1、 行业及产业 行业研究/行业深度 证券研究报告 国防军工 2021 年 12 月 30 日 航发产业链全景解析：动力强国，旭日东升 看好 航空发动机产业链系列报告之二 本期投资提示： 航空发动机：“工业皇冠明珠”，长坡厚雪赛道。航空发动机的研究和发展特点是技术难度大、耗资多、周期长，对飞机性能以及飞机研制的成败和进度有着决定性的影响，其性能直接决定了飞机的运载能力、航程长短和可靠性等关键性能，是航空产业发展的核心基础。航空发动机研制水平是衡量一个国家综合科技水平、科技工业基础实力和综合国力的重要标志。目前，全球能够自主研制航空发动机的国家只有美国、英国、法国、俄罗斯和中国等少数国家，其中我国虽

2、然起步较晚，但随着国家产业扶持力度增大，现正全力追赶世界一流梯队。此外，航空发动机作为工业部门目前附加值最高的高端制造业，其基于核心机系列化的研制模式，可以降低研发成本，极大提高研发效率及产品可靠性，产品不但可以军民一体化应用，而且产品红利期长，是一条长坡厚雪赛道。 整机价值占比高，军民需求共振铸就万亿级市场空间。航空发动机是飞机的重要部件，约占整机价值的 25%，其中盘轴件、叶片、机匣、燃烧室、控制系统是航空发动机的核心零部件，价值量占比较高。航空发动机的市场包含新机购置、换发以及后市场（大修和保养）三大市场增长点。一方面，国内首次跨入战略空军门槛，军机列装加速，另一方面，预计国产客机批量交

3、付带动民用航发迎来发展新起点。此外，发动机具有耗材属性，一方面，其使用寿命低于飞机，存在换发需求，另一方面，发动机零部件常需多次更换或修理，发动机后市场服务空间和销售市场空间相当。 基于 FlightGlobal 等披露数据以及我们对我国飞机数量的预测，我们预计，未来十年我国含后市场服务的航空发动机市场空间约为26828 亿元，其中军用市场空间约为 12072 亿元，民用市场空间约为 14756 亿元。 国内产业链由航发集团主导，各级供应商竞争格局稳定。在全球范围内，以 GE、RR、PW、SAFRAN 为首的欧美少数几家龙头企业瓜分市场近九成份额。国内方面，我国目前已经具备完整的航空发动机产业

4、链的研发制造能力。产业链由航发集团主导，各级供应商竞争格局稳定。航空发动机原材料成本占比高，主要以高温合金和钛合金为主，由于高端原材料行业具有较高的资质和技术壁垒，国内龙头企业竞争优势明显。航空发动机零部件属于产业链高价值环节，产品种类繁多，其中锻铸件为核心产品，零部件领域龙头企业呈差异化竞争，以航发集团下属企业和科研院所为主导，此外，民企不断涌现，规模逐渐扩大。航空发动机控制系统是核心子系统，航发控制占据国内市场垄断地位。航空发动机总装为产业链“链长” ，附加值高，其中航发动力是国内军用领域唯一龙头，航发商发为民用领域主力军。 坚定看好航空发动机产业链的投资机会，建议重点关注航发产业链各环节

5、的龙头企业。随着武器装备加速列装以及航空发动机国产替代，预计我国航空发动机产业链将进入高景气周期。考虑航空发动机行业壁垒高，资质认证周期长，我们建议重点关注各环节的龙头企业，推荐总装和分系统领域的航发动力和航发控制，零部件领域的中航重机、航宇科技、航亚科技、派克新材等，原材料领域的抚顺特钢、钢研高纳、图南股份、西部超导等。 风险提示：国产发动机研制进度不及预期；两机专项政策扶持力度不及预期；下游飞机放量不及预期 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第2页 共69页 简单金融 成就梦想 投资案件 结论和投资分析意见 坚定看好航空发动机

6、产业链的投资机会， 建议重点关注航发产业链各环节的龙头企业。随着武器装备加速列装以及航空发动机国产替代，预计我国航空发动机产业链将进入高景气周期。考虑航空发动机行业壁垒高，资质认证周期长，我们建议重点关注各环节的龙头企业， 推荐总装和分系统领域的航发动力和航发控制， 零部件领域的中航重机、航宇科技、航亚科技、派克新材等，原材料领域的抚顺特钢、钢研高纳、图南股份、西部超导等。 原因及逻辑 1）航空发动机产业进入壁垒高，核心机研制模式铸就“长坡厚雪”赛道。1）航空发动机是典型技术密集型产品，工作环境复杂，对材料类型和加工技术要求高，存在很高的技术门槛；2）航空发动机研制周期长，研发投入高，先进航空

7、发动机的研发投入普遍高达数十亿美元， 投入资金不足是限制航空发动机产业发展的重要因素之一； 3）航空发动机是工业部门目前附加值最高的高端制造业，其基于核心机系列化的研制模式，产品不但可以军民一体化应用，而且产品红利期长，是典型的长坡厚雪赛道。 2）武器装备加速列装叠加国产替代，我国航发产业预计进入高速发展期。我国历史首次跨入战略空军门槛， 但与空军强国相比， 我国战机在数量和代次上都有较大差距，军机量增代升需求迫切。随着“飞发分离” 、 “两机专项”等国家政策助力，国产发动机研制取得突破，国产替代进程加快。我们预计，在武器装备加速列装和航空发动机国产替代双轮驱动下，我国航发产业将进入高速发展期

8、。 3）航发产业链竞争格局稳定，军民融合加速助力产业链效率提升。我国目前已经具备完整的航空发动机产业链的研发制造能力，一方面，航发产业链各环节均存在较强的资质、技术、客户转换成本等壁垒，行业竞争格局稳定；另一方面，国内航空发动机产业链主要由航发集团主导，但随着军民融合加速，民营企业渗透率不断提升，产业链效率有望持续提升。 有别于大众的认识 1）由于航空发动机技术壁垒极高，市场对于我国航空发动机能否顺利实现国产替代存在一定担忧。我们分析认为，一方面，我国已具备军用航空发动机的自主研发生产能力，新型号不断涌现，军用航空发动机国产化替代进程正在持续加速中；另一方面，民用“长江”系列航空发动机的研制已

9、完成主要部件和系统的多轮设计试验迭代，研发工作已取得阶段性进展，未来军民用航空发动机国产化已是大势所趋。 2）随着未来军民融合加速，市场担心未来航发产业链中上游环节的竞争格局会有所恶化。我们分析认为，考虑到下游客户对原材料和零部件有着严格的技术要求，且因其转换成本高，用户一旦选定供应商后，不会轻易更换，所以准入壁垒高，新进入者很难参与竞争。近几年我国军民融合有所加速，但更多地体现在“小核心、大协作”模式下的产业链效率提升，随着下游需求放量叠加国产替代加速，整体蛋糕做大仍为当下核心，我们预计未来行业竞争格局仍将相对稳定，并且行业红利朝现有龙头企业集中。 qRqOmOoQqMuMsQmPuNuMz

10、QbR9R7NmOqQsQoPjMnMnPeRoNmNbRoOuNuOtQqMuOmRsO 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第3页 共69页 简单金融 成就梦想 1. 航空发动机：“工业皇冠明珠”，长坡厚雪赛道 . 9 1.1 大国实力象征，涡扇发动机为当今主流 .9 1.2 行业壁垒高、红利期长，核心机系列化研制模式降本增效 . 11 1.3 我国已具备整机研制能力，现全力追赶世界一流梯队 . 15 2. 整机价值占比高，军民需求共振铸就万亿市场 . 21 2.1 发动机占飞机价值量比例高，三大增长点助力市场大空间 . 21 2.2 发动机制造环节难度大，价格高，价值贯

11、穿全寿命周期 . 27 3. 国内产业链由航发集团主导，各环节整体竞争格局稳定 . 28 3.1 原材料：发动机基石，产品差异化大，龙头企业技术和先发优势明显 . 30 3.2 零部件：产业链高价值环节，产品种类繁多，锻铸件为核心 . 38 3.3 控制系统：发动机核心子系统，航发控制独占鳌头 . 51 3.4 总装：产业链“链长”，附加值高，航发动力绝对垄断 . 54 3.5 后市场：价值空间与销售市场空间相当，行业增长新动力 . 56 4. 重点公司推荐 . 59 4.1 总装和核心分系统：航发动力和航发控制垄断总装和控制系统 . 59 4.2 零部件：中航重机市场占有率高，航宇科技等民企

12、新秀实力强劲 . 61 4.3 原材料：抚顺特钢、钢研高纳等少数企业主导两大合金市场 . 64 4.4 重点公司估值表 . 67 5、风险提示 . 67 目录 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第4页 共69页 简单金融 成就梦想 图表目录 图 1：航空发动机被誉为制造业皇冠上的明珠 . 9 图 2：航空发动机分类及产量占比 . 10 图 3：工业产品单位重量创造的价值比较 . 11 图 4：航空发动机产业投入高、回报高 . 11 图 5：研制周期长达 30 年 . 12 图 6：研发投入高达数十亿美元 . 12 图 7：航发研制是以核心机为基础不断改进改型衍生出系列军民发

13、动机 . 13 图 8：全球民用航空发动机涵道比不断增长，经济性随之提升 . 15 图 9：我国已形成相对完整的航空发动机研制生产体系 . 16 图 10：中美俄发动机发展历程对比 . 17 图 11：2020 年国内窄体机用发动机型号分布 . 17 图 12：我国对航发产业的政策扶持 . 18 图 13：我国航空发动机进口额及其占武器进口总额的比例 . 18 图 14：航空发动机市场的三大增长点 . 21 图 15：中美俄现役战机数量对比（单位：架） . 22 图 16：中美现役战斗机代次差距大 . 22 图 17：我国历史和预测的各类型客机机队规模 . 24 图 18：预计未来十年全球不含

14、后市场的军用航空发动机市场空间约为 1448 亿美元 . 25 图 19：大型涡扇发动机的价值拆分 . 27 图 20：小型涡轴发动机的价值拆分 . 27 图 21：航空发动机全寿命周期价值拆分 . 28 图 22：以 F135 为例的生命周期价值拆分 . 28 图 23：国内航空发动机产业链 . 29 图 24：原材料成本约占发动机总成本的一半（不含控制系统） . 30 图 25：高温合金和钛合金是航空发动机主要原材料 . 30 图 26：航空航天为高温合金最主要应用领域 . 31 图 27：高温合金用量占发动机总重量的 40%60% . 31 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露

15、与声明 第5页 共69页 简单金融 成就梦想 图 28：我国高温合金行业依次经历了仿制、仿创结合到独创三个阶段 . 32 图 29：高温合金下游需求快速增长，供需缺口明显 . 33 图 30：军机用钛合金用量稳定在 20%以上 . 34 图 31：我国航空航天用钛加工材逐年增长 . 34 图 32：我国航空发动机用高温钛合金的发展历程 . 35 图 33：航空发动机钛合金使用分布图 . 35 图 34：陶瓷基复合材料发展路线演进 . 37 图 35：陶瓷基复合材料在航空发动机中的应用日渐增长 . 37 图 36：CMC-SiC 复合材料在国外航空发动机中的应用 . 37 图 37：盘轴类锻件以

16、压气机/涡轮盘为代表 . 40 图 38：环形锻件主要为各部位机匣 . 40 图 39：熔模精密铸造工艺流程 . 42 图 40：铸造为涡轮叶片等复杂件的主要成型工艺 . 43 图 41：精密铸件计算机辅助设计流程 . 44 图 42：钣金件主要应用于航空发动机的燃烧室 . 46 图 43：密封件主要采用环形薄壁结构件 . 46 图 44：激光增材制造示意图 . 47 图 45：整体叶盘加工示意图 . 49 图 46：飞机发动机综合控制系统结构简图 . 51 图 47：航空发动机控制系统发展历程 . 52 图 48：国际航空发动机市场金字塔格局 . 54 图 49：2020 年全球民用宽体发动

17、机积存量市场份额 . 55 图 50：2020 年全球民用窄体发动机积存量市场份额 . 55 图 51：航空发动机维修成本占比 . 57 图 52：维修部分人工与航材占比 . 57 图 53：通用电气公司航发业务中设备与服务收入占比 . 57 图 54：罗罗公司航发业务中设备与服务收入占比 . 57 图 55：航发动力与罗罗军品历年销售毛利率变化 . 58 图 56：航发动力与罗罗军品历年销售净利率变化 . 58 图 57：航发动力历年营业收入与归母净利润变化 . 60 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第6页 共69页 简单金融 成就梦想 图 58：2020 年航发动力各

18、项业务营收占比 . 60 图 59：航发控制历年营业收入与归母净利润变化 . 60 图 60：2020 年航发控制各项业务营收占比 . 60 图 61：中航重机历年营业收入与归母净利润变化 . 61 图 62：2020 年中航重机各项业务营收占比 . 61 图 63：航宇科技历年营业收入与归母净利润变化 . 62 图 64：2020 年航宇科技各项业务营收占比 . 62 图 65：航亚科技历年营业收入与归母净利润变化 . 63 图 66：2020 年航亚科技各项业务营收占比 . 63 图 67：派克新材历年营业收入与归母净利润变化 . 63 图 68：2020 年派克新材各项业务营收占比 .

19、63 图 69：抚顺特钢历年营业收入与归母净利润变化 . 64 图 70：2020 年抚顺特钢各项业务营收占比 . 64 图 71：钢研高纳历年营业收入与归母净利润变化 . 65 图 72：2020 年钢研高纳各项业务营收占比 . 65 图 73：图南股份历年营业收入与归母净利润变化 . 66 图 74：2020 年图南股份各项业务营收占比 . 66 图 75：西部超导历年营业收入与归母净利润变化 . 67 图 76：2020 年西部超导各项业务营收占比 . 67 表 1：四种类型航空发动机比较 . 10 表 2：航空发动机“三高一长”的运行要求体现其高技术门槛 . 12 表 3：我国典型航空

20、发动机军民融合案例 . 14 表 4：全球历代军用发动机介绍 . 14 表 5：我国军用航空发动机型号介绍 . 16 表 6：在成立航发集团后，我国航空发动机行业体制逐步向 AA 制和多业经营发展 . 19 表 7：部分可公开查询的“两机”相关项目投资情况概览 . 20 表 8：预计我国未来十年含后市场的军用航空发动机市场空间约为 12072 亿元23 表 9：我国未来二十年含后市场的民用航空发动机市场空间约为 4803 亿美元 25 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第7页 共69页 简单金融 成就梦想 表 10：预计到 2029 年全球含后市场的军用航空发动机市场空间约

21、为 349.8 亿美元 . 26 表 11：预计未来二十年全球含后市场的民用航空发动机市场空间约为 25732 亿美元 . 26 表 12：我国未来十年含后市场的航空发动机市场空间按部件价值拆分 . 27 表 13：我国未来十年含后市场的航空发动机全寿命周期费用拆分 . 28 表 14：国际航空发动机产业链格局 . 29 表 15：高温合金分类及应用情况 . 31 表 16：国外第三代以后的发动机使用单晶高温合金和粉末高温合金的实例介绍32 表 17：预计我国未来十年不含后市场的航空发动机用高温合金市场空间约为 2209 亿元 . 33 表 18：我国航空发动机用高温合金主要厂商 . 34 表

22、 19：预计我国未来十年不含后市场的航空发动机用钛合金市场空间约为 1894 亿元 . 36 表 20：我国航空发动机用钛合金主要企业 . 36 表 21：我国航空发动机用复合材料主要企业 . 38 表 22：锻造的三种成形方式 . 39 表 23：航空发动机锻造技术发展现状 . 40 表 24：预计我国未来十年不含后市场的航发锻件市场空间约为 3156 亿元 . 41 表 25：我国航空发动机锻件主要企业 . 41 表 26：预计我国未来十年不含后市场的航发铸件市场空间约为 6313 亿元 . 45 表 27：我国航空发动机铸件生产商 . 45 表 28：我国航空发动机钣金件生产企业 . 4

23、7 表 29：3D 打印技术在异形结构件的生产中有明显优势 . 48 表 30：我国航空发动机 3D 打印主要企业 . 49 表 31：典型的航空发动机零部件机加工方法介绍 . 50 表 32：我国航空发动机机加工主要企业 . 51 表 33：预计我国未来十年不含后市场的航发控制系统市场空间约为 1578-3156 亿元 . 52 表 34：国际航发控制系统主要企业 . 53 表 35：我国航空发动机控制系统主要企业 . 53 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第8页 共69页 简单金融 成就梦想 表 36：2020 年全球民用发动机交付及积存量 . 55 表 37：世界军

24、用航空发动机龙头公司 . 55 表 38：我国航空发动机主要企业 . 56 表 39：我国航空发动机维修市场主要企业 . 58 表 40：重点公司估值表 . 67 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第9页 共69页 简单金融 成就梦想 1. 航空发动机：“工业皇冠明珠”，长坡厚雪赛道 1.1 大国实力象征，涡扇发动机为当今主流 1.1.1 航空发动机是飞机的“心脏” ，航空强国的标配 航空发动机被誉为“现代工业皇冠上的明珠”和“工业之花”，是衡量一个国家综合科技水平、科技工业基础实力和综合国力的重要标志，也是飞机的“心脏”。航空发动机的研究和发展特点是技术难度大、耗资多、周

25、期长，对飞机性能以及飞机研制的成败和进度有着决定性的影响，是产业发展的核心基础，也是衡量一个国家工业水平和能力的重要标志。例如，航空发动机的工作原理复杂，涉及几乎所有科学和工程专业领域，主要结构部件包括进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管，零配件达 3 万多个。此外，受限于发动机的尺寸小和工作环境严苛的原因，组装过程精细严格，生产商需要在有限的空间中安装成千上万的零件；并且组装精度要求高，单个组件的组装需要独特的技术，其中叶片滚轮的精度要求高达人发丝的十分之一。目前，全球能够自主研制航空发动机的国家只有美国、英国、法国、俄罗斯和中国等少数国家。 图 1：航空发动机被誉为制造业皇冠上的明珠 资料

26、来源：中研网、中国政府网、申万宏源研究 注：申万宏源研究自行整理绘制 1.1.2 由活塞式发展至喷气式，军民应用两开花 航空发动机从活塞式发动机发展到今天的多种喷气式发动机，其中涡扇式喷气发动机应用最广泛。从 1903 年世界上第一架飞机诞生，到二次世界大战结束后，几乎所有的战机都采用活塞式航空发动机，这类发动机通过推动螺旋桨使得飞机获得动力。但是，随着航空发动机向高功率和低重量方向发展，功重比较低的活塞式发动机逐渐退出历史舞台。喷气式发动机可以产生很大的推力，而自身重量又较轻，能够大幅提高飞机的飞行速度，因 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第10页 共69页 简单金融

27、成就梦想 此得到了广泛的应用。按压气机种类可分为涡轮喷气式发动机、涡轮风扇式发动机、涡轮螺旋桨式发动机、 涡轮轴式发动机和螺旋桨风扇发动机。 目前， 应用最广的是涡扇发动机，2020 年全球产量占比高达 46.10%。 图 2：航空发动机分类及产量占比 资料来源： 航空发动机产业现状与趋势 、科技工作者之家、申万宏源研究 不同类型喷气式发动机因其自身特性应用于不同机种，涡喷式逐渐淘汰，涡扇式为当今主流。现代涡喷发动机主要由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管等部位组成，其特点是高空高速飞行时性能较好，但在低速飞行时，高速高温燃气喷出发动机后直接散溢造成巨大的能量损失，其整体油耗高，效率较低，目

28、前除了尚未退役的部分二代战斗机用涡喷发动机外，大多数已被涡轮风扇发动机所取代。军用涡扇发动机主要有不加力式和加力式两类，前者主要用于高亚音速运输机，后者主要用于歼击机。涡桨和涡轴发动机是在涡喷发动机发展成熟后，将活塞发动机涡轮化而研制发展的新型动力。涡桨发动机的适用速度一般小于 900km/h，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中得到广泛应用。涡轴发动机一般装有自由涡轮，主要用在直升机和垂直/短距起落飞机上。民用涡扇发动机主要为大涵道比，油耗低，广泛用于大型商用客机。 表 1：四种类型航空发动机比较 类型 图示 结构 特点 应用 著名机型 涡轮喷气发动机 进气道、压

29、气机、燃烧室、涡轮机和尾喷管 高空高速性能好，低速性能差，油耗高 战斗机、无人机靶机 米格-25 装备的R-15BD-300 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第11页 共69页 简单金融 成就梦想 涡轮风扇发动机 进气道、风扇、压气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮和排气系统 推进效率高、 噪音低、油耗低、结构复杂、 设计难度大 战斗机、轰炸机、运输机、无人机 F-22 装备的F119-PW-100 涡轮螺旋桨发动机 螺旋桨、减速齿轮、进气道、压气机、燃烧室、涡轮机和尾喷管 效率更高， 油耗更低， 高速性能差 中低速飞机 图-95 装备的NK-12MV 涡轮轴发动机 螺旋桨、

30、进气道、压气机、燃烧室、自由涡轮和尾喷管 重量轻、体积小、速度低 直升机 AH-64 装备的T700-GE-701D 资料来源： 航空发动机：飞机的心脏 、维基百科、申万宏源研究 1.2 行业壁垒高、红利期长，核心机系列化研制模式降本增效 1.2.1 技术难度大、耗资多、周期长，高壁垒铸就产品高附加值 航空发动机价值回报高，经济辐射带动作用强。航空发动机作是工业部门目前附加值最高的高端制造业，对上下游产业也有着巨大的辐射带动作用。一是“回顾效应”，即对机械、仪表、电子、材料、冶金、化工等上游产业发展的带动作用；二是“前瞻效应”，即对航空运输业、旅游业、城市交通基础设施建设、物流等产业发展的诱导

31、作用；三是“旁侧效应”，即对改善国民经济各部门资源配置、提高效率等的推动作用。据日本通产省统计， 按照产品单位重量创造的价值来计算， 如果船舶为 1、 则汽车为 9、 电子计算机为 300、大型飞机为 800、航空发动机高达 1400。 图 3：工业产品单位重量创造的价值比较 图 4：航空发动机产业投入高、回报高 资料来源：中航商发官网、申万宏源研究 注：假定船舶 资料来源：中航商发、申万宏源研究 0050010001500船舶汽车台式计算机民用客机航空发动机 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第12页 共69页 简单金融 成就梦想 的单位价值为 1

32、航空发动机技术门槛高，运行条件要求苛刻。航空发动机是典型的技术密集型产品，要求重量轻、体积小、使用安全可靠、经济性好，满足在高温、高压、高转速和高负荷等苛刻条件下长期反复工作指标，因而必须设计精巧、加工精密、使用高性能材料部件，其研制对结构力学、材料学、气体动力学、工程热力学、转子动力学、流体力学、电子学、控制理论等学科都有极高要求。 表 2：航空发动机“三高一长”的运行要求体现其高技术门槛 特征 详情 高压 现役民用发动机的增压比最高已达 52，在研的则高达 60 高转速 大中型涡扇发动机涡轮转速最高达到 15000r/min， 小型涡轴发动机的涡轮转速达到 5000060000r/min

33、高温 世界先进航空发动机涡轮进口温度已超过 1700，而且，其热端零部件还要承受燃油燃烧的化学反应 长期往复工作 航空发动机必须在飞机全飞行包线内和不同飞行任务下，长期、反复地使用。当前，世界民用航空发动机最长机上寿命已超过 40000h，其中热端零件寿命达到 40000 h、冷端零件寿命可达 70000h，空中停车率达到每 1000 飞行小时 0.002-0.02 次 资料来源： 振兴航空动力 实现民族梦想航空发动机发展之我见 、申万宏源研究 航空发动机研发投入高，普遍高达数十亿美元。根据统计，世界先进航空发动机研发投入普遍高达数十亿美元，其中 F135 更是高达 67 亿美元。与国外相比，

34、投入资金不足是此前严重限制我国航空发动机产业发展的重要因素之一。1988 年-2003 年间，美国的IHPTET 计划总计投入 50 亿美元，约是我国 1980 年-2000 年间两项发动机预研计划总投入的 6 倍。 航空发动机研制周期长，预研和工程研制阶段长达 30 年。根据航空发动机研制全寿命管理究及建议，预研阶段和工程研制阶段需要长达 30 年，此后才能进入实用发展阶段进行大批量装配，整个研发周期漫长。我国成功自研的第一台大推力涡扇发动机涡扇-10从 20 世纪 80 年代后期开始验证机研制，到 2006 年正式宣告成熟定型，历时 20 余载，目前已经成为我国第三代战机的主要配套型号。

35、图 5：研制周期长达 30 年 图 6：研发投入高达数十亿美元 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第13页 共69页 简单金融 成就梦想 资料来源： 航空发动机研制全寿命管理究及建议 、申万宏源研究 资料来源： 航空发动机研制全寿命管理究及建议 、航空发动机哪家最烧钱-美国 、我国航空发动机产业发展对策研究 、申万宏源研究 1.2.2 基于核心机系列化的研制模式，产品红利期长，军民一体化推动航空发动机产业持续发展 发动机以核心机为基础可不断改进衍生出系列化军民发动机，降低研发成本，极大提高研发效率及产品可靠性，拓宽市场应用领域，满足不同客户需求。核心机具有军民通用性，一旦研

36、制成熟，无论是战机的涡扇发动机、轰炸机或者军用运输机的发动机、舰艇使用的燃气轮机都可以由核心机改进而来，制造商可以根据客户的不同需求基于成熟核心机衍生出不同机型，降本增效，且产品可靠性得到保证，极大地拓宽了市场应用领域。利用多用途核心机研制系列发动机为航空发达国家普遍采用的方式， 如美国 GE 公司在第三代核心机的基础上成功研制出一系列军民用发动机，包括 F101、F110、F404、TF39、CF6 和CFM56。我国于 70 年代初引进美国核心机和验证机研究途径，坚持走基础研究应用研究预先发展（核心机、验证机）工程研制的研究和发展道路。 图 7：航发研制是以核心机为基础不断改进改型衍生出系

37、列军民发动机 3020406080GE90 (波音777）Trent800 (波音777)PW4084 (波音777）M88 (阵风战斗机)F119 (F-22)F135 (F-35)研发投入（亿美元） 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第14页 共69页 简单金融 成就梦想 资料来源： 航空发动机的发展研究 、维基百科、申万宏源研究 一款成熟发动机可销售 30-50 年，产品红利期长，军民一体化进一步推动航空发动机产业持续发展。据美国国家关键技术计划描述：发动机产业因其技术高端，处于寡头垄断的环境中，一款成熟产品能够销售 3050 年，制造商可以充分

38、享受技术和产业链升级带来的市场回报。在航空发动机领域，军用民用航空发动机普遍存在通用性，基于核心机可衍生出满足民用需求的发动机，不仅可最大程度缩短研发周期，而且推动产品系列化发展，延长产品销售生命周期。我国目前对航空发动机产品军民融合主要体现在国产发动机的军转民应用上，例如，涡轴-8 发动机可同时应用于军用、民用直升机机型；以太行发动机为基础衍生而来的民用燃气轮机，实现一机多型。在民转军领域，我国目前还处于初期阶段。 表 3：我国典型航空发动机军民融合案例 发动机型号 类型 军用 民用 涡轴-8 发动机 军转民 直-11 型 2 吨级直升机、直-9 型 4吨级直升机 AC-311、AC-312

39、 型小型民用直升机 涡扇-10 太行发动机 军转民 歼-11、歼-16 民用燃气轮机：QD-70 燃气轮机，QD-185 燃气轮机以及 QD-400 燃气轮机 资料来源：科技工作者之家、维基百科、申万宏源研究 1.2.3 高推重比、大涵道比发动机为未来发展趋势 世界军用航空发动机发展趋势：推重比不断提升，目标更快、更高、更远。自上世纪40 年代出现第一代喷气发动机以来， 世界航空发动机历经五代升级， 推重比从第一代的 3-4提高到第五代的 12-15。同时，发动机涡轮前温度也在上升，由 1200-1300K 逐代发展至超过 2200K。根据美国对下一代战斗机提出的系统需求，未来军用航空动力将继

40、续朝着更快、更高、更远的目标前进。目前，美国已经开启第六代航空发动机的研发，预计推重比将达到 16-18，同时国际上已开始第七代航空发动机的预研。我们可以预见，未来军用航空发动机推重比将持续增长以满足更高的军事需求。 表 4：全球历代军用发动机介绍 发动机代际划分 发动机 推重比 涡轮前温度 典型机种 第一代 （20世纪40年代） 涡喷发动机 34 1200-1300K J57、BK-1、RD-9B、WP-5、WP-6 第二代 （20世纪60年代） 加力涡喷发动机、 涡扇发动机 56 1400-1550K MK202、 TF30、 J79、 M53-P2、 P29-300、WP-7、WS-9

41、第三代 （20世纪70年代） 涡扇发动机 78 1600-1800K F100、F110、F404、RBI99、M-88、RD-33、AL-31F、WS-10 第四代 （20世纪80年代） 高推重比加力涡扇发动机 910 1800-2000K F119、EJ200、F135、F136、F120、AL-41F、WS-15 第五代（21 世纪初） 变循环涡扇发动机 1215 超过 2200K / 第六代 美国已开始预研 1618 / / 第七代 国际上已开始预研 / / / 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第15页 共69页 简单金融 成就梦想 资料来源： 航空涡轮发动机现状

42、及未来发展综述 、 发动中国航发，发动经济动力 、申万宏源研究 世界民用航空发动机发展趋势：涵道比不断增大，更注重民用发动机的经济性。1977-1992 年期间，民用航空发动机涵道比为 4-10，发展至 2008 年以后，涵道比已经达到 10-15。同时，随着总增压比的增长，涡轮前温度也相应增长，而油耗率则会随之降低。例如，遄达 900 发动机采用了高涵道比（10）与高总压比（36.3）及效率提高的部件，其耗油率比 1997 年投入使用的 CFM56-7B 发动机降低了 8%；GE-GenX 发动机涵道比为9.5，总压比为 40，其耗油率比 2007 年投入使用的遄达 900 发动机低 4%。

43、CFM-LeapX系列发动机因其具有更低的油耗和碳排放量，在市场上极具竞争力。可以预见，民用航空动发动机为顺应更安全、高效率、低油耗、低排放的发展趋势，将会继续提升涵道比，提高经济性及环保性。 图 8：全球民用航空发动机涵道比不断增长，经济性随之提升 资料来源： 航空租赁与金融 、申万宏源研究 1.3 我国已具备整机研制能力，现全力追赶世界一流梯队 1.3.1 发展历史：起步虽晚，奋起直追，已具备自主研发能力 我国航空发动机历经半个多世纪的发展，现已具备完全自主研发能力。我国航空发动机的研制始于 20 世纪中叶，大致经历了三个阶段：修理与仿制、仿制与自行研制结合、完全自主研发。 1）修理与仿制

44、阶段：20 世纪 60 年代，我国在苏联 BK-1发动机的基础上，成功仿制了第一款国产涡喷发动机涡喷-5。涡喷-5 发动机的研制成功，标志着中国航空发动机工业从活塞式发动机时代发展到了喷气式发动机的时代，成为了当时世界上为数不多的几个可以批量生产喷气式发动机的国家之一。 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第16页 共69页 简单金融 成就梦想 2）仿制与自研结合阶段：20 世纪 80-90 年代，我国不断提高自主研发能力，研制出涡喷-14（昆仑）和涡扇-10（太行）。涡扇-10 是我国第一台大推力涡扇发动机，它的出现结束了国产先进涡扇发动机的空白，标志着我国航空发动机从第二

45、代到第三代的跨越，对我国国防工业和国防现代化建设有着深远的历史意义。目前，涡扇-10 系列发动机已成为我国第三代军机的主配发动机。 3）自主研发阶段：21 世纪以来，经过半个多世纪的发展，我国已经建立了相对完整的发动机研制生产体系。2016 年，首款国产大功率涡轴发动机涡轴-10 亮相珠海航展。该型发动机的出现，填补了国内在该功率等级涡轴发动机型谱的空白，其功率等级和结构安装性可满足不同吨级直升机的动力需求。据 Chinese Air Force 报道，2020 年运-20 已配装涡扇-20 完成首飞，未来也将配装运-20，成为我国大飞机的“强心脏”。 图 9：我国已形成相对完整的航空发动机研

46、制生产体系 资料来源： 中国航空工业 60 年大事记 、前瞻产业研究院、申万宏源研究 表 5：我国军用航空发动机型号介绍 种类 型号 生产厂家 仿制/自研 最大功率/推力 推重比 装机对象 时间 涡喷发动机 WP-5 沈阳黎明 苏制 BK-1 3.8T 3.8 米格-15、歼-5 1956 年量产 WP-6 沈阳黎明 苏制 P-9 3.3T 4.6 歼-6、强-5 1959 年定型 WP-7 沈阳黎明 苏制11-300 6.0T 5.2 歼-7、歼-8 1967 年定型 WP-8 西航公司 苏制-3 9.5T 2.9 轰-6 1967 年定型 WP-13 沈阳黎明 贵州黎阳 仿苏联改造 6.6

47、T 5.8 歼-7、歼-9 1988 年定型 WP-14 沈阳黎明 自研 7.1T 6.4 歼-8 2002 年定型 涡扇发动机 WS-9 西航公司 斯贝 MK202 改进 9.1T 5.1 JH-7 2007 年定型 WS-10 沈阳黎明 参考 CFM56 核心机 12.8T 7.5 歼-16 2006 年定型 WS-11 南方公司 鸟克兰 AI-25 1.6T / K-8、JL-8 2002 年量产 WS-13 贵州黎阳 俄罗斯 RD93 8.8T 7.8 FC-1 在研 WS-15 沈阳黎明 自研 16.5-18.5T 9.7-10.9 歼-20 2020 年量产 WS-18 成发公司

48、俄罗斯 D-30KP-2 12.0T 6 运-20、轰-6 2019 年定型 WS-20 西航公司 WS-10 改进 13-16T / 运-20 在研 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第17页 共69页 简单金融 成就梦想 涡桨发动机 WJ-6 南方公司 仿苏联改造 3126 千瓦 / 运-8 1976 年定型 WJ-9 南方公司 WZ-8 改型 500 千瓦 / 运-12 1995 年量产 涡轴发动机 WZ-6 常州兰翔 法国 TM-3C 1250 千瓦 / 直-8 2000 年量产 WZ-8 南方公司 阿赫耶-WZ8A 改进 600 千瓦 / 直-9、直-11 200

49、5 年量产 WZ-9 南方公司 自研 1000 千瓦 / 直-10 2009 年量产 WZ-10 南方公司 自研 1800 千瓦 / 直-20 在研 WZ-16 哈尔滨东安 与法国合研阿蒂丹 3 1200-1500 千瓦 / WZ-10、直-15 在研 资料来源：观察网、维基百科、申万宏源研究 1.3.2 发展现状：军用领域较之国外相差一代，商发领域亟待突破 我国军用航空发动机与国外先进水平仍有一代的差距，大推重比产品严重短缺。国外航空发动机起步时间早，第一代涡喷发动机成型于 20 世纪 40 年代，而此时，我国才刚刚开始航空发动机的研制工作。目前，西方航空发达国家现役的主力机种都配装第三代发

50、动机，如 F404、F110、AL-31F 等。我国部分第三代机型也已配装第三代发动机 WS-10，不断向世界先进水平靠近。 在大推重比发动机方面， 我国发动机与西方先进水平有一定差距。目前，我国在役的大推重比发动机以 WS-10 为主，发动机型号单一、性能也亟须提高。 我国商用航空发动机仍处于研制阶段，“长江”系列产品或将成为我国商发突破口。相比军用航空发动机，我国在民用航空发动机上与国外差距更大。目前，我国民用客机的发动机全部采购自美国通用电气 GE、美国普惠 PW、英国罗罗 RR、法国 CFM（美国 GE公司和法国赛峰 SAFRAN 合资公司)等国外企业， 包括我国目前研制的 C919