毕 9.04 12.8 可转债融资 1.先进航空零部件智能互联制造基地项目 45 钢研高纳 2020/11/16 发行完毕 3 3 定向增发 补充流动资金 航发控制 2020/12/31 发行完毕 42.98 36.61 定向增发 1.航空发动机控制系统科研生产平台能力建设项目,2.中国航发北京航科发动机控制系统科技有限公司轴桨发动机控制系统能力保障项目,3.中国航发红林航空动力控制产品产能提升项目,4.中国航发长春控制科技有限公司四个专业核心产

130、品能力提升建设项目,5.航空发动机控制技术衍生新产业生产能力建设项目,6.现金收购中国航发西控机器设备等资产,7.补充流动资金 中航重机 2021/1/16 发行完毕 19.1 19.1 定向增发 1.航空精密模锻产业转型升级项目,2.特种材料等温锻造生产线建设项目,3.补充流动资金 抚顺特钢 2021/3/31 董事会通过 6.88 自有资金 抚顺特钢提升产能及产品质量技术改造项目、新建节能环保技术改造项目 航亚科技 2021/4/23 董事会通过 自有资金 成立控股子公司贵州航亚科技有限公司。贵州航亚的股权结构为:航亚科技持股比例为 70%;中国航发资产管理有限公司持股比例为 30%。西部

131、超导 2021/7/9 发行完毕 20.13 20.13 定向增发 1.航空航天用高性能金属材料产业化项目,2.高性能超导线材产业化项目,3.超导创新研究院项目,4.超导产业创新中心,5.补充流动资金 图南股份 2021/11/18 董事会通过 1.6 自有资金 航空用中小零部件自动化加工产线项目 三角防务 2021/12/7 董事会通过 1.56 自有资金/自筹资金 航空零部件特种工艺能力建设项目 派克新材 2022/3/26 股东大会通过 16 17 定向增发 1.航空航天用特种合金结构件智能生产线建设项目;2.补充流动资金 航宇科技 2022/4/13 董事会通过 12 自有或自筹 航空

132、发动机燃气轮机用环锻件精密制造产业园项目。建设 3 条航空发动机环锻件精密轧制生产线、2 条热处理生产线、2 条机加工生产线及配套设施,主要生产各种金属材料环形锻件和自由锻件,产品主要应用于航空发动机、燃气轮机、航天、核电、风电、舰船等领域。钢研高纳 2022/6/9 董事会通过 自有资金 以自有资金在四川省德阳市投资设立全资子公司“德阳市钢研高纳锻造有限责任公司”。三角防务 2022/7/8 股东大会通过 31.27 42.76 定向增发 1.航空精密模锻产业深化提升项目;2.航空发动机叶片精锻项目;3.航空数字化集成中心项目等 资料来源:Wind,招商证券整理 2、业绩处于快速增长期业绩处

133、于快速增长期 业绩方面,我们对航空发动机产业链 17 家上市公司业绩进行了统计,根据统计:航空发动机产业链 2021 年营收+23.3%,归母净利润+32.1%,扣非归母净利润+50.7%;2022H1 营收+31%,归母净利润+37%。统计结果显示,航航空发动机产业链相关公司业绩正处于快速增长期。空发动机产业链相关公司业绩正处于快速增长期。中下游龙头壁垒极高,中下游龙头壁垒极高,22H1业绩突出,业绩突出,22年关联交易预计高增长。年关联交易预计高增长。航发动力 22H1 营收+46.83%,归母净利润+41.21%,22 年预计关联销售 180 亿,相比 21 年实际额+28.1%,预计关

134、联采购 110 亿,相比 21 年实际+41.9%;航发控制 22H1营收+25.71%,归母净利润+37.37%,22 年预计关联销售 44.7 亿,较 21 年实际发生额+40.6%。中游锻铸件受益于小核心大协作,业绩处于爆发期。中游锻铸件受益于小核心大协作,业绩处于爆发期。21 年业绩:中航重机(+159.1%)、派克新材(+82.6%)、航宇科技(+91.1%)、三角防务(+101.7%)、图南股份(+66.2%)、钢研高纳(+49.6%),22H1 业绩:中航重机(+175.0%)、派克新材(+64.6%)、航宇科技(+59.6%)、三角防务(+89.6%)、图南股份(+31.24%

135、)。上游原材料壁垒较高,上游原材料壁垒较高,受益于国产替代。受益于国产替代。上游原材料,尤其是高端高温合金,国内仍处于供不应求的状态,目前国外进口占总用量的 50%左右,相关企业将核心受益于国产替代。产业链上游大宗商品价格回落,利好航发产业链。产业链上游大宗商品价格回落,利好航发产业链。21 年下半年及 22Q1 大宗商品价格的上涨侵蚀了航发产业链,尤其是偏上游公司的利润,目前上游大宗商品价格回落明显,航发产业链将直接受益,利润率预计会有所提升。46 图图 50:航空发动机产业链营收情况航空发动机产业链营收情况 图图 51:航空发动机产业链归母净利润情况航空发动机产业链归母净利润情况 资料来源

136、:Wind、招商证券 资料来源:Wind、招商证券 图图 52:航空发动机产业链利润率情况航空发动机产业链利润率情况 图图 53:航空发动机产业链航空发动机产业链 ROA/ROE 情况情况 资料来源:Wind、招商证券 资料来源:Wind、招商证券 表表 31:航空发动机产业链各公司:航空发动机产业链各公司 22H1 业绩情况业绩情况 所属环节所属环节 股票代码股票代码 股票名称股票名称 营收(亿)营收(亿)归母净利润(亿)归母净利润(亿)21H121H1 22H122H1 增速增速 21H121H1 22H122H1 增速增速 主机厂 600893.SH 航发动力 100.8 148.1 4

137、7%4.6 6.5 41%600391.SH 航发科技 14.7 15.9 9%-0.5-0.1-80%分系统 000738.SZ 航发控制 20.2 25.5 26%3.0 4.1 38%零部件&加工 600765.SH 中航重机 44.3 50.8 15%2.7 5.6 107%605123.SH 派克新材 7.6 12.6 65%1.3 2.3 82%688239.SH 航宇科技 4.0 6.2 55%0.6 0.9 51%300775.SZ 三角防务 4.7 9.1 95%1.7 3.0 82%688510.SH 航亚科技 1.3 1.6 23%0.1 0.1-28%603308.SH

138、 应流股份 9.6 11.0 14%1.0 1.5 45%000534.SZ 万泽股份 2.8 3.7 34%0.6 0.7 16%材料 600456.SH 宝钛股份 28.4 33.8 19%2.8 3.6 29%688122.SH 西部超导 12.6 20.8 66%3.1 5.5 76%600399.SH 抚顺特钢 37.7 38.2 1%4.3 1.8-57%300034.SZ 钢研高纳 8.3 11.4 38%1.8 1.2-29%300855.SZ 图南股份 3.5 4.6 33%0.9 1.2 31%688231.SH 隆达股份 3.2 4.8 51%0.2 0.5 174%68

139、8281.SH 华秦科技 2.0 2.7 37%0.9 1.2 40%合合 计计 305.7305.7 400.9400.9 31%31%29.029.0 39.739.7 37%37%资料来源:Wind、招商证券 47 五、五、航空发动机产业链投资策略航空发动机产业链投资策略 1、航空发动机产业总结航空发动机产业总结(1)航空发动机具有技术门槛高、耗资大、研制周期长、产品生命期长等特点。航空发动机具有技术门槛高、耗资大、研制周期长、产品生命期长等特点。航空发动机被誉为“制造业皇冠上的明珠”,它是一个国家科技、工业和国防实力的重要标志,是构成国家实力基础和军事战略的核心技术之一。航空发动机需要

140、在高温、高寒、高速、高压、高转速、高负荷、缺氧、振动等极端恶劣环境下工作,因此航空发动机的研制难度极大。由于每一款航空发动机的研发都需要攻克一系列的关键技术,需要经过零件级、部件级、整机级的多种、多轮试验验证,因此,航空发动机的研制周期很长。航空发动机的技术门槛极高,全世界能自主研制先进航空发动机的国家只有美、英、法、俄等少数发达国家。虽然涡轮喷气发动机的研制是一项投资大、耗时长的大工程,但一旦研制成功投入使用,生命周期可达 50 年甚至更长。详情请参见航空发动机专题深度报告(一):把握历史发展机遇,航空发动机产业蓄势待发。(2)预计未来预计未来 10 年我国军用发动机总市场空间年均年我国军用

141、发动机总市场空间年均 992 亿人民币。亿人民币。目前我国航空装备无论在数量上还是在质量上与世界一流均有明显差距,预计我国将长期保持在航空装备领域的中高速投入,而随着航空装备需求的增长必将带动我国军用航空发动机行业的稳步增长。预计未来十年我国军用航空发动机新增设备市场空间为年均 451 亿人民币,发动机维修市场 541 亿人民币,合计 992 亿人民币。未来随着新型航空发动机的成熟以及产能提升,行业进入收获期。我国军用航空发动机的总量增长、国产替代、维修市场,三者将为我国航空发动机产业提供巨大的市场空间。详情请参见航空发动机专题深度报告(一):把握历史发展机遇,航空发动机产业蓄势待发。(3)预

142、计未来预计未来 20 年全球民用航空发动机市场空间年均近年全球民用航空发动机市场空间年均近 1400 亿美元。亿美元。市场需求将保持长期持续增长趋势。预计未来 20 年,全球商用航空发动机总交付量预计将达到 80000 台以上,市场价值达 13000 亿美元以上。再考虑发动机维修后市场,预计民用航空发动机市场年均近 1400 亿美金。综合考虑新发动机交付和老旧发动机退役,预计到2039 年,全球商用航空发动机的市场规模将比目前翻一番,由2019年的约 54000台增长到 10 万台以上。未来 20 年,预计中国航空发动机总交付量将达到 15000 台,市场价值达 2600 亿美元。其中,窄体飞

143、机发动机交付量将占 65%,宽体飞机发动机占 28%。另外,民用航空发动机维修未来市场空间广阔。民用航空发动机维修未来市场空间广阔。根据航空周刊2021 年机队数据预测,2021 年总的发动机维修需求可能约 300 亿美元左右,到 2025 年将增长至 400 亿美元左右,2030 年将达到 470 亿美元。详情请参见航空发动机专题深度报告(一):把握历史发展机遇,航空发动机产业蓄势待发。(4)军民融合推进,航发产业链逐步开放,民营企业成长进入快车道。军民融合推进,航发产业链逐步开放,民营企业成长进入快车道。国外航空发动机巨头普遍采用的是“主承制商-供应商”发展模式,国内以中国航发商发为代表的

144、主机厂近几年也积极对产业链进行转型升级,中国航发商发采用了“产业链两头以及中段代表核心竞争力的部分在内,其余业务尽量外包”的“元宝型”商业模式,军用发动机主机厂形成了军工企业与民口企业“主配牵手”的合作模式。近年来,受益于国家“两机”重大专项的落地,以及军民融合的深入推进,航空发动机产业链正在逐步放开,形成了“小核心、大协作、专业化、开放式”的科研生产体系。在这种背景下,民营企业也正在逐步成为一支不可忽视的力量。当前民营企业主要从零部件切入航空发动机领域,且多为同国际巨头合作,许多企业利用灵活的机制,引进国际知名专家队伍,定制国际先进的专业化设备,在高温合金材料制备、精密铸造、叶片机加等方面承

145、担了多项航空发动机和燃气轮机科研生产任务。(5)航空发动机研制流程、制造产业链及价值量占比介绍。航空发动机研制流程、制造产业链及价值量占比介绍。航空发动机产业链航空发动机的研制主要分成论证、方案、工程研制、设计定型、生产定型、批量生产、使用保障这七个阶段,目前系统工程的研制思想逐渐在航空发动机的研制过程中得到应用。航空发动机制造产业链从上游到下游 48 可分为原材料、零部件、单元体/分系统、总装。其中原材料又分为钛合金、高温合金、复合材料等,零部件可分为叶片类、盘轴类、机匣类等;单元体包括风扇增压级、高压压气机、燃烧室、高低压涡轮、喷管等;子系统包括控制系统、机械系统等。航空发动机的价值量占整

146、机价值的 20-30%,在发动机全寿命周期中,研发、采购、维护的价值量占比分别为 10%、40%、50%左右。按原材料价值拆分来看,钛合金和高温合金占比分别在 30%和 35%左右,其他原材料包括铝合金、钢等占比在 35%左右。按部件价值拆分来看,发动机热端部件的价值量占比高于冷端部件。(6)全产业链扩产持续推进,业绩处于快速增长期。全产业链扩产持续推进,业绩处于快速增长期。受益于下游旺盛需求,产业链相关公司在近两年密集通过定向增发的方式融资募投扩产,提升公司产能用以满足下游客户需求,目前扩产正在持续推进,彰显了行业高景气度。业绩方面,航空发动机产业链方兴未艾,目前正处于快速增长期,产业链相关

147、公司 21 年营收+23.3%,归母净利润+50.8%;2022H1 营收+31%,归母净利润+37%。(7)国家对航空发动机产业重视程度增加,看好航空发动机产业链。国家对航空发动机产业重视程度增加,看好航空发动机产业链。国家发展国产航空发动机的决心明确。2016 年航发集团正式成立,2017 年我国两机专项正式实施,同时以航发资产、惠华基金为代表的国家资本积极向产业链投资,有效促进了航空发动机的研发进程。目前我国第三代军用发动机逐步成熟,新型发动机进展迅速,批产放量可期。而我国民用航空发动机坐拥全球最大民航市场,未来发展潜力巨大。预计我国航空发动机产业将加速发展,看好航空发动机产业链。2、重

148、点推荐标的重点推荐标的 航空发动机产业难度高、投资大、周期长,是典型的寡头垄断型行业,目前具备燃气涡轮发动机生产能力的只有美、英、法、俄和中国。目前我国航空发动机的研发和制造主要集中在航发集团。2017 年我国两机专项正式实施,有效促进了航空发动机的研发进程。目前我国军用发动机已形成谱系化发展格局,第三代发动机逐步成熟,新型发动机进展迅速,批产放量可期。我国民用航空发动机坐拥全球最大民航市场,未来发展潜力巨大。在国家大力支持以及外部竞争加剧的背景下,预计我国航空发动机产业将加速发展。建议重点关注以下方向:1)具备垄断地位的航发集团中下游主机厂和分系统公司:航发动力,航发控制航发动力,航发控制;

149、2)借助军民融合推进,成长速度快的上游高壁垒的材料供应商及外协锻铸件供应商:图南股份、华秦科技、西部超图南股份、华秦科技、西部超导、派克新材、航宇科技、钢导、派克新材、航宇科技、钢研高纳、航亚科技研高纳、航亚科技。表表 32:航空发动机产业链重点推荐标的:航空发动机产业链重点推荐标的 股票代码 股票简称 主营产品 600893.SH 航发动力 军民用航空发动机整机及部件、民用航空发动机零部件出口、军民用燃气轮机、军民用航空发动机维修保障服务 600391.SH 航发控制 内贸航空及衍生产品、工业民品、外贸产品 300855.SZ 图南股份 铸造高温合金、变形高温合金、特种不锈钢等高性能合金材料

150、及其制品 688281.SH 华秦科技 高仿真伪装遮障、高效热阻材料、结构隐身材料、特种功能材料技术服务、伪装网、隐身涂层材料、重防腐材料 688122.SH 西部超导 钛合金材料、超导材料、高温合金材料 605123.SH 派克新材 航空锻件、船舶锻件、电力锻件、石化锻件 688239.SH 航宇科技 航空发动机环形锻件、航空发动机机匣、航天用环形锻件、燃机用环形锻件、燃机用机匣、风电用环件、核电用环件、钛环 300034.SZ 钢研高纳 高温母合金、发动机精铸件、航空发动机盘锻件、汽轮机涡轮盘、防护片、高温合金离心铸管及静态铸件、高温合金精铸件、切断刀 688510.SH 航亚科技 航空涡

151、扇发动机压气机叶片、转动件及结构件、医疗骨科植入锻件 资料来源:Wind,招商证券 49 3、重点公司介绍重点公司介绍(1)航发动力(航发动力(600893.SH600893.SH)航发动力是我国航空发动机产业龙头,航发动力是我国航空发动机产业龙头,是我国大、中、小型军民用航空发动机、大型舰船用燃气轮机动力装臵的生产研制和修理基地,集成了我国航空动力装臵主机业务的几乎全部型谱,是国内生产能力最强、产品种类最全、规模最大的动力装臵生产单位,具备唯一性和稀缺性唯一性和稀缺性。公司不仅受益于国家在航空装备领域的持续投入,公司在发动机的国发动机的国产替代、维修保障市场以及未来的民航市场产替代、维修保障

152、市场以及未来的民航市场同样有较大的发展潜力。随着公司制造成熟度的提升,公司盈利能力有望实现提升,实现业绩的加速释放。公司 2021 年实现收入 341.02 亿,同比增长 19.10%;实现归母净利润 11.88 亿,同比增长 3.63%。公司 22 年上半年实现营业收入 148.06 亿元,同比增长 46.83%;实现归母净利润 6.51 亿,同比增长 41.21%。图图 54:2021 年航发动力各版块收入占比年航发动力各版块收入占比 图图 55:2021 年航发动力各版块毛利占比年航发动力各版块毛利占比 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券 图图 56:航发动力营收

153、及利润增长情况(单位:亿):航发动力营收及利润增长情况(单位:亿)图图 57:航发动力利润率及费用率情况:航发动力利润率及费用率情况 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券 50 图图 58:航发动力各主营业务增长情况(单位:亿):航发动力各主营业务增长情况(单位:亿)图图 59:航发动力各主营业务毛利率情况:航发动力各主营业务毛利率情况 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券(2)航发控制(航发控制(600391.SH600391.SH)公司在航发控制系统细分领域行业领先公司在航发控制系统细分领域行业领先,行业节点位臵稳固。行业节点位臵稳固。公司是中央

154、直属军工企业中国航发的核心业务板块之一,主要从事发动机控制系统及衍生产品、国际合作和非航民品及其他三大业务。公司作为国内主要航空发动机控制系统研制生产企业,在航空发动机控制系统细分领域处于行业领先地位。公司预计 2022 年度日常关联交易销售额不超过 447,000 万元,较 2021 年预计金额增长 28.2%,较 2021 年实际发生金额增长 40.6%,公司预计 2022 年度日常关联交易金额快速增长,表明公司对下游客户需求情况及公司订单情况充满信心。另外,公司 2022 年营业收入预算目标为 51 亿元,相比 2021 年营收增长 22.7%,22 年营收目标预期高增长将持续。公司已完

155、成非公开发行股票,发行股份合计 169,541,652 股,发行价格 25.35 元/股,扣除发行费用后募集资金净额现金部分为 33.61 亿元。发行对象方面,航发资产及军民融合产业投资基金入股。公司 2021 年实现收入 34.99 亿,同比增长 13.14%:实现归母净利润 3.68 亿,同比增长 30.68%。公司 2022 年上半年实现营业收入 25.48 亿元,同比增长 25.71%;实现归母净利润 4.08 亿,同比增长 37.37%。图图 60:2021 年航发控制各版块收入占比年航发控制各版块收入占比 图图 61:2021 年航发控制各版块毛利占比年航发控制各版块毛利占比 资料

156、来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券 51 图图 62:航发控制营收及利润增长情况(单位:亿):航发控制营收及利润增长情况(单位:亿)图图 63:航发控制利润率及费用率情况:航发控制利润率及费用率情况 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券 图图 64:航发控制各主营业务增长情况(单位:亿):航发控制各主营业务增长情况(单位:亿)图图 65:航发控制各主营业务毛利率情况:航发控制各主营业务毛利率情况 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券(3)图南股份(图南股份(300855.SZ300855.SZ)公司材料公司材料-制造双赛道稳步扩张

157、。制造双赛道稳步扩张。公司从事高温合金、耐蚀合金、精密合金等特种合金及其制品的研发与生产,是国内少数几家同时拥有军民资质认证且能够稳定、及时、高质量完成产品交付的高温合金生产企业之一。2021 年公司蝉联西航集团原材料类金牌供应商评级,先后完成 DZ40M、DZ417G 定向铸造高温合金母合金及 K417G、K40M、K465 等等轴晶铸造高温合金母合金的试制、验证工作,将逐步进入批产阶段;完成 GH2132、GH4169、GH4738等紧固件用变形高温合金棒丝材的研制,部分产品实现批量供货;完成多个型号精密铸件的试制;完成航空用无缝高强度管材的开发。成立子公司沈阳图南,完善产业布局,拓宽业务

158、范围。成立子公司沈阳图南,完善产业布局,拓宽业务范围。公司于 2021 年 11 月 18 日发布关于全资子公司投资建设航空用中小零部件自动化加工产线项目的公告,公司全资子公司沈阳图南在辽宁省沈阳市投资建设航空用中小零部件自动化加工产线项目,项目投资总额为 1.6 亿元,项目建设周期为 3 年,项目建成达产后,将形成年产 50 万件精密零部件的加工生产能力,形成完整的航空零部件的研发与制造业务能力。我们认为,公司此次构建多品类、多层次产品结构的举措,符合主机厂推行的“小核心大协作”战略指引,有利于公司完善产业布局,拓宽业务范围,增强公司的整体的竞争力。目前航空发动机下游需求旺盛,看好公司后续发

159、展。公司 2021 年实现收入 6.98 亿,同比增长 27.73%:实现归母净利润 1.81 亿,同比增长 66.24%。公司 2022 年上半年实现收入 4.61 亿,同比增长 32.77%;实现归母净利润 1.17 亿,同比增长 31.24%。52 图图 66:2021 年图南股份各版块收入占比年图南股份各版块收入占比 图图 67:2021 年图南股份各版块毛利占比年图南股份各版块毛利占比 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券 图图 68:图南股份营收及利润增长情况(单位:亿):图南股份营收及利润增长情况(单位:亿)图图 69:图南股份利润率及费用率情况:图南股份利

160、润率及费用率情况 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券 图图 70:图南股份各主营业务增长情况(单位:亿):图南股份各主营业务增长情况(单位:亿)图图 71:图南股份各主营业务毛利率情况:图南股份各主营业务毛利率情况 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券(4)华秦科技(华秦科技(688688281281.SH.SH)公司是目前国内极少数能够全面覆盖常温、中温和高温隐身材料设计、研发和生产的高新技术企业,尤其在中高温隐中高温隐身材料领域身材料领域技术优势明显,产业化成果突出,目前在该领域内尚不存在技术水平、应用领域及产业化进程与公司较为目前在该领域内尚

161、不存在技术水平、应用领域及产业化进程与公司较为匹配的国内竞争对手。匹配的国内竞争对手。公司已批产隐身材料产品的应用装备主要在第一大客户 A 集团下属 A1 单位进行组装。公司与 A1 单位已有较长时间的合作历史,合作记录良好,所销售产品均已经过多个环节验证,双方合作具有较强的稳定性和持续性。公司已形成耐温隐身涂层材料、防腐隐身涂层材料及隐身复合材料等多系列产品,且在多军种、多型号装备实现装机 53 应用。公司经过多年持续艰苦攻关,突破了多项特种功能材料研发与产业化的关键技术瓶颈,主要产品在多军种、多型号装备实现装机应用,隐身材料及伪装材料的核心产品分别在隐身材料及伪装材料的核心产品分别在 20

162、19 年及年及 2020 年实现了批产年实现了批产,大力推动了特种功能材料在我国武器装备隐身领域和军事目标伪装等领域的应用进程,为我国国防科技工业和先进武器装备建设事业做出了重大贡献,对维护国防安全具有战略性意义。图图 72:2021 年华秦科技各版块收入占比年华秦科技各版块收入占比 图图 73:2021 年华秦科技各版块毛利占比年华秦科技各版块毛利占比 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券 图图 74:华秦科技营收及利润增长情况(单位:亿):华秦科技营收及利润增长情况(单位:亿)图图 75:华秦科技利润率及费用率情况:华秦科技利润率及费用率情况 资料来源:Wind,招商

163、证券 资料来源:Wind,招商证券 图图 76:华秦科技各主营业务增长情况(单位:亿):华秦科技各主营业务增长情况(单位:亿)图图 77:华秦科技各主营业务毛利率情况:华秦科技各主营业务毛利率情况 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券(5)西部超导(西部超导(688122.SH688122.SH)公司是我国航空新材料领域重要供应商,受益于行业需求放量。公司是我国航空新材料领域重要供应商,受益于行业需求放量。公司是我国高端钛合金棒丝材、锻坯主要研发生产基 54 地之一,也是我国高性能高温合金材料重点研发生产企业之一,服务于航空等重点产业。目前我国航空装备正处于加速换装阶段,

164、对航空用高端钛材的需求快速增长。此外,由于目前我国航空发动机国产化率仍有较大缺口,对航空发动机用的高温合金需求十分迫切。公司作为我国高端钛合金供应商之一,受益于行业需求放量。此外,公司在高温合金领域同样具备深厚的技术储备,根据公司公告,公司高温合金领域突破了以 GH4169、GH4738、GH907、GH4698、GH4720Li 等合金为代表的十余个牌号高温合金的批量生产技术,具备相关牌号高温合金的量产能力。高温合金业务将为公司发展提供庞大的市场增量。定增布局航空航天高性能金属材料等产业化项目,产能有望有序释放。定增布局航空航天高性能金属材料等产业化项目,产能有望有序释放。2021 年 7

165、月,公司发布公告,拟向特定对象发行股票募集资金总额不超过人民币 20.13 亿元。目前公司已完成非公开发行股票,发行股份合计 22,774,069 股,发行价格 88.39 元/股,扣除发行费用后募集资金净额为 19.81 亿元。发行对象方面,产业投资基金获配金额 7 亿元,陕西国华融合产业发展基金获配金额 3.31 亿元,北京中航一期航空工业产业投资基金获配金额 3 亿元,国华产业发展基金获配金额 2 亿元,国创投资引导基金获配金额 1.2 亿元。公司 2021 年实现收入 29.27 亿,同比增长 38.54%:实现归母净利润 7.41 亿,同比增长 99.98%。公司 2022 年上半年

166、实现营业收入 20.84 亿,同比增长 65.95%;实现归母净利润 5.52 亿,同比增长 76.27%。图图 78:2021 年西部超导各版块收入占比年西部超导各版块收入占比 图图 79:2021 年西部超导各版块毛利占比年西部超导各版块毛利占比 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券 图图 80:西部超导营收及利润增长情况(单位:亿):西部超导营收及利润增长情况(单位:亿)图图 81:西部超导利润率及费用率情况:西部超导利润率及费用率情况 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券 55 图图 82:西部超导各主营业务增长情况(单位:亿):西部超导各主

167、营业务增长情况(单位:亿)图图 83:西部超导各主营业务毛利率情况:西部超导各主营业务毛利率情况 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券(6)派克新材(派克新材(605123.SH605123.SH)环锻细分环锻细分核心供应商核心供应商,两机航天增量推动公司未来成长。,两机航天增量推动公司未来成长。公司为我国环形锻件的细分核心供应商之一,产品主要涉及电力、石化、军工等高端领域,目前是国内少数几家可供应航空、航天、舰船等高端领域环形锻件的国家高新技术企业之一,在资质、装备、技术等方面形成了自己独有的竞争优势。结合行业未来发展趋势,我们认为公司所处民品领域未来将维持平稳发展态势

168、;而受益于我国两机发展及船舶大型化趋势,以军工为代表的的高附加值板块将在未来2-3 年内维持高速增长,推动公司中长期业绩成长。公司 2021 年实现收入 17.33 亿,同比增长 68.65%:实现归母净利润 3.04 亿,同比增长 82.59%。公司 2022 年上半年实现营业收入 12.57 亿元,同比增长 64.56%;实现归母净利润 2.29 亿,同比增长 62.35%。图图 84:2021 年派克新材各版块收入占比年派克新材各版块收入占比 图图 85:2021 年派克新材各版块毛利占比年派克新材各版块毛利占比 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券 56 图图 8

169、6:派克新材营收及利润增长情况(单位:亿):派克新材营收及利润增长情况(单位:亿)图图 87:派克新材利润率及费用率情况:派克新材利润率及费用率情况 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券 图图 88:派克新材各主营业务增长情况(单位:亿):派克新材各主营业务增长情况(单位:亿)图图 89:派克新材各主营业务毛利率情况:派克新材各主营业务毛利率情况 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券(7)航宇科技(航宇科技(688239.SH688239.SH)航空环锻领域核心供应商,将核心受益于下游需求放量。航空环锻领域核心供应商,将核心受益于下游需求放量。公司是

170、主要从事航空难变形金属材料环形锻件研发、生产和销售,主要产品为航空发动机环形锻件。此外,公司产品亦应用于航天火箭发动机、导弹、舰载燃机、工业燃气轮机、核电装备等高端装备领域。公司航空发动机锻件应用于我国预研、在研、现役的多款国产航空发动机,包括长江系列国产商用航空发动机;也用于 GE 航空、普惠(P&W)、赛峰(SAFRAN)、罗罗(RR)、MTU 等国际航空发动机制造商研制生产的多款新一代商用航空发动机。公司多年来聚焦于航空发动机等高端装备用高品质环形锻件领域,已成为世界主流航空发动机制造商在亚太地区的主要环形锻件供应商之一。我们认为,公司作为航空环锻领域的核心供应商,将核心受益于下游的需求

171、放量。预计未来一段时期内,随着公司技术水平的不断提高、产能优化以及预研、在研产品逐渐批产,公司收入和利润将进一步提升。公司 2021 年实现收入 9.60 亿,同比增长 43.11%:实现归母净利润 1.39 亿,同比增长 91.13%。公司 2022 年上半年实现营业收入 6.23 亿元,同比增长 55.09%;实现归母净利润 0.94 亿元,同比增长 51.27%。57 图图 90:2021 年航宇科技各版块收入占比年航宇科技各版块收入占比 图图 91:2021 年航宇科技各版块毛利占比年航宇科技各版块毛利占比 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券 图图 92:航宇科

172、技营收及利润增长情况(单位:亿):航宇科技营收及利润增长情况(单位:亿)图图 93:航宇科技利润率及费用率情况:航宇科技利润率及费用率情况 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券 图图 94:航宇科技各主营业务增长情况(单位:亿):航宇科技各主营业务增长情况(单位:亿)图图 95:航宇科技各主营业务毛利率情况:航宇科技各主营业务毛利率情况 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券(8)钢研高纳(钢研高纳(300034.SZ300034.SZ)公司目前是国内高端和新型高温合金制品生产规模最大的企业之一,拥有年生产超千吨航空航天用高温合金母合金的能力以及航天发

173、动机用精铸件的能力,在变形高温合金盘锻件和汽轮机叶片防护片等方面具有先进的生产技术,具有制造先进航空发动机亟需的粉末高温合金和 ODS 合金的生产技术和能力。公司产品定位在高端和新型高温合金领域,面向的客户也是以航空航天发动机装备制造企业和大型的发电设备企业集团为主,同时也向冶金、化工、玻璃制造等领域的企业销售用于高温环境下的热端部件。58 公司是我国高温合金及轻质合金领域技术水平最为先进、生产种类最公司是我国高温合金及轻质合金领域技术水平最为先进、生产种类最为齐全的企业之一为齐全的企业之一,是国内航空、航天、兵器、舰船和核电等行业重要的研发生产基地。自 1958 年以来,公司共研制各类高温合

174、金 120 余种。其中,变形高温合金90 余种,粉末高温合金 10 余种,均占全国该类型合金均占全国该类型合金 80%以上以上。最新出版中国高温合金手册收录的 201 个牌号中,公司及其前身牵头研发 114 种,占总牌号数量的 56%。公司 2021 年实现收入 20.03 亿,同比增长 26.35%:实现归母净利润 3.05 亿,同比增长 49.56%。公司 2022 年上半年实现收入 11.41 亿,同比增长 37.53%:实现归母净利润 1.25 亿,同比增长 29.22%。图图 96:2021 年钢研高纳各版块收入占比年钢研高纳各版块收入占比 图图 97:2021 年钢研高纳各版块毛利

175、占比年钢研高纳各版块毛利占比 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券 图图 98:钢研高纳营收及利润增长情况(单位:亿):钢研高纳营收及利润增长情况(单位:亿)图图 99:钢研高纳利润率及费用率情况:钢研高纳利润率及费用率情况 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券 图图 100:钢研高纳各主营业务增长情况(单位:亿):钢研高纳各主营业务增长情况(单位:亿)图图 101:钢研高纳各主营业务毛利率情况:钢研高纳各主营业务毛利率情况 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券 59 (9)航亚科技(航亚科技(688510.SH688510.S

176、H)公司是一家专业的航空发动机及医疗骨科领域的高性能零部件制造商,主要产品包括航空发动机压气机叶片、转动件及结构件(整体叶盘、盘环件、机匣、整流器等)、医疗骨科植入锻件(髋臼杯、髋柄及胫骨平台等精锻件)等高性能零部件。公司与航空发动机及医疗骨科关节领域的国内外一流客户群建立了深入、稳定、持续的合作关系,在航空发动机领域,公司向国际主流航空发动机公司大批量供应航空发动机压气机叶片,全球四大航空发动机厂商中的赛峰、GE 航空为公司主要客户。战略聚焦四大类零部件,产能释放可期。战略聚焦四大类零部件,产能释放可期。目前下游的航空发动机零部件需求旺盛,公司战略上聚焦于航空发动机压气机叶片、整体叶盘及整流

177、器、机匣和盘环件等四大类关键零件领域,走专业化发展之路。目前公司航空发动机关键零部件产能扩大项目正在持续推进中,具体包括:建成新的航空发动机压气机叶片专业化车间,逐步形成 120 万片生产、试制研发能力,计划于 23 年二季度投产运营;围绕航空发动机整体叶盘和机匣等关键零部件专业化发展规划,投资形成新增科研生产产能。预计 24 年一季度将完成部分能力建设并投产运营;围绕公司四大类专业化零部件的能力建设,增加部分特种工艺的技术保障能力,主要包括:特种焊接以及大型航发零部件荧光和 X 光无损检测能力,预计将于 23 年底完成能力建设。与航发资产合资成立贵州航亚,提供新增长动能。与航发资产合资成立贵

178、州航亚,提供新增长动能。2021 年 4 月,公司与航发资产合资设立贵州航亚科技有限公司。航亚科技持股 70%;航发资产持股 30%。目前贵州航亚已完成固定资产投资 1.2 亿元,已于 5 月底初步建成投产,主要承接某公司主研型号的整体叶盘及整流器、压气机盘、涡轮盘件和机匣环形件等产品的精密加工业务,目前产能处于爬坡提升中。公司 2021 年实现收入 3.13 亿,同比增长 3.82%:实现归母净利润 0.24 亿,同比下降 59.48%。公司 2022 年上半年实现营业收入 1.62 亿元,同比增长 23.07%;实现归母净利润 751.37 万元,同比下降 28.40%;实现扣非归母净利润

179、 653.21 万元,同比增长 36.30%。图图 102:2021 年航亚科技各版块收入占比年航亚科技各版块收入占比 图图 103:2021 年航亚科技各版块毛利占比年航亚科技各版块毛利占比 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券 60 图图 104:航亚科技营收及利润增长情况(单位:亿):航亚科技营收及利润增长情况(单位:亿)图图 105:航亚科技利润率及费用率情况:航亚科技利润率及费用率情况 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券 图图 106:航亚科技各主营业务增长情况(单位:亿):航亚科技各主营业务增长情况(单位:亿)图图 107:航亚科技各主营业务毛利率情况:航亚科技各主营业务毛利率情况 资料来源:Wind,招商证券 资料来源:Wind,招商证券

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