船用柴油机维修-航空发动机是飞机核心部件，约占飞机整机价值量的20%~30%中国航空发动机之痛

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报告摘要：

航空发动机是飞机的核心部件航空发动机中国卡在哪，约占整架飞机价值的20%~30%。 其设计、研发水平和制造工艺直接影响飞机的性能和可靠性。 目前的航空发动机主要有涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轴发动机。 其中，涡扇发动机由于效率高、油耗低，已成为当前大多数客机和军用飞机的主要动力类型。 航空发动机的整个生命周期主要经历研发、制造和维修三个阶段。 目前，我国拥有完整的航空发动机产业链，其中原材料主要由大型钢厂、科研院所等传统国企供应； 零部件制造主要以航空发展集团为主体，部分民用、军工企业参与； 军用和民用航空发动机的生产由航空发展集团主导。

航空发动机是飞机的核心部件。 航空发动机是飞机的核心部件，约占整架飞机价值的20%~30%。 作为飞机动力的直接来源，其设计、研发、制造、技术都需要尖端的科技水平，直接影响飞机的性能、可靠性、经济性。 其发展水平也是一个国家科技、工业、国防实力的体现。 的重要体现。 根据工作原理不同，航空发动机可分为活塞式发动机和喷气式发动机。 早期的飞机几乎都采用活塞发动机，但由于功率限制，只适合低速飞行。 自20世纪40年代以来，喷气发动机已成为飞机的主要动力来源。 喷气发动机根据是否有压气机主要分为涡轮发动机和冲压发动机。 涡轮发动机是目前航空发动机的核心。

涡扇发动机效率高、油耗低，是当前主流应用类型。 航空燃气涡轮发动机主要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轴发动机。 不同的设计转速和油耗特性决定了各自的应用场景：涡喷发动机转速高、油耗高，已逐渐被涡扇发动机取代。 主要用于一些尚未退役的二代军用战斗机； 涡扇发动机由于具有高速、中等油耗的特点，是大多数客机和军用飞机的主要动力类型； 涡轮螺旋桨发动机油耗低、推力大，但飞行速度有限，多用于低速运输机、轻型飞机和加油机； 涡轮轴发动机动力强劲且易于启动，主要用于为直升机提供动力。

我国已经拥有完整的航空发动机产业链。 航空发动机的整个生命周期主要经历研发、制造和维护三个阶段。 三者的价值比例分别为10%、40%、50%。 在制造过程中，按部件数值细分，涡轮部分所占比例最高，约为30%，其次是压气机，约为20%-30%； 按制造成本细分，原材料占比最高，约为50%，所用材料以高温合金和钛合金为主，人工成本占25%。 目前，我国已具备完整的航空发动机产业链研发制造能力，包括上游原材料准备、零部件制造、中游子系统组装、下游主机厂组装及后续维修等。 其中，原材料配套供应商主要是大型钢厂和科研院所。 中航工业等传统国企占主导地位； 零部件制造市场主要由航空发展集团和中航工业主导，还有一些民用和军工企业参与； 航空发动机整机生产制造以航空发展集团为主，主要集中在集团工厂下属的四、七所研究所； 军用飞机发动机维修主要由军用维修厂和主机厂进行，民用飞机发动机维修主要由主机厂和民航投资企业进行。

航空发动机是飞机的核心部件

航空发动机产业是我们的重点产业板块。 我们判断，2020年以来，我国航空发动机产业出现了明显的产业拐点，将迎来至少5-10年的黄金发展期。 在航空发动机专题系列报告《航空发动机产业链投资机会》（2020-2-17）中，我们详细介绍了全球航空发动机行业的市场结构以及航空发动机的发展历史和未来趋势。国内工业。 本报告是关于该主题的第二份报告。 主要介绍航空发动机型号的演变、各零部件的价值细分以及国内产业结构。

飞机发动机是飞机的“心脏”

飞机发动机是提供飞机飞行所需动力的装置，是飞机的“心脏”。 航空发动机是飞机动力的直接来源。 其设计、研发、制造和技术都需要尖端的科技水平，直接影响飞机的性能、可靠性和经济性。 它们在现代工业领域占有重要地位，并享有盛誉。 作为现代工业“皇冠上的明珠”，其发展水平是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。 目前，世界上能够独立研制高性能军用航空发动机的国家只有美国、俄罗斯、英国、中国等少数国家。 民用领域被美国和英国垄断，技术工艺门槛较高。

航空发动机约占整架飞机价值的20%至30%。 航空发动机作为飞机的核心部件，其性能直接影响飞机的使用行为和可靠性。 航空发动机工作环境恶劣，内部结构复杂，设计制造要求高。 种种原因使其制造成本高，价值高。 一般来说，航空发动机的制造成本约占整架飞机制造价值的20-30%，仅次于机身结构。 飞机型号越小，发动机价值所占比重越高。 飞机型号越大，发动机价值所占比重越高。 低的。

航空发动机分类

航空发动机通常由压气机、燃烧室、涡轮、排气装置等系统组成。 压缩机位于航空发动机入口后面。 其主要作用是吸收和压缩空气，提高气体压力。 燃烧室位于压气机后端和涡轮前端。 它是发动机中提高气体温度的重要装置。 从燃烧室流出的气体高温高压气体流入涡轮膨胀做功； 涡轮是航空发动机的重要动力源。 是航空发动机中工作温度最高、速度最快的零件。 从涡轮喷出的高温高压气体在尾喷管中继续膨胀。 它从喷嘴高速向后排出，使飞机发动机获得推力。 此外，还采用由压缩机、燃烧室和驱动压缩机的高压涡轮组成的装置来提供高温高压气体。 它被称为气体发生器。 它是发动机的核心部件，决定着发动机的整体性能。 它也被称为核心引擎。 。

航空发动机从结构上可分为活塞式发动机和喷气式发动机。 喷气发动机根据是否带有压气机主要可分为燃气涡轮发动机和冲压喷气发动机。 几乎所有早期的飞机和直升机都使用活塞发动机。 由于功率限制，它们只适合低速飞行。 自20世纪40年代以来，涡轮发动机已成为现代飞机和直升机的主要动力来源。 冲压发动机结构简单、重量轻、推重比大、成本低、经济性好。 但它无法在静止条件下自行启动，需要其他发动机作为助推器。 当飞行器达到一定的飞行速度时，它才能有效工作，而其无法自行启动限制了其在飞行器上的应用。 目前仅用于导弹和空中发射的目标导弹。 本文主要讨论航空燃气涡轮发动机。

涡扇发动机效率高、油耗低，是目前主流应用类型。

航空燃气涡轮发动机主要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轴发动机。 发动机对飞机性能有重大影响。 设计转速和油耗特性的差异决定了不同的应用场景：涡喷发动机虽然转速较高，但油耗较高，经济性较差。 它们已逐渐被涡扇发动机取代，主要用于一些尚未退役的飞机上。 第二代军用战斗机； 涡扇发动机因其高速、中等油耗的特点，成为大多数客机和军用飞机的主要动力型式； 涡轮螺旋桨发动机最大速度相对较小，油耗较低，主要用于时速小于800公里的飞机，多用于低速运输机、轻型飞机和加油机； 涡轮轴发动机主要用于为直升机提供动力。

涡轮喷气发动机油耗较高，已逐渐被涡扇发动机取代。

涡轮喷气发动机的动力来自尾喷管喷出的高温高压气体。 涡轮喷气发动机由进气道、压气机、燃烧室、涡轮、加力燃烧室、尾喷管、附件传动装置及附属系统组成。 其工作原理是空气流入进气道并受到压力升压。 ，向燃烧室提供高压空气。 然后燃烧室将高压空气与燃料混合并燃烧，将其转化为热能，供涡轮机膨胀并做功。 最后直接从尾喷管喷出，提供飞机所需的推力。

双转子轴流涡轮喷气发动机是最常见的类型。 涡轮喷气发动机根据压气机不同可分为离心式和轴流式两种。 离心式采用侧向进气，轴流式采用轴向进气。 由于轴流发动机效率较高，增压比较大，因此，目前推力较大的涡轮喷气发动机均采用轴流式。 根据转子不同，轴流式可分为单转子（单轴）和双转子（双轴）两种。 对于单转子结构，内部结构相对简单，成本较低，但压缩效率有限，消耗大量能量。 油率高，目前只有法国“幻影”战斗机使用的M53发动机使用； 对于双转子结构来说，它具有压力比高、效率高、加速性好等优点，除了早期之外，目前的涡喷发动机大部分都是双转子发动机。

涡轮喷气发动机油耗高，经济性差。 它们已逐渐被涡扇发动机取代，主要用于一些尚未退役的第二代军用战斗机。 涡喷发动机的适航范围极广，既能进行低空亚音速飞行，又能进行高空超音速飞行。 由于高速飞行时喷气速度较高，因此具有良好的高空高速性能，适合长时间高速飞行的飞机。 。 然而，涡喷发动机在产生推力的同时，高速运转时仍有大量高温气体从发动机中排出，造成大量的能量损失。 因此，涡轮喷气发动机的油耗较高，经济性较差。 它已逐渐被涡扇发动机取代，并且仅在某些应用中使用。 尚未退役的二代战斗机、中高空无人机、靶机等曾在此类领域使用过，但在民用领域已基本被淘汰。

涡扇发动机推进效率高，是当前主流发展方向。

涡扇发动机的动力来自风扇推力（主要来源）+向外喷出的高温高压气体，推进效率高。 从结构上看，涡轮喷气发动机由压气机、燃烧室和涡轮组成，而涡扇发动机则由风扇、外导管、压气机、燃烧室和涡轮组成。 涡扇发动机相当于涡喷发动机加上风扇和导管的外部部分。 根据推进效率的计算公式，当出口速度无限接近入口速度时，推进效率无限接近100%。 涡扇发动机的风扇和外导管结构可以降低发动机的出口速度，并利用这部分动能加速外部空气，因此涡扇发动机具有较高的推进效率，燃油消耗率一般为67%涡轮喷气发动机的那个。

旁路比（BPR）是指外风道与内风道的空气流量之比，也称为流量比。 它是影响涡扇发动机性能的重要参数。 涵道比小于2-3的称为低涵道比涡扇发动机，涵道比高于4-5的称为高涵道比涡扇发动机。 高涵道比涡扇发动机排气速度低、推进效率高、经济性好，适用于大型长途客机和运输机。 同时，高涵道比涡扇发动机迎风面积较大，不适合超音速飞行。 因此，通用战斗机用加力涡扇发动机的涵道比一般小于1.0。

小涵道比涡扇发动机油耗低、转速高，主要用于军用战斗机。 对于涵道比较小的发动机，大部分动力来自驱动核心发动机的内进气道排出的废气。 通常采用混合喷嘴，可以通过变形来调节推力的大小和均匀方向。 高温废气通过低温外进风气流。 冷却还有助于减少发动机的红外信号。 小涵道比涡扇发动机可用于超音速飞行，起飞推力大，巡航油耗低，加力比可达1.6-2.0。 主要用于军用战斗机，显着提高飞机性能。 主要用于中、高速飞机。 目前研制国家装备的主力战斗机主要采用小涵道比涡扇发动机提供动力。

大型旁通涡扇发动机油耗更低，续航时间更长，主要应用于军用运输机和民航飞机。 对于高涵道比的发动机，大部分动力来自于外进气道内经风扇加速的空气。 外入口管道通常较短。 内进气道内的废气不与外进气道内的气流混合，而是单独从喷嘴排出。 。 高涵道比发动机在亚音速下具有非常好的能量效率，可以有效延长飞行续航时间，满足军民运输机和宽体客机的长途飞行要求。 在民用飞机领域，由于其噪音低、续航时间长，在20世纪60年代以后的新型客机中得到广泛应用，形成了民航飞机的“粉丝化”浪潮，其中就包括波音747； 在军用飞机领域，可以满足军用运输机的长途运输需求。 需求，如C-5银河运输机等。

涡轮螺旋桨发动机推力大但速度有限，现在多用于中小型飞机。

涡轮螺旋桨发动机重量轻、油耗低、起飞推力大，但飞行速度有限。 涡轮螺旋桨发动机的主要特点是气体发生器产生的可用能量大部分被动力涡轮吸收并从动力轴输出，驱动飞机的螺旋桨旋转； 当螺旋桨旋转时，空气向后排出，从而产生向前的推力。 拉力使飞机向前飞行。 与活塞发动机相比，涡轮螺旋桨发动机具有重量轻、振动小等优点； 与涡喷、涡扇发动机相比，还具有油耗低、起飞推力大的优点。 但由于螺旋桨特性的限制，安装涡轮螺旋桨发动机的飞机速度受到限制，一般不会超过800公里/小时。

涡轮螺旋桨发动机曾经广泛应用于客机和军用运输机航空发动机中国卡在哪，现在多用于中小型飞机。 涡轮螺旋桨发动机已广泛用于为客机和军用运输机提供动力，如“子爵”号、IL-18、Y-7等，其中“子爵”四发客机采用的是“达特”发动机，这是第一个使用涡轮螺旋桨发动机的。 由螺旋桨发动机提供动力的客机。 随着涡扇发动机的出现船舶配件，各国不再研制大功率涡桨发动机。 但由于其飞行高度范围宽、中低速性能好等特点，被应用于一些军用运输机、中小型支线客机、特种飞机（如农业、林业、消防等）等），如搭载T56涡桨发动机的C-130大力神运输机、搭载NK-12MV涡桨发动机的安22运输机等。

涡轴发动机功率大、体积小，是直升机的主要动力。

涡轴发动机功率大、重量轻、体积小、易于启动。 涡轮轴发动机是航空燃气涡轮发动机的一种。 气体在核心机或燃气发生器后面的涡轮中膨胀，驱动其高速旋转并发电。 动力轴穿过核心机的转子，并穿过压缩机前面的减速器。 减速后，输出轴输出动力，形成涡轴发动机。 与活塞发动机相比，它具有重量轻、体积小、功率高、振动小、易启动、易于维护和操作等一系列优点。根据是否有自由涡轮，涡轴发动机可以分为定轴式和自由涡轮式。 大多数涡轮轴发动机都是自由涡轮。 与定轴发动机相比，具有良好的启动性能、运行稳定、加速性能更好。 它具有调节性能好、经济性好的优点，但结构相对复杂。

涡轮轴发动机是军用和民用直升机的主要动力源。 目前，直升机市场普遍采用第三代涡轴发动机。 我国研制的第三代涡轴发动机，涡轴8和涡轴9发动机，用于Z-9和Z-10直升机上。 世界上最强大的涡轴发动机是前苏联研制的D-136发动机。 其输出功率为7457千瓦。 它被用在 Mi-26 直升机上。 国际市场主要被GE、R&R、PWC等五家公司瓜分。 为了满足现代军用直升机的需求，世界各国都在积极改进和改造涡轴发动机。 下一代发动机将在功率重量比、结构、油耗等方面取得进一步发展。

我国已拥有完整的航空发动机产业链

飞机发动机价值分割

按部件价值划分：高压和低压涡轮机占比最高

涡轮部分价值最高，其次是压缩机。 航空发动机制造商根据组件分配或外包任务。 通常，高压涡轮和低压涡轮的价值在各型号发动机中所占比例最高。 其他部件的值因型号不同而不同。 战斗机有小型外部旁路并有附加组件。 它具有动力燃烧室，需要灵活的机动性。 加力燃烧室和控制系统占比很高。 民用固定翼和军用运输机发动机具有大型外部导管并且没有加力燃烧室。 风扇和外壳在控制系统的价值中占有很高的比例。 系统占比较低； 直升机发动机中控制系统及附件的价值比例也较高。

按制造成本划分：原材料成本接近一半

如果不考虑控制系统，从制造成本来看，航空发动机的原材料成本约占50%，人工成本约占25%。 航空发动机使用的材料主要有高温合金、钛合金、复合材料、合金钢、铝合金等。航空发动机使用的高温合金涉及的主要材料是镍和钴金属。 高温合金约占35%，钛合金约占30%，其他合金及复合材料约占35%。

按发动机生命周期成本划分：运行和维护相当于整台机器的价值

航空发动机的整个生命周期经历研发、制造、采购、使用和维护三个阶段。 研发阶段分为设计、试验、发动机制造、管理等环节。 在全生命周期中，研发、制造、采购、维护所占比重分别约为10%、40%、50%左右。 民用大涵道比发动机的使用寿命约为25年。 平均每5年需要大修一次。 大修费用约为数百万美元。 发动机使用过程中的所有操作和维护基本上相当于发动机本身的价值。 。 使用维护阶段的成本包括更新零件和维修服务。

我国航空发动机产业链概况

我国目前拥有完整的航空发动机产业链研发和制造能力。 航空发动机研制包括最基本的研究设计、上游原材料制备、零部件制造、中游子系统装配、下游主机厂装配及后续维修等环节。 航空发动机产业链主要由原材料供应商、零部件制造商和整机制造商组成。 其中，原材料供应商主要包括钢厂以及高温合金、钛合金、复合材料等科研生产基地； 零部件制造主要包括锻造、铸造等企业，包括机壳、环、盘、叶片等各种结构件的生产制造； 整机制造企业主要由航空发展集团牵头，负责总体设计、总装集成、大修维护等关键环节。

航空发动机材料主要包括高温合金、钛合金、陶瓷基复合材料CMC及其他合金。 高温合金主要应用于航空发动机燃烧室、导轨、涡轮叶片和涡轮盘等关键热端部件，占发动机总重量的40%-60%。 目前国内市场主要以抚顺特钢、宝钢特钢、长城特钢为主。 以中科院航空材料研究所、钢铁研究所、中科院金属研究所为代表的钢铁等大型钢厂和科研生产基地； 钛合金的最高耐热温度比高温合金低船用物资，常用于风扇、低压压缩机等冷端部件。 参与者包括宝钛股份、西部材料等； 陶瓷基复合材料CMC重量轻、性能优异。 可用于燃烧室、涡轮导向叶片、尾喷管等部位。 是未来发动机热端结构的首选材料。 目前，它仍在中国使用。 起步阶段主要企业有火炬电子、苏州萨力飞、中兴新材、西安鑫耀、西安超码、中航复合材料等。

航空发动机零件的加工主要包括锻造和铸造。 锻件性能优良，广泛应用于航空发动机的重要结构件，主要包括发动机环锻件、盘锻件和压气机叶片等，占发动机结构重量的40%以上。 环锻件主要用于制造发动机壳体、涡轮导向环、整流环等零部件。 目前主要市场参与者有中航重机、派克新材料和航宇科技； 盘类锻件主要包括压气机盘、涡轮盘等零部件。 ，核心供应商包括中航重机、钢研高纳、万泽股份、三角防务等企业； 叶片锻件按是否有余量可分为精锻件和模锻件。 精锻叶片余量小，精度高，模锻叶片一般用于批量生产。 目前，国内航空发动机叶片锻造行业以航发集团为主导，此外还有航亚科技、无锡汽轮机等。

铸件主要用于叶片、机匣、尾喷管等零部件，以航空发展集团为首。 铸造可以生产形状复杂的零件。 铸件主要用于航空发动机中的叶片、机壳等零件。 叶片铸造主要用于涡轮叶片，分为等轴晶、取向晶和单晶三种工艺。 其中非单晶铸造叶片以航空发动机动力为主，主要由子公司贵阳精铸承接。 近年来，不少民营企业也积极进入，如英流股份有限公司、江苏永瀚股份有限公司、万泽股份有限公司等； 单晶叶片的铸造技术难度较大，主要由研究机构主导，如航空材料研究所、钢铁研究所、沉阳冶金研究院等。机匣是主要承载部件航空发动机的。 它是一种薄壁、易变形的复杂结构件，设计精度要求较高。 主要参与者为航空发展集团和图南有限公司。

中游航空发动机控制子系统市场由航空发展控制和614研究所共同垄断。 控制系统根据飞机的飞行状态对发动机进行推力控制、转场控制和安全限制，确保飞机稳定、安全飞行。 控制系统主要分为机械液压、电子硬件、软件三个部分：机械液压方面，呈现出航发控制独家垄断的市场格局； 电子硬件和软件主要由中国航空发展控制系统研究所（614所）研发，其中是我国航空发动机行业唯一的控制系统研究所。

我国军用航空发动机生产以航空发展集团为主导，航发动力是全机唯一的龙头。 航空发动机集团是我国航空发动机研发生产的主力军。 其子公司航空发动机是中国领先的航空发动机整机制造商，也是国内唯一生产涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、活塞等全型军用航空发动机的制造商。 这是一家拥有四家附属工厂和七个工厂的企业，负责开发我国军事航空航天发动机的主要任务； 它的总部 （工厂430）主要开发了中型和中型的军用航空发动机及其子公司 （工厂410），主要开发中型和大型航空航空发动机。 专注于发动机， （工厂460）是我国中型涡轮钻和涡轮扇形发动机的重要生产基础之一。 南方公司是我国中小型航空发动机的主要供应商，开发了多种型号的涡轮螺旋桨发动机。

售后维护担保等效于完整飞机的价值。 军事维护主要由军事维护工厂和OEM进行，而平民维护主要由OEM制造商和民航投资企业进行。 发动机维护是指发动机组件的检查，维修，故障排除，翻新和修改。 维护成本约占整个生命周期的50％，这相当于发动机本身的价值。 国内军事发动机维护包括人民解放军维修店和山西维护以及隶属于主要发动机工厂飞机电力的吉州维护。 平民维护包括OEM制造商的合资企业，例如 和 以及民航投资企业，例如北京飞机维护工程有限公司，Ltd。Lord。

投资建议

航空发动机是非常重要的航空消耗品。 从军用飞机数量增加，加速模型研发以及实用培训的持续发展中，我国家的军事航空发动机市场正在不断扩大。 我们认为，航空航天发动机行业是未来军事行业发展最大潜力的细分之一。 自2020年以来，我国家的航空航天发动机行业已经看到了一个明显的工业转折点，并将迎来至少5 - 10年的黄金发展时期。 航空发动机产业链涉及从上游材料到下游最终组装的许多链接。 建议注意每个细分市场中的核心供应商。 1）发动机材料：St ，钢研究Gaona，火炬电子设备； 2）航空锻造：AVIC重型机械，三角防御，帕克新材料， ； 3）最终组装：航空引擎。

风险因素

主要军用飞机发动机模型的开发和批量生产不超过预期，政策支持没有预期，而且技术研发进度低于预期。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如果您需要使用相关信息，请参阅原始报告。）

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