（陈诉出品方/分析师：中航证券 魏永 杨天昊）

弁言

航空发动机的概念和分类

航空发动机是飞机的“心脏”，通过将化学能转化为燃气的热能为飞机提供飞举措力，在高温、高压、高转速等恶劣环境条件下长期反复使用的高度复杂和细密的热力呆板装置，被誉为“工业皇冠上的明珠”。

航空发动机财产是关系国家安全、经济创建和科技发展的战略财产，其发展程度已经成为衡量一个国家军事装备程度、科技力气和综合国力的紧张标记，具有极高的军事代价、经济代价和政治代价。

自1903年问世至今一百多年以来，航空发动机履历了两个重要发展时期，1903年至1945年为活塞式发动机统治时期，1945年至今是喷气式发动机期间。

在喷气式发动机期间，航空上广泛应用的是有压气机氛围喷气式发动机。

在压气机氛围喷气式发动机中，压气机是用燃烧室后的燃气涡轮来驱动，因此这类发动机又称为燃气涡轮发动机。按燃气发生器出口燃气可用能量使用方式的差别，燃气涡轮发动机分为涡轮喷气、涡轮风扇、涡轮螺旋桨、涡轮轴和螺旋桨风扇发动机。

涡轮风扇发动机是当前航空发动机的主流。

涡扇发动机由于其推力大、推进服从高、耗油率低等特点，广泛应用于战斗机、运输机、客机、无人机，占比在95%以上，是现在最为广泛的航空发动机。涡扇发动机内部布局重要由风扇、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管等部件构成。

其工作原理为：外界氛围进入发动机后，由风扇叶片举行开端压缩，压缩后的氛围一部分进入外涵道高速排挤，产生巨大推力。

另一部分则进入内在道，由压气机叶片进一步压缩后送至燃烧室。增压后的氛围在燃烧室中与燃料混淆加热，产生高温、高压燃气推动涡轮叶片高速旋转以动员压气机，随后气流经涡轮出口进入尾喷管，在此过程中压力低沉、速率增长，从而产生反作用力，推动飞机进步。

一、财产特点——高行业壁垒，长回报周期

1.1 高温、高速、高负荷工作条件，磨练今世工业技能极限

航空发动机是范例的技能麋集型产物，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，因而必须计划精良、加工细密、使用高性能质料部件，其研制是气动、燃烧、传热、控制、呆板传动、布局、强度、质料等多种学科或专业综合优化的效果，也与盘算机硬件本领、商用和专用计划软件、质料与工艺、测试与试验装备、数据收罗与处置处罚本领、科技管理水划一密切干系。

航空发动机的超高研发、制造难度，磨练今世工业技能极限。航空发动机是一个高门槛、极具技能壁垒、新手难以进入的尖端技能范畴。

1.2 研制周期长、资金投入大、军民通用性强

研制周期长——航空发动机研制周期长，预研和工程研制阶段长达30年。

航空发动机的研发周期包罗根本预研、工程验证机研制和改进改型等多个阶段，一样平常比飞机研制时间长一倍以上。战斗机发动机全新研制周期（从最初的方案假想到全面生产）一样平常为9-15年。

20世纪80年代以来，由于技能范畴又取得了紧张渴望和技能要求的不停进步，国表里发动机研制周期又略有增长，即从型号验证机到计规定型17-19年，第四代发动机研制周期比第三代发动机研制周期显着延伸。

资金投入大——今世航空发动机的研发必要动用举国之力完成。

20世纪80年代初，美国军方和航空工业界高层决定部分猜测：在叶轮机气动热力学、耐高 温轻质质料和新颖布局计划及控制技能等方面已取得和将要取得巨大进步，在保持已经到达的可靠性和历久性条件下，可以为大幅进步发动机性能提供可靠的技能根本。

因此，在1987年，美国空军发起，水师、陆军、国防部先辈技能预研操持局、NASA和7家重要发动机制造商到场制定并实验了综合高性能涡轮发动机技能（IHPTET）预研操持。

资金投入大——航空发动机的发展是一项复杂的体系工程，技能难度大、研制周期长，必要大量的经费投入。

据统计，1950—2000年美国在航空涡轮发动机上的研究和开辟投入高出1000亿美元。1988—2017年，美国“综合高性能涡轮发动机技能”(IHPTET)和“通用经济可遭受涡轮发动机”(VAATE)两项操持共投入87亿美元。GE、罗罗和赛峰比年来在航空发动机范畴的科研投入每年都高出10亿美元。

军民通用性强——基于焦点机系列化研制模式，军民一体化推动航空财产发展。

由高压压气机、燃烧室和高压涡轮构成的发动机焦点机包罗了推进体系中温度最高、压力最大、转速最高的组件，其本钱和周期在发动机研制中占比巨大，是发动机研制重要难点和关键技能最会合的部分。

据统计，发动机研制过程中发生的80%以上的技能题目都与焦点秘密切干系。高技能、高投入的特点也决定了航空发动机研制的高风险。

基于高风险的特点，各航空发动机巨头纷纷倾向于基于自身技能特点走出一条航空发动机产物的系列化、衍生化发展门路。

国外从四代机研制开始，广泛接纳提前开展技能验证机研究的发展思绪，使型号发动机中应用的新技能能得到充实的前期技能验证。

美国范例的四代机发动机F119，在预研阶段，以充实的焦点机技能验证为根本；进入型号阶段后，焦点机上接纳同期开展的各项技能验证操持中履历证的成熟技能；计规定型后，以焦点机为验证平台，派生发展途径从系列化已徐徐超过到多用途层面。

在产物研发中，可接纳在焦点机平台上验证过的新技能来改进已有型号，满足新的需求；也可选择符合的验证焦点机平台研制型号焦点机，进而衍生发展系列发动机，满足广泛的动力需求。

国20世纪70年代后投入使用的先辈航空发动机都是这一技能途径的产物，比方，F119基于XTC-65焦点机，F100基于JTF-22的焦点机。

GE航空团体将颠末充实磨练和判定的F101发动机作为通用焦点机，改型研制了多型发动机。

F110发动机配装F-15和F-16飞机使用，发展了F118发动机配装B-2长途轰炸机，改进改型发展了CFM56发动机。

此中，CFM56发动机是民用航空发动机界的传奇，迄今为止累计交付高出30000台，累计飞行高出10亿h，自1979年取得适航证以来，共衍生发展出CFM56-2、CFM56-3、CFM56-5、CFM56-7等4个系列、20多个改型。

航空发动机高技能、寡头把持下的衍生化发展模式，确保了一旦以一款成熟的系列产物进入市场，接下来就有望长期的一连稳固红利，其间面对的竞争威胁小，制造商可以安心劳绩技能和财产带来的收益。

二、驱动因素——军用飞机放量、实战训练消耗、国产民机突破

2.1 军机加速列装动员航发财产快速发展

军用飞机加速列装动员批产型号放量、新型号麋集定型、国产替换加速——为实现强军备战目标，“十四五”以来，我国武器装备发展由以往的“研制、定型或小批量生产阶段”发展到批量生产阶段，特别是军用飞机、军用无人机加速发展不停列装上量。

从运-20到歼-20，再到直-20，这些年我国航空工业范畴“20家属”不停强大，各种机型相继研制乐成并体系化发展。

随着军用飞机型号升级和新机型加速列装对新型航空发动机提出了新需求，军用航发产物线愈发丰富，浩繁产物将一连定型批产。同时随着国产军用航发技能徐徐成熟，航发国产化率也将一连提拔。

2.2 实战训练消耗加剧打开维修市场

实战化训练加速军机航空发动机斲丧，驱动航发维修市场加速发展。

航空发动机颠末维修的寿命占总寿命的2/3以上，维修是航空发动机全生命周期内的紧张阶段，是包管航空武器装备快速规复战斗力、有效遂行战术技能训练任务的紧张环节。而航空发动机从全寿命周期角度可以分别为产物研发、生产制造、运营维护三个阶段。

根据干系研究，使用维修阶段的本钱占整个航空发动机全寿命周期本钱的比例高达50%。由于航空发动机具有耗材属性，需举行定期维修，大修数次后会欺凌报废。

自2016年中央军委颁发《加强实战化军事训练暂行规定》以来，各军航空兵队伍训练质量得到有效提拔，训练频率、强度显着进步。随着队伍实战化训练推进，我军航空兵年飞行时间或进一步增大，从而导致航空发动机消耗加速，为军用航发提供大量维修市场需求。

2.3 国产民机突破驱动商发历程

我国通过支线飞机型号研制、窄体干线飞机财产发展、宽体飞机拓展形玉成系列产物三部曲，构建完备的研发体系和产物谱系，探索独具特色的商用飞机发展路径。

通过ARJ21飞机的研制，我国第一次走完了喷气客机计划、制造、试验、试飞、批产、交付、运营全过程，把握了民用喷气运输类飞机研制焦点技能，弥补了我国自主研发喷气运输类飞机全程实践的空缺，实现了我国民用飞机集成创新本领的大幅度提拔，为C919大飞机的发展积聚了非常宝贵的履历。

特别是ARJ21飞机的适航取证实践，让中国商飞真正完备而全面地明确和实践民用飞机型号合格审定全过程，因此C919后续历程将显着提速。工信部近期表现，C919大飞机取得巨大突破，即将取证交付。

现在C919飞机接纳的是CFM国际公司研制的LEAP-1C发动机，我国商用航空发动机与天下领先程度另有较大差距，产物还处于研制阶段。陪伴民用大飞机奇迹的发展，中国航发商发应运而生，是民用大涵道比涡扇发动机研发的总师单位和总承制单位。

中国航发商发国产民用发动机共规划了三个产物系列为中国商飞的飞机产物配套：

一是160座窄体客机发动机“长江”1000，配装C919大型客机；

二是280座宽体客机发动机“长江”2000，配装CR929宽体客机；

三是110-130座的新支线发动机“长江”500，配装ARJ21支线客机的改进型。

三、发显现状——航发业务徐徐成熟，自主可控局面所趋

3.1美俄技能领先，我国后起发力

军用航空发动机最紧张的技能指标是推重比，对于大推力航空发动机，按照推重比巨细一样平常可分为四代，第一代推重比在3-4、第二代5-6、第三代7.5-8、第四代9.5-10。

当前在役战斗机发动机以第二代、第三代为主，具备三代主流航空发动机研制和生产本领的国家重要是美、俄、英、法、中五大常任理事国。

第四代军用航空发动机现在的到场者仅美、俄、中三国，进入实际服役状态的型号仅美国的F119、F135及俄罗斯的AL-41F。此中美国的技能和研究渴望遥遥领先，其F119发动机在1997年起即开始装备F-22战斗机，俄罗斯的AL-41F发动机约在2017年前后首飞，中国的四代发动机还尚未见研制乐成。

现在，第四代航空发动机装备数量总体还较少，但其作为接下来各大国空军力气进一步提拔的一定选择，将随着F-35、F-22、歼20、苏-57品级四代战机的批量列装而徐徐成为将来军用航空发动机市场的重心。

3.2 我国军用航发取得实质渴望，下一代产物亟待突破

当今世界可以大概独立研制航空发动机并形成财产规模的也仅仅有中美俄英法等国家，军用航空发动机被美俄英主导。

我国由于航空发动机研制起步较晚，现在军用航空发动机渴望较民用航空发动机更快，但仍掉队于美英法等国家，而俄罗斯航空工业发展长期以军用为主，民用航空发展失衡，故在民用航空发动机方面也相对掉队。

小涵道比加力涡扇发动机兼具亚音速巡航低油耗和超音速机动性的特点，恰看成为战斗机动力，以推重比为重要发展指标。

根据战斗机的性能，现役及在研的战斗机的代数可以分为五代，与之对应的航空发动机也被分别为五代。

当前，发达国家装备主战机种是第三代战斗机，将来将渐渐过渡到四代战机。

军用大涵道比涡扇发动机多用于运输机、预警机、轰炸机和加油机等，推力范围覆盖100-500kN。

为低沉技能风险，进步可靠性，思量到军民用发动机技能通用性强的特点，军用大型飞机动力装置广泛接纳成熟的大涵道比涡扇发动机。

如在伊尔-76MF军用运输机，选用了已经在伊尔-96和图214客机上使用验证的PS-90A-76发动机。

涡轴发动机在性能、布局和使用要求等方面发展成为满足直升机必要的最佳动力装置。

第一代涡轴发动机是20世纪50年代研制，并于60年代开始服役，现在现役直升机多接纳第三代涡轴发动机，少数接纳第四代。

如今技能特点为功重比明显进步，改善了军用直升机的机动性能；耗油率显着低沉，使军用直升机得到更远的航程和续航时间；增长了防砂装置和红外克制步伐，进步了生存本领；开始接纳全权限电子控制体系，有利于减轻机重和减轻驾驶员的使用工作负荷。

颠末六十多年的发展，我国已创建了相对完备的发动机研制生产体系，具备了蜗喷、涡桨、涡扇、涡轴等发动机的系列研制生产本领。

从详细范例来看，涡喷发动机、涡桨发动机已相对成熟、完全实现国产化；装配在直升机上的涡轴发动机根本实现国产化，仅少部分型号必要入口；以WS-10为代表的小涵道比涡扇发动机技能成熟、性能稳固，已大量装配我国第三代战斗机平台，仅有少量三代机仍使用入口发动机，用于四代机的涡扇发动机仍在研制中；用于运输机和轰炸机的大涵道比涡扇发动机暂时缺少成熟型号，仍然依靠入口，属于现在显着的短板。

3.3 竞争格局——整机航发团体为主，中上游徐徐市场化

航发财产链重要由计划研发、加工制造、试验和运营维修四大环节构成。

同时航空发动机加工制造财产链可分为4个条理：发动机主承包商、子体系供应商、小部件及零组件供应商、原质料供应商。

发动机主承包商负责为飞机提供完备的发动机或动力装置，具有研制、生产发动机整机的本领，负责发动机计划、总装、市场开辟、贩卖以及售后服务；子体系供应商具备发动机大部件/组件和关键分体系的研发和制造本领，通过与主承包商创建风险互助关系，在关键分体系和部件计划方面具备焦点竞争力，这类供应商生产大型复杂分体系和紧张布局件；我国现在已根本创建了完备的航空发动机研制和生产体系。

作为主战装备的焦点，自主可控和国产替换是发动机发展的必由之路。从国内航发财产链来看，上游原质料重要涉及钛合金、高温合金和复合质料等，以航发团体下属科研院所和企业 为主，新兴民营企业如宝钛股份、西部超导、钢研高纳、抚顺特钢等均具备很强的竞争力。

零部件的机加环节，英美等西方国家占据高端市场，锻造件方面以中航重机、三角防务等占 据重要市场份额，非单晶叶片以航发动力为主，难度最大的单晶叶片环节仍以航材院等研究所为主。整机和动力控制体系以中国航发团体处于绝对领导职位。

四、行业战略

4.1 行业战略

航空发动机是决定航空武器装备性能的根本，也是工作环境最极度苛刻的分体系，其研制周期长、研发投入大、涉及多学科集成并具有很强的军民通用性。

现在，军用小涵道比发动机已取得部分突破，新机型急迫需求新型号发动机定型；军民用大涵道比发动机暂时依靠入口，国产新型号正在加速研制。

将来较长一段时间，航空发动机将充实受益于军机加速列装、实战训练斲丧和国产民机突破等多重利好驱动，从财产链维度看原质料、零部件、控制体系和整机的行业机遇。

4.2 行业图谱

航空发动机干系上市公司重要会合在财产链中上游，卑鄙整机制造和控制体系：航发动力和航发控制；

上游原质料是发动机的根本，也最能反映航发财产链的高景心胸，特别是高温合金、钛合金和复合质料等：抚顺特钢、钢研高纳、宝钛股份、西部超导和华秦科技；

航发机加环节重要涉及锻造、铸造和钣金，技能力气雄厚、业绩确定性强的标的，如三角防务、航宇科技等。

4.3 重要上市公司（2021年年报，时间停止2022.8.4）

焦点观点

航空发动机财产进入壁垒高，焦点机序列化研制模式铸就长坡厚血赛道。

航空发动机是决定航空武器装备性能的根本，也是工作环境最极度苛刻的分体系，其研制周期长、研发投入大、涉及多学科集成，是一个高门槛、极具技能壁垒、新手难以进入的尖端技能范畴。同时航空发动机也是工业部分现在附加值最高的高端制造业，其基于焦点机系列化的研制模式，不光可以军民一体化应用，而且产物红利期长，是范例的长坡厚雪赛道。

军用飞机加速列装动员批产型号放量、卑鄙高性能需求驱动航发代际升级、实战化训练加速维修换发等多因素驱动行业快速发展。“十四五”以来，我国军用飞机型号升级和新机型加速列装对新型航空发动机提出了新需求，军用航发产物线愈发丰富，浩繁产物将一连定型批产，随着国产军用航发技能徐徐成熟，国产化率同步提拔。同时，鉴于航空发动机的耗材属性，随着实战化训练渐成常态，军用航发斲丧加速，驱动航空发动机维修和换发需求。

航发财产链竞争格局稳固，整机航发团体为主，中上游徐徐市场化。现在，军用小涵道比发动机已取得部分突破，新机型急迫需求新型号发动机定型；军民用大涵道比发动机暂时依靠入口，国产新型号正在加速研制。从国内航发财产链来看，整机和动力控制体系以中国航发团体处于绝对领导职位，上游原质料及零部件以航发团体下属科研院所和企业以及其他国资上市企业为主，但随着军民融合加速，新兴民营企业渗出率不停提拔。

行业重点公司：航发财产链各环节龙头企业；鉴于航空发动机行业的高门槛和高技能壁垒以及较为稳固的竞争格局特性，总装和分体系范畴的航发动力和航发控制，零部件范畴的三角防务、航发科技、航宇科技、航亚科技、派克新材等，原质料范畴的抚顺特钢、钢研高纳、图南股份、西部超导等。

风险提示

局部疫情反复对航空发动机财产链造成影响

卑鄙需求不及预期

技能研发不及预期

汇率颠簸风险对航空发动机出口造成影响

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